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Verfahren zur Herstellung von Sinterkörpern aus Edelmetallen Die Herstellung
von Sinterkörpern aus Edelmetallen, z. B. Silber, ist insofern mit Schwierigkeiten
verbunden, als es nicht ohne weiteres gelingt, beim Sintern der aus dem Metallpulver
hergestellten Preßlinge dichte Körper zu bekommen. Dies ist hauptsächlich darauf
zurückzuführen, daß wegen der Kaltschweißneigung der Edelmetalle beim Verpressen
der Edelmetallpulver im Preßling Luft eingeschlossen wird, die beim Erhitzen den
Sintervorgang ungünstig beeinflußt und unter Umständen zu Blähungen des Sinterkörpers
führt. Es tritt dabei auch häufig der Fall ein, insbesondere dann, wenn ein hoher
Preßdruck zur Anwendung kommt, daß der Preßling beim Sintern anstatt zu schwinden
noch eine Zunahme seines Volumens erfährt. Um beim Sintern von Edelmetallen einigermaßen
dichte Körper zu erzielen, ist es deshalb erforderlich, die Preßlinge sehr langsam
zu erhitzen und die Sinterkörper im Anschluß an den Sintervorgang entsprechünd nachzuverdichten.
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.Die bei der Herstellung von Sinterkörpern aus Edelmetallen auftretenden
Schwierigkeiten werden nun durch die Erfindung dadurch behoben, daß eines oder mehrere
Edelmetalle in Form von pulverförmigen Verbindungen verpreßt werden, worauf die
Preßlinge nach einer Reduktion der Elleltnetallverbindungen gesintert werden. Es
hat sich überraschenderweise gezeigt, daß man dadurch trotz der durch den Zerfall
der Edelmetallverbindung sich zusätzlich bildenden Gase schon nach kurzer Sinterzeit
ohne Nachverdichtung zu verhältnismäßig dichten Sinterkörpern gelangt. Die günstigen
Ergebnisse, die durch die Verwendung von Edelmetallverbindungen beim Sintern erzielt
werden, beruhen offenbar darauf, daß die aus Edelmetallverbindungen bestehenden
Preßlinge im Gegensatz zu aus
Edelmetallpulver hergestellten Preßlingen
keine Neigung zur Kaltverschweißung zeigen, so daß die im Sinterkörper während der
Reduktion und bei Beginn des Sintervorganges entstehenden Gase ohne weiteres entweichen
können und sich bei weiterer Fortsetzung des Sinterprozesses nicht mehr störend
bemerkbar machen. Das beim Zerfall der Edelmetallverbindungen im aktiven Zustand
zurückbleibende Edelmetall beeinflußt dabei in günstigem Sinne den Ablauf des Sinterprozesses.
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Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von porösen Silberkörpern
beschrieben, bei denen Silberoxyd verwendet wird, das jedoch gleichzeitig nichtmetallischen
Stoffen zur Anwendung gelangt, die bei der nachfolgenden Wärmebehandlung ausgetrieben
werden. Obzwar in diesen Veröffentlichungen von Sinterung gesprochen wird, erfolgt
die Erhitzung bloß auf 400' C, so daß es sich nicht um die übliche Sinterung
zur Erzielung dichter Körper handelt. Demgegenüber unterscheidet sich das erfindungsgemäße
Verfahren dadurch, daß dichte, im wesentlichen porenfreie Sinterkörper erhalten
Nverden, da zu deren Herstellung keine wesentlichen Mengen von bei der anschließenden
Wärmebehandlung zur Austreibung gelangenden nichtmetallischen Stoffen zugesetzt
werden. Ferner wird die Sinterung erst nach vollständiger Reduktion bzw. nach vollständigem
Zerfall der Edelmetallverbindungen bei möglichst hoher Temperatur vorgenommen.
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Zweckmäßig ist es, bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
von Edelmetallverbindungen auszugehen, die beim Erhitzen, ohne vorher zu schmelzen,
schon bei niedriger Temperatur zerfallen, weil man in diesem Falle die Reduktion
und das Sintern der Preßlinge durch einen einzigen Wärmebehandlungsprozeß vornehmen
kann. Man wird dabei vorteilhaft so vorgehen, daß man bei der Wärmebehandlung di
' e Temperatur in dem Bereich, in dem durch den Zerfall bzw. die Reduktion
der Edelmetallverbindungen eine intensive Gasentwicklung stättfindet, nur langsam,
vorzugsweise in einem Zeitraum von i bis 2 Stunden steigert, weil durch eine übermäßige
Gasentwicklung die Sinterung beeinträchtigt werden könnte. Bei der Herstellung von
gold- und silberhaltigen Sinterkörpern hat es sich Rls vorteilhaft erwiesen, von
Gold- bzw. Silberoxyd auszugehen, während bei der Herstellung platinhaltiger Sinterkörper
Platinammon ' iumchlorid ein geeigneter Ausgangswerk-Stoff ist.
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Handelt es sich um die Herstellung von Verbundkörpern aus Edelmetallen
mit Stoffen, die durch Sauerstoff nicht verändert werden, so kann die Sinterung
in Luft erfolgen. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise vorteilhaft Silber-Kadmiumoxyd-Verbundkörper
herstellen, die für elektrische Kontakte verwendet werden. Bei der Herstellung von
Verbundkörpern aus Edelmetallen mit Stoffen, die bei erhöhter Temperatur oxydieren,
wird man jedoch zweckmäßig in reduzierender oder neutraler Atmosphäre sintern. Beispielsweise
kann man Silber-Nickel- und Platin-Nickel-Verbundkörper zweckmäßig dadurch herstellen,
daß man Preßlinge aus Silberoxyd und aus Nickelcarbonyl hergestelltem Nickelpulver
bzw. aus Platinaminoniumchlorid und aus Nickelearbonyl hergestelltem Nickelpulver
in einer Wasserstoffatmosphäre einem entsprechenden Wärmebehandlungsprozeß unterwirft,
wodurch die Edelmetallverbindungeli reduziert und an-,schließend gesintert werden.
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Bei der Herstellung von Verbundkörpern aus Edelmetallen mit Stoffen,
die eine größere Oxydationsneigung als Nickel aufweisen, empfiehlt es sich, die
Reduktion der Preßlinge schon bei Zimmertemperatur vorzunehmen. Werden nämlich Preßlinge,
die einerseits aus Silberoxyd und andererseits aus Graphit, Wolfram oder Molybdän
bestehen, einem Wärmebehandlungsprozeß unterworfen, so ist selbst bei Anwendung
einer Wasserstoff atmosphäre die Gefahr vorhanden, daß bei der Erhitzung der Preßlinge
der Sauerstoff des Silberoxydes eine rasche Oxydation bzw. Verbrennung der restlichen
Bestandteile verursacht. Dies kann jedoch ohne weiteres vermieden werden, wenn die
Reduktion der Preßlinge bei entsprechend niedriger Temperatur vorgenommen wird.
Im vorliegenden Falle kann dies beispielsweise durch Behandlung der Preßlinge mit
entsprechenden Gasen oder Flüssigkeiten, wie Kohlenmonoxydgas oder Formaldelivd,
erreicht werden, wobei das letztere sowohl als Blas als auch als wäßrige Lösung
angewendet werden kann.
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Die erfindungsgemäße Herstellung von Verbundkörpern auf der Basis
von Silber wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.
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Zwecks Herstellung von Silber-Nickel-Verbundkörpern werden pulverförmiges
Silberoxyd und aus Nickelcarbonyl hergestelltes Nickelpulver im Verhältnis 6o% Silber
zu 4011/o Nickel gemischt und bei einem Druck von i t/cn,2 zu Formkörpern verpreßt.
Die Preßlinge werden einer Wärmebehandlung in Wasserstoffatmosphäre unterworfen,
wobei die Steigerung der Temperatur von joo auf 16o' C
auf eine Zeitspanne
von i Stunle ausgedehnt wird, weil in diesem Temperaturbertich die Reduktion des
Silberoxydes erfolgt. Die weitere Steigerung der Temperatur kann rasch erfolgen.
7um Abschluß wird der Sinterkörper bei einer Temperatur von gooo C etwa i
Stunde lang erhitzt. Man kommt auf diese Weise zu Sinterkörpern, die bei einem linearen
Schwund von etwa 2o% ein Porenvolumen von 6% zeigen, das durch geeignete Nachverdichtung
noch weiter verringert werden kann. In gleicher Weise erzeugte Verbundkörper aus
Silberpulver und Nickelpulver, hergestellt aus Carbonylnickel, hatten demgegenüber
ein Porenvolumen von etwa 30'10.
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Bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Silber-Kadmiumoxyd-Verbundkörpern
wird entsprechend von unter Anwendung eines Druckes. von , t/CM2 hergestellten
Preßlingen aus einem Silberoxyd-Kadmiumoxyd-Gemiscli mit 6% Kadmiumoxyd ausgegangen,
die einer Wärinebehandlung in Luft unterworfen werden. Die Temperatur wird dabei
zwischen 2oo und 350' C nur langsam, vorzugsweise innerhalb eines Zeitraumes
von 1 1/2 Stunden, gesteigert, weil in diesem Bereich (las Silberoxyd
bei
Anwesenheit von Luft zerfällt, wobei beträchtliche Mengen Sauerstoff frei werden.
Bei einer Temperatur von 350' C ist das Silberoxyd ziemlich vollständig zerfallen,
und nun kann die Temperatur bis zur abschließenden Sintertemperatur von goo'
C
rasch gesteigert werden. Man erhält auf diese Weise ohne Scliwierigkeiten
Sinterkörper mit einem Porenvolumen von 6%, das natürlich durch entsprechende Nachverdichtung
noch weiter verringert werden kann. Auch in diesem Falle würde man, falls an Stelle
des Silberoxydes metallisches Silberpulver zur Anwendung käme, Sinterkörper mit
einem Porenvolumen von etwa 30"lo erhalten.
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Bei der Herstellungvon Silber-Graphit-Verbundkörpern gemäß der Erfindung
kommen sinngemäß Preßlinge aus Silberoxyd-Graphit-Gemischen zur Anwendung. Um zu
vermeiden, daß bei der Wärmebehandlung der Sauerstoff des Silberoxydes den Graphit
verbrennt, muß im vorliegenden Falle die Reduktion des Silberoxydes bei niedriger
Temperatur, möglichst bei Zimmertemperatur, vorgenommen werden. Zu diesem Zweck
können die Preßlitige in eine Atmosphäre von Kohlenmonoxydgas gebracht werden, das
das Silberoxyd schon bei Zimmertemperatur reduziert. Nach erfolgter Reduktion kann
in derselben Kohlenmonoxydgasatmosphäre die Sinterung bei einer Temperatur von goo'
C vorgenommen werden, wodurch man zu dichten Sinterkörpern kommt. Dieses
Verfahren, das sich auch zur Herstellung von Silber-Wolfram- und Silber--.%lolyl)dän-Körpern
eignet, kann natürlich ohne weiteres in der Weise abgeändert werden, daß an Stelle
von Kohlenmonoxydgas zur Reduktion der Preßlinge ein anderes geeignetes Reduktionsmittel
zur Anwendung kommt.