DE865721C

DE865721C - Poroese Koerper ohne oder mit Ausfuellung der Poren durch ein Metall

Info

Publication number: DE865721C
Application number: DEW2617D
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Skaupy
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1945-03-20
Filing date: 1945-03-20
Publication date: 1953-02-05

Description

Poröse Körper ohne oder mit Ausfüllung der Poren durch ein Metall Gegenstand der Erfindung sind poröse Körper, insbesondere Formkörper aus keramischem Stoff, wie hochschmelzenden Oxyden, Silicaten., Borstickstoff, Borkarbid usw., die auf ihrer äußeren und inneren Oberfläche mit einem metallisch leitenden Überzug versehen und gegebenenfalls nach Aufbringung dieses Überzuges ganz mit Metall ausgefüllt werden. Für verschiedene noch zu besprechende Zwecke ist es von besonderem Vorteil, wenn die Metalle des Überzuges so gewählt werden, daß sie in flüssigem Zustand den keramischen Körper zu benetzen vermögen, also beim Erhitzen des Körpers über die Schmelztemperatur der Metalle sich nicht von der Oberfläche ablösen( und zusammenballen. Zu diesen Arten gehören Metalle der Eisengruppe, Platingruppe, Titangruppe, Tantalgruppe und. Chromgruppe.
Körper nach der Erfindung besitzen verschiedene wertvolle Eigenschaften. Die porösen, mit Metallüberzug versehenen Körper können z. B: als elektrische Leiter mit verhältnismäßig hohem Widerstand Verwendung finden, etwa als Widerstände und. Heizkörper, oder um keramische Körper herzustellen, deren Poren mit Metall getränkt sind, die in flüssigem Zustand den keramischen Stoff allein nicht zu benetzen vermögen. Durch den metallischen Überzug nimmt der keramische Stoff an der äußeren und inneren Oberfläche die Eigenschaften eines Metalls an, wodurch er durch flüssige Metalle leicht benetzbar wird, so daß diese aufgesaugt werden und so einen Körper herzustellen gestatten, dessen Poren mit Metall gefüllt sind.
Will man z. B. poröse Aluminiumoxydkörper mit flüssigem Aluminium tränken, ist dies nicht ohne weiteres möglich, weil dieses Metall den Oxydkörper nicht benetzt; wohl aber geschieht dies, wenn vorher die Oberfläche mit einem Metallüberzug versehen ist. Da aber flüssiges Aluminium die meisten Metalle auflöst, wird man den metallischen. Überzug zweckmäßig so wählen, daß er nicht. oder nicht leicht gelöst werden kann. Dies gelingt am besten, :in der Art, daß als metallischer Überzug nicht ein reines. Metall gewählt wird, sondern entweder eine geeignete Legierung oder aber noch besser eine metallisch leitende Verbindung, die vom Aluminium nicht gelöst wird. Als solche Verbindung bewähren sich besonders hochschmelzende metallisch leitende Karbide von: Metallen der Eisengruppe und der vierten bis sechsten Gruppe des Periodischen Systems, also der Titan-, Tantal- und Chromgruppe. Auch Nitride, Boride und, Silicide können brauchbar sein. Ein Überzug von Eisenkarbid, Wolframkarbi ; Titankarbid oder Titannitrid wird also gute Dienste leisten können. Da diese Metallverbindungen sehr hart sind; kann man poröse keramische Körper, die solche Überzüge auf ihrer äußeren und inneren Oberfläche besitzen, auch für andere Zwecke benutzen; z. B. - als Schleifkörper und Schnevdwerkzeuge, besonders wenn die Metallüberzüge so weit verstärkt werden, daß, sie den Porenraum des Oxydkörpers weitgehend oder ganz ausfüllen oder der restliche Porenraum durch ein anderes. Metall ausgefüllt wird.
Porige Körper mit Metallüberzügen auf der äußeren und inneren Oberfläche können auch auf Grund ihrer durch den Metallüberzug bewirkten guten Wärmeleitung für Zwecke Verwendung frorden, für die die Wärmeleitung und Temperaturwechselbeständigkeit -einkeramischer Körper nicht ausreicht. Gut eignen sich poröse Körper nach der Erfindung auch als Filter, z. B. keramische Körper mit Nickelüberzug für alkalische Flüssigkeiten an Stelle der gesinterten Nickelfilter.
Die Herstellung von Metallüberzügen auf der äußeren und. inneren Oberfläche des porösen Körpers kann nach verschiedenen Methoden erfolgen. Man. kann den porösen keramischen Körper mit einer Lösung oder Sugpension einer Metallverbindung oder einer flüssigen Metallverbindung tränken, z. B. mit einer Eisenchloridlösung, den getränkten Körper trocknen und in: Wasserstoff reduzieren. Einen Wolframüberzug wird man durch Tränken mit einer Lösung von Wolframsäure mit wäßrigem Ammoniak, Trocknen und Reduzieren in Wasserstoff erzeugen. Natürlich kann, auch eine kohlende Atmosphäre; z. B. durch Einbetten des Körpers in Kohle, Verwendung finden-. In letzterem Falle kann die kohlende Wirkung so lange oder bei so hohen Temperaturen zur Anwendung kommen, daß der Eisen- oder Wolframüberzug in einen Überzug der entsprechenden Karbide umgewandelt wird. Natür-,ich können auch die Metalle oder Metallverbindungen selbst in hochdisperser, z. B: kolloider Suspension zum Tränken des keramischen Körpers benutzt werden. Dann, ist es nur nötig, nach dem Trocknen in indifferenter oder reduzierender Atmosphäre zu erhitzen, um dien Metallüberzug einzubrennen. Zur Karbidb.ildung kann auch die zum Tränken benutzte Lösung der Metallverbindung organische Stoffe gelöst enthalten, die später verkohlen. Will man einen Überzug aus Titannitrid herstellen, kann man. mit einer Titanlösung tränken und im Ammoniakstrom erhitzen oder mit einer Titanlösung, die auch verkohlende Stoffe enthält, getränkt in Stickstoff erhitzen-. Die Herstellung des metallischen Überzuges kann auch in der Weise geschehen, daß eine kleine Menge flüssigen Metalls (oder Legierung), das den keramischen Körper zu benetzen vermag, in: denselben eingeseigert wird, so daß sich dessen innere Oberfläche damit überzieht. Naturgemäß muß dieses Metall so gewählt werden, daß es leichter schmilzt als der keramische Körper.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i.
Poriger Körper aus keramischem Stoff, wie hochschmelzenden Oxyden, Silicaten, Barstickstoff u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß seine innere und äußere Oberfläche mit einem metallisch leitenden Überzug versehen ist. a: Körper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus Metall oder Metallegierungen besteht, die in flüssigem Zustand den keramischen Körper zu benetzen vermögen, insbesondere Metallen der Eisengruppe, Titangruppe, Tantalgruppe, Chromgruppe. 3,.
Körper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus metallisch leitenden Verbindungen von Metallen.. vorzugsweise der Eisengruppe, Titangruppe, Tantalgruppe, Chromgruppe besteht, insbesondere Karbiden, Nitriden, Bariden, Siliciden. q:.
Verfahren zur Herstellung von Überzügen, nach Anspruch r und a, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Körper mit Lösungen oder Suspensionen von Metallverbindungen oder mit flüssigen Metallverbindungen getränkt, getrocknet und einem Reduktionsprozeß, z. B. in Wasserstoff oder kohlehaltigem Gas, unterworfen wird.
5!. Verfahren zur Herstellung von Überzügen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB der keramische Körper mit Lösungen oder Suspensionen von Metallverbindungen oder mit flüssigen Metallverbindungen getränkt, gegebenenfalls getrocknet und mit oder ohne vorherige Reduktion einem Prozeß zur Umwandfunig der Metallverbindungen in metallisch leitende Verbindungen unterworfen wird. z. B. einer Carborierung, Nitrierung usw:
6. Die Verwendung von- Körpern: nach Anspruch i bis 5 für .das Tränken mit flüssigen Metallen, wie Aluminium, die den keramischen Körper ohne Metallüberzug nicht benetzen. Körper, hergestellt durch Tränken. von Körpern nach Anspruch i bis 5, mit flüssigen Metallen. B. Die Verwendung von Körpern nach Anspruch i bis 7 als elektrische Leiter, wie Widerstände oder Heizkörper. g. Die Verwendung von Körpern nach An-Spruch i und a und insbesondere nach Anspruch 3, also mit Überzügen aus metallisch leitenden harten Karbiden, Nitriden usw., wie Eisenkarbid, Wolframkarbid, Titankarbid, Titan:nitri:d als Schleifkörper und Schneidwerkzeuge entweder in porösem Zustande oder mit durch Metall ausgefüllten Poren,.