DE965636C - Verfahren zur Erzeugung von Nickel- oder Eisenpulver - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 13. JUNI 1957

M 21455IVa j 12 η

Nickel- oder Eisenpulver läßt sich durch Zersetzen des entsprechenden Carbonyls in dem freien Raum eines Gefäßes mit heißen Wänden erzeugen. Die praktisch dafür verwendeten Gefäße haben einheitliche Form und weisen einen Durchmesser von etwa ι m auf. Das Carbonyl wird üblicherweise dadurch in das Gefäß eingeführt, daß flüssiges Carbonyl verdampft wird, indem man es durch ein anderes beheiztes Gefäß fließen läßt, und der Dampf durch den Deckel des Zersetzungsgefäßes geleitet wird. Das entstehende Pulver fällt auf den Boden des Zersetzungsgefäßes; das durch die Zersetzung gebildete Kohlenoxyd wird am Boden des Zersetzungsgefäßes abgezogen.

Es ist bekannt, daß das Zersetzungsprodukt bei großen Einsatzmengen, z. B. solchen zwischen 8o und i8o 1/Std. flüssiges Carbonyl, und hohen. Zersetzungstemperaturm nicht aus einzelnen getrennten Teilchen besteht, sondern aus Fäden oder Ketten in stark zusammengeballtem Zustand bei nie-driger Massendichte, meist einer solchen zwischen o,6 und i,5 g/ml. Diese niedrige Massendichte macht das Produkt für die Erzeugung poröser Körper durch Sintern gut brauchbar, jedoch tritt

709 534/85

beim Sintern eine hohe Schrumpfung auf, was· die Porosität des Sinterkörpers verringert und oft unerwünscht ist.

Ein Produkt aus stärkeren Fäden-, die der Beanspruchung beim Sintern besser widerstehen können, läßt sich durch Senken· der Temperatur im Zersetzungsgefäß gewinnen. Dadurch wird aber die Massendichte erhöht, so daß sich die Porosität des Sinterkörpers nur wenig verbessert, da die geringere Schrumpfung beim Sintern durch die geringere Porosität des Pulvers vor dem Sintern ausgeglichen wird. In der gleichen Richtung liegende Wirkungen wie bei Herabsetzung der Zersetzungstemperatur ergeben sich, wenn man —· wie ebenfalls bekannt — ein Verdünnungsgas, wie z. B. Kohlenoxyd, dem eingesetzten Carbonyl beigibt. Hierdurch wird eine geringere Anzahl Keime gebildet und das Kettenwachstum aus diesen Keimen geändert, wodurch die Fäden kurzer und dicker werden. Beide Wirkungen führen zu einer unerwünschten Erhöhung der Massendichte.

Schließlich ist es auch bekannt, durch Einführen geringer Mengen von gas- oder dampfförmigen Stoffen, wie z. B. gasförmiges Ammoniak, die Zersetzung des Carbonyls katalytisch zu beschleunigen und die Zersetzungstemperatur herafozudrücken. Auch ist dabei vorgeschlagen worden, im Hinblick auf die katalytische Spaltung des Carbonyls von der Keimwirkung von entweder frisch aufströmendem oder anders eingeführtem und im Gasraum schwebend, feinverteiltem Eisen oder anderen festen Stoffen Gebrauch zu machen.

Die Erfindung hat es sieb zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren zum Erzeugen von Nickel- oder Eisenpulver mit baumwollähnlichem Gefüge durch Zersetzen des entsprechenden Carbonyls in einem erhitzten, freien Raum unter Beigabe eines Verdünnungsgases und eines die Bildung fester Keime fördernden Mittels zu finden, bei dem das danach erzeugte Metallpulver sowohl eine geringe Massendichte als auch eine verringerte Neigung zum Schrumpfen beim Sintern besitzt und das sich daher besonders für die Herstellung von Körpern hoher Porosität durch Sintern in Wasserstoff 45. eignet. Solche Metallpulver können gemäß der Erfindung dadurch erzeugt werden, daß man dem Carbonyl, neben einer bestimmten Menge, nämlich etwa 20 bis 40 °/o Kohlenoxyd oder eines sonstigen Verdünnungsgases, als keimförderndes Mittel geringe Mengen von Sauerstoff, Halogene, Ozon, Luft oder Salpetersäure zusetzt. Während durch den Zusatz der genannten keimfördernden Mittel die Zahl der kettenartigen Auswüchse aus den Keimen ganz wesentlich vermehrt und die Massendichte entsprechend verringert wird, macht die Beigabe von Kohlenoxyd oder anderem Verdünnungsgas zum Zersetzungsvorgang die einzelnen Fasern stärker und dicker, wobei es im Hinblick auf das angestrebte günstige Verhältnis zwischen Massendichte und Schrumpfungsvermö^ gen des erzeugten Pulvers auf die Einhaltung obiger Mengenangaben für das Verdünnungsgas ankommt. So soll die Konzentration des in den Zersetzer einströmenden Carbonyls etwa 60 bis 80% betragen. Eine obere Grenze für die Verdünnung ergibt sich daraus, daß die Reaktionsgeschwindigkeit durch das Verdünnungsmittel herabgesetzt wird, was bei übermäßiger Verdünnung dazu führt, daß sich das Carbonyl im Gefäß nicht vollständig zersetzt oder das unzersetzte Carbonyl an die "beheizten Wände des Gefäßes gelangt und sich dort als unerwünschter Pulverniederschlag absetzt.

Die Bildung fester Keime wird vorzugsweise durch die Beigabe eines mit dem Carbonyl im Zersetzer reagierenden Gases, insbesondere Sauerstoff, bewirkt. Es ist nicht sicher, ob der Sauerstoff mit Carbonyl unter Bildung von Oxydkernen reagiert oder ob er von neu gebildeten Keimen absorbiert wird, dadurch ihr Wachstum verhindert und die Bildung weiterer Keime erzwingt. Wie aber auch immer sich die Wirkung erklären läßt, jedenfalls vermehrt sich die Zahl der Keime im Zersetzer. Die Verwendung von Sauerstoff ist auch insofern von Vorteil, als dadurch keine Verunreinigungen in das Gefäß gelangen. Auch Ozon oder Luft oder eine Mischung derselben miteinander oder mit Sauerstoff kann verwendet werden, ebenso irgendein anderes Gas, das mit dem Carbonyl unter Bildung fester Kerne reagiert, wie z. B. die Halogene und Salpetersäure.

Möglich ist es auch, die Keime außerhalb des Zersetzers zu erzeugen, indem man verdünntes Nickel- oder Eisencarbonyl mit Sauerstoff, Chlor od. dgl. reagieren läßt und die entstehende Kernsuspension (etwa in Form eines Dampfes) in den Zersetzer einführt. Eine befriedigende Keimsuspension läßt sich auch dadurch gewinnen, daß man verdünnten Carbonyldampf über Salpetersäure leitet.

Bei der Verwendung von Sauerstoff empfiehlt sich dia Anwendung eines Volumenverhältnisses von 0,01 bis 0,06% Sauerstoff auf den gesamten Gaseinsatz in den Zersetzer.

Beispielsweise wurde in einen Normalzersetzer von ι m Durchmesser bei Beheizung mit Gasen von 580⁰ Wärme Nickel carbonyl mit einer Geschwindigkeit von 1301/Std. flüssigem Carbonyl eingeführt. Das entstehende Pulver hatte eine Massendichte von 0,90 g/ml. Beim Sintern in einer no Wasserstoffatmosphäre ergab sich eine lineare Schrumpfung von 22% und eine Porosität von 78⁴Vo.

Das Verfahren wurde darauf nur durch Einspritzen von 15 1/Std. Sauerstoff entsprechend 0,03% des Carbonylgasvolumens variiert. Die Massendichte des Pulvers fiel auf 0,60 g/ml.

Das Verfahren wurde darauf weiter gemäß der Erfindung variiert. Außer der Einspritzung von Sauerstoff wurde Kohlenoxyd als Verdünnungsmittel mit einer Geschwindigkeit von 15 m³/Std. beigegeben, wodurch sich die Carbony!konzentration auf etwa Ö2°/o verringerte. Die Pulverdichte stieg dadurch auf 0,88, beim Sintern in Wasserstoff ergab sich eine Schrumpfung von nur 9% und eine Porosität von 86%.

Ganz ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn man Chlor in einer Menge zwischen 0,002 und 0,005% des Gesamtvolumens des Gaseinsatzes statt Sauerstoff verwendet.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zum Erzeugen von Nickel- oder Eisenpulver mit baumwollähnlichem Gefüge durch Zersetzen des entsprechenden Carbonyls in einem erhitzten, freien Raum unter Beigabe eines Verdünnungsgases und eines die Bildung fester Keime fördernden Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß neben etwa 20 bis 40% Verdünnungsgas als keimförderndes. Mittel geringe Mengen von Sauerstoff, Halogene, Ozon, Luft oder Salpetersäure zugesetzt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die keimfördernden Mittel dem verdünnten Carbonylgas vor dessen Einführung in den Zersetzer zugesetzt werden.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zugabe von Sauerstoff dessen Volumenmenge 0,01 bis 0,06% des gesamten, in den Zersetzer eingeführten Gasvolumens ausmacht.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Chlor in einer Menge von 0,002 bis 0,005 °/° des gesamten eingesetzten Gasvolumens beigegeben wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 500692, 511 564, 545710, 817458, 833955.

   © 609 737/324 12.56 (709 534/85 6. 57)