EP1272300B1 - Verfahren zur herstellung von metallischen hohlkörpern und hiernach hergestellte miniaturisierte hohlkörper - Google Patents

Verfahren zur herstellung von metallischen hohlkörpern und hiernach hergestellte miniaturisierte hohlkörper Download PDF

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EP1272300B1 EP01915064A EP01915064A EP1272300B1 EP 1272300 B1 EP1272300 B1 EP 1272300B1 EP 01915064 A EP01915064 A EP 01915064A EP 01915064 A EP01915064 A EP 01915064A EP 1272300 B1 EP1272300 B1 EP 1272300B1
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  • US 3,674,461 discloses hollow spherical particles Aluminum, magnesium, boron and beryllium, which are free of holes and seams are and their diameter smaller than about 4.5 mm, with the wall thickness less is about 0.2 mm.
  • the respective material is in the form of a powder coating built on a core. It will indicated that the cores in a rotating container be filled in which is a dosed amount the powdery coating material is located.
  • the core consists for example of naphthalene, anthracene, Camphor or polyaldehyde. Below is the core sublimated over a longer period of time in vacuo and gaseous through the coating away.
  • the remaining hollow Balls e.g. made of aluminum, at temperatures between 700 and 800 ° C oxidized. As a result arise Shells made of ceramics of the starting materials used in each case.
  • the minimum size in practice as a substrate used Styroporkugeln is at about 0.8 mm limited. Smaller Styrofoam balls are not produced. For other than spherical support materials the conditions are accordingly. By the coating of styrofoam balls increases Diameter still further. Should metallic hollow spheres smaller than 0.8 mm would have to be made not foamed plastic balls are used. However, this increases the amount of pyrolyzed Plastic so strong that the expulsion of the ball core material on economic and environmentally friendly way becomes impossible.
  • the finished molding composites are more Advantages.
  • the surface roughness of structures or components is significantly reduced. Thereby arise surfaces that are usually considered smooth Surfaces can be designated.
  • the smaller ones outer diameter of the hollow balls is the Structure of a hollow sphere composite overall essential homogeneous and mechanical properties will be improved.
  • the moldings composites can be machined and easily machined without cutting. For example, can also nails or screws are introduced.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallischen miniaturisierten Hohlkörpern nach Anspruch 1, sowie dem gemäß hergestellte Hohlkörper.
Die Herstellung metallischer, oxidischer oder keramischer Hohlkugeln ist seit längerer Zeit bekannt. Eine großtechnische Verwertung war jedoch lange Zeit praktisch nicht möglich. In jüngerer Zeit gewinnt die grundsätzliche Aufgabe wieder zunehmend an Bedeutung. Vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten derartiger Hohlkörper werden für die verschiedensten konstruktiven Zwecke gesehen, z.B. im Leichtbau, bei Crashabsorbern, Wärmeisolatoren und Schallabsorbern.
In der Praxis werden überwiegend Hohlkugeln hergestellt, da die erforderlichen Trägerelemente in Kugelform meist leichter zu beschaffen sind, Statt Hohlkugeln können aber auch alle andersartigen etwa Engelförmigen Trägerkörper eingesetzt werden. Im.Ergebnis entstehen dann Hohlkörper in der Form der jeweils eingesetzten Trägerkörper. In der vorliegenden Beschreibung werden Hohlkugeln und hohle Formkörper grundsätzlich als Äquivalente verstanden, soweit die Ausführungen zum Stand der Technik nicht tatsächlich Hohlkugeln betreffen.
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, Hüllschichten auf einem Trägerelement abzuscheiden und diese Hüllschicht zu sintern. Dabei wird das Trägerelement bereits vor Erreichen der Sintertemperatur pyrolysiert und der jeweilige Stoff durch die Hüllschicht ausgetrieben. Nach der Sinterung entsteht ein hohler Formkörper, der sehr leicht ist und eine relativ hohe Festigkeit aufweist.
Die US 3,674,461 gibt hohle kugelförmige Teilchen aus Aluminium, Magnesium, Bor und Beryllium an, die frei von Löchern und Nähten sind und deren Durchmesser kleiner als etwa 4,5 mm ist, wobei die Wanddicke weniger als etwa 0,2 mm beträgt. Zum Aufbau der Teilchen wird das jeweilige Material in Form einer Pulverbeschichtung auf einen Kern aufgebaut. Dabei wird angegeben, dass die Kerne in einen rotierenden Behälter gefüllt werden, in dem sich eine dosierte Menge des pulverförmigen Beschichtungsmaterials befindet. Der Kern besteht beispielsweise aus Naphthalin, Anthracen, Campher oder Polyaldehyd. Nachfolgend wird der Kern über einen längeren Zeitraum im Vakuum sublimiert und gasförmig durch die Beschichtung hindurch entfernt. Abschließend werden die verbleibenden hohlen Kugeln, z.B. aus Aluminium, bei Temperaturen zwischen 700 und 800 °C oxidiert. Im Ergebnis entstehen Schalen aus Keramiken der jeweils eingesetzten Ausgangsmaterialien.
Die US 3,792,136 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von hochgradig porösen hohlen Metalloxidkugeln aus einem Metalloxid aus der Gruppe von Silizium-, Aluminium-, Kalzium-, Magnesium- und Zirkonoxid. Dazu werden z.B. Epoxydharzkugel mit einem Durchmesser von 2 bis 4 mm mit einer oxidierbaren Salzlösung des genannten Metalls mit Ammoniumhydroxid getränkt. Die mit Metalloxid getränkten Epoxydharzkugeln werden getrocknet und karbonisiert. Danach werden die so behandelten Kugeln in einer oxidierenden Atmosphäre behandelt, derart dass das Harz durch Zersetzung sowie der Kohlenstoff durch Oxidation ausgetrieben wird und das vorgesehene Metalloxid gebildet wird. Die Metalloxidkugeln weisen insgesamt eine poröse Struktur auf.
Die DE 36 40 586 Al gibt ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkugeln oder Hohlkugelverbunden mit Wandungen erhöhter Festigkeit an. Dabei werden auf metallisierte kugelförmige Leichtkörperteilchen mit einem Kern aus geschäumten Polymer und einer Metallwanddicke von 5 bis 20 µm weitere Schichten aufgetragen. Die metallisierten kugelförmigen Leichtkörperteilchen werden mit einer Dispersion von feinteiligem Metall, dessen Oxid oder feinteiligen keramischen oder feuerfesten Material beschichtet. Die Schichtdicke soll 15 bis 500 µm betragen. Die beschichteten Leichtkörperteilchen werden getrocknet, der Polymerkern bei 400 °C pyrolysiert und anschließend bei 900 bis 1.400 °C gesintert. Im Ergebnis entstehen je nach Teilchengröße, Art und Sintertemperatur des nichtmetallischen Werkstoffes Hohlkugeln mit einer dichten oder porösen Wandung. Wenn die Sinterung in Formen erfolgt, werden unmittelbar entsprechend geformte Hohlkugelverbunde aus gesinterten metallischen oder keramischen Hohlkugeln ausgebildet. Die Zellwände mit einer Wanddicke zwischen 15 und 500 µm sollen eine erhöhte Festigkeit aufweisen.
Die EP 0 300 543 Al beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von metallischen oder keramischen Hohlkugeln, bei dem eine Feststoffschicht auf ein im Wesentlichen kugelförmiges Teilchen aus geschäumten Polymer aufgebracht und der beschichtete Polymerkern pyrolysiert wird. Die kugelförmigen Teilchen werden dabei unter Bewegung mit einer wässrigen Suspension behandelt, die gelöstes und suspendiertes Bindemittel und metallische und/oder keramische Pulverteilchen z.B.Oxide von Fe, Ni,Co,Cu, Edelmetalle, W, Mo, enthält. Die beschichteten und getrockneten Teilchen werden unter Bewegung bei 400 bis 500 °C pyrolysiert und bei Temperaturen von 1.000 bis 1.500 °C unter Bewegung gesintert, wobei eine mindestens teilweise Reduktion zu Metall erfolgt.
In US 4,775,598 werden Möglichkeiten für die Herstellung hohler sphärischer Partikel beschrieben. Dabei soll auf metallisierte kugelförmige Leichtkörperteilchen mit einem Kern aus geschäumtem Polymer weitere Schichten, Z.B. von Cu- oder Ni-Oxiden, aufgetragen werden. Nachfolgend wird der Kern durch Pyrolyse entfernt und eine Sinterung unter reduzierenden Bedingungen durchgeführt, so daß aus den Cu- oder Ni-Oxiden eine Cu-Ni-legierung erhalten wird.
Nach dem Stand der Technik können Hohlkugeln hergestellt werden, deren Durchmesser praktisch zwischen 0,5 und 5 mm liegen. Mit derartigen Hohlkugeln können komplett gesinterte Strukturen oder praktisch einsetzbare Formteile hergestellt werden, deren Masse bis auf 3 %, bevorzugt bis auf 1 % gegenüber der Masse des jeweils eingesetzten massiven Materials abgesenkt werden.
Von besonderer Bedeutung für die Festigkeit der Hohlkugeln ist die Größe der eingesetzten Pulverteilchen. Das Verhältnis von Festigkeit und Leichtigkeit von Hohlkugeln und den daraus hergestellten Strukturen wird wesentlich durch das Verhältnis von Kugeldurchmesser und Kugelwanddicke bestimmt. Die optimale Wanddicke der Hohlkugeln sollte etwa 0,5 bis 3 % des Kugelaußendurchmessers betragen. In den meisten Fällen liegt die Wanddicke bei etwa 1 %. Hohlkugeln von 5 mm Durchmesser weisen danach eine Wanddicke von etwa 50 µm auf, bei einem Kugeldurchmesser von 1 mm sind es nur noch 10 bis 20 µm und bei Kugeln von 0,5 mm Durchmesser sind es nur noch 5 bis höchstens 15 µm Wanddicke.
Die minimale Größe der in der Praxis als Trägermaterial eingesetzten Styroporkugeln, die den inneren Durchmesser der Hohlkugeln bestimmen, ist auf etwa 0,8 mm begrenzt. Kleinere Styroporkugeln sind nicht herstellbar. Bei anderen als kugelförmigen Trägermaterialien sind die Verhältnisse entsprechend. Durch das Beschichten der Styroporkugeln steigt deren Durchmesser noch weiter an. Sollen metallische Hohlkugeln kleiner als 0,8 mm hergestellt werden, müssten nicht aufgeschäumte Kunststoffkugeln eingesetzt werden. Dadurch steigt allerdings die Menge des zu pyrolysierenden Kunststoffes so stark an, dass das Austreiben des Kugelkernmaterials auf wirtschaftliche und umweltfreundliche Weise unmöglich wird.
Zur Gewährleistung einer ausreichend hohen Festigkeit der Kugelwand, sind jeweils Pulverteilchen einzusetzen, die erheblich geringere Außenmaße haben als die Dicke der Hohlkugelwand. Anderenfalls können die Pulverteilchen innerhalb der Wandstruktur nur an wenigen seitlichen Berührungspunkten untereinander sintern. Regelmäßig sollten die mittlere Größe der Pulverteilchen nicht größer als 10 % der Dicke der Kugelwand sein. D.h. bei der Herstellung von Hohlkugeln mit einem äußeren Durchmesser von 1 mm ist ein Metallpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1 µm erforderlich. Derartige Metallpulver sind, zumindest aus relativ kostengünstigen Metallen, wie beispielsweise Eisen oder Kupfer, nicht handelsüblich. Zwar ist die Herstellung von Metallpulvern mit Teilchengrößen im Nanometerbereich möglich, aber diese Pulver sind sehr reaktionsfreudig und deshalb nur unter großem Aufwand verarbeitbar. Darüber hinaus sind diese Pulver so teuer, dass daraus hergestellte Werkstoffe für Massenanwendungen aus Preisgründen uninteressant werden.
Das feinkörnigste handelsübliche Eisenpulver, Carbonyleisenpulver, welches eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 5 µm aufweist, eignet sich nur zur Herstellung von Wanddicken über 20 µm. Metallische Hohlkugeln im Bereich von 2 bis 4 mm sind aufgrund des hohen Preises von Carbonyleisenpulver so teuer, dass sie im Wettbewerb mit anderen vergleichbaren Leichtbaustrukturen nicht bestehen können. Kleinere Hohlkugeln sind in der Literatur zwar erwähnt, sie sind jedoch nach dem Stand der Technik praktisch nicht herstellbar.
Bei der praktischen Anwendung der Hohlkugeln bzw. der hohlen Formkörper, insbesondere in festen Strukturen oder in Bauteilen, wird die Homogenität der Hohlkugelstruktur maßgeblich von der Größe der Hohlkugeln bestimmt. Demzufolge wird die praktisch realisierbare Druckfestigkeit und die Homogenität der Eigenschaften von gesinterten Hohlkugelverbunden von der Größe der kleinsten verfügbaren Hohlkugeln begrenzt. Zwar kann die Druckfestigkeit eines Hohlkugelverbundes durch Verpressen erhöht werden, jedoch steigt dabei auch die Dichte des Hohlkugelverbundes in meist unerwünschter Weise an und der grundsätzlich erwünschte Leichtbaueffekt geht wieder verloren.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zu Grunde, metallische miniaturisierte hohle Formkörper anzugeben, insbesondere für die vorteilhafte Anwendung derartiger Formkörper in konstruktiven Bauteilen oder Halbzeug-Bauteilen mit hoher Druckfestigkeit. Des Weiteren besteht die Aufgabe darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem metallische Formkörper hergestellt werden können.
Die Erfindung löst die Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung von metallischen miniaturisierten Hohlköpern durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale. Man erhält metallische Hohlkörper wie gekennzeichnet in Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung näher dargestellt.
Der Kern der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die miniaturisierten metallischen hohlen Formkörper, nachfolgend vereinfachend auch nur Hohlkugeln genannt, aus mindestens einem Schwermetall bestehen, welches bei einer Temperatur unter 1500 °C, bevorzugt unter 1.200 °C in einer wasserstoff- oder kohlenstoffhaltigen Atmosphäre aus einer entsprechenden Metallverbindung reduziert werden kann. Als ein derartiges Schwermetall werden insbesondere Fe, Ni, Co, Sn, Mo, Cr, Cu, Ag, Pd und W eingesetzt. Der äußere Durchmesser der metallischen Formkörper liegt zwischen 0,05 bis 0,5 mm und das Durchmesser-Wanddicken-Verhältnis liegt zwischen 0,5 bis 3 %.
Die einzelnen metallischen Formkörper können auch aus Legierungen der genannten Metalle und/oder die Wandung der Formkörper kann mehrlagig aus gleichen oder ungleichen Materialien aufgebaut sein.
In der Anwendung können die metallischen miniaturisierten hohlen Formkörper in Formkörperverbunden zu Bauteilen oder Halbzeug-Bauteilen versintert sein.
Die erfindungsgemäßen Formkörper führen im gesinterten Formkörperverbund zu einer hohen Anzahl von Sinterpunkten. Die Formkörperverbunde sind sehr homogen und weisen eine sehr hohe Druckfestigkeit auf. Die Formkörperverbunde lassen sich spanend und spanlos gut bearbeiten und die homogene Struktur gestattet auch den Einsatz von Verbindungsverfahren wie Schrauben und Nageln.
Die Dichte der Formkörperverbunde wird grundsätzlich beibehalten. Je nach dem gewählten Durchmesser-Wanddicken-Verhältnis kann die Dichte der Formkörperverbunde gegenüber dem Stand der Technik weiter gesenkt werden. Die Oberflächen der Formkörperverbände weisen eine geringe Rauigkeit auf.
Die erfindungsgemäßen Formkörper sind mit den Mitteln des Standes der Technik nicht herstellbar. Deshalb wird zur Herstellung der neuartigen metallischen miniaturisierten hohlen Formkörper ein neues erfindungsgemäßes Verfahren angegeben.
Zur Herstellung von metallischen miniaturisierten hohlen Formkörpern wird erfindungsgemäß ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 angewendet, bei dem als Ausgangsstoffe für den Aufbau der Hüllschicht auf dem Trägerelement im Wesentlichen reduzierbare Metallverbindungen, vorzugsweise Metalloxide, Metallhydroxide, Metallcarbonate oder metallorganische Verbindungen (z.B. Acetate, Formiate, Oxalate, Acethylacetonate), ausgewählt werden.
Die beschichteten Trägerelemente werden mit einer mindestens eine solche Metallverbindung enthaltenden Hüllschicht (als sogenannte Grünlinge) bei der Wärmebehandlung in einer reduzierenden Atmosphäre derart gesintert, dass die Ausgangsstoffe zu dem Metall reduziert werden, welches der jeweils eingesetzten Metallverbindung zu Grunde liegt.
In einer Hüllschicht können auch mindestens zwei Verbindungen verschiedener Schwermetalle enthalten sein, die beim Sintern unter reduzierenden Bedingungen eine Legierung bilden.
Die Hüllschicht kann aus mehreren Schichten gebildet werden, wobei in den einzelnen Schichten die gleiche(n) Metallverbindung(en) oder auch verschiedene Metallverbindungen enthalten sein können.
Die Metallverbindungen können mindestens teilweise in kolloidaler Form eingesetzt werden. Es ist auch möglich, einen Teil der Metallverbindungen in einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gelöst einzusetzen.
Die mittlere Teilchengröße reduzierbarer Metallverbindungen als Ausgangsstoffe soll möglichst weit unter 5 µm liegen, also auch in kolloidaler Form in Flüssigkeit enthalten sein. Die Ausgangsstoffe sind als technische Chemikalien oder als Pigmente für die Farbenindustrie in sehr geringen Teilchengrößen oft wesentlich preisgünstiger als vergleichbare Metallpulver erhältlich. Eisenoxide für die Anwendung als Pigment sind beispielsweise in Bereichen von 500 nm bis weniger als 100 nm handelsüblich. Gegenüber den Metallen sind viele Metallverbindungen sehr spröde, so dass sie in Kugelmühlen kostengünstig auf eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 1 µm gemahlen werden können. Dies ist bei Metallen auf Grund deren Duktilität nicht möglich.
In der Praxis sind Metallpulver unter 0,01 mm sehr teuer und nicht verfügbar.
Als Trägerelemente werden entsprechend der Aufgabe der Erfindung regelmäßig solche mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm eingesetzt.
Bei der Wärmebehandlung der Grünlinge wird in bekannter Weise zuerst das Material der Trägerelemente pyrolysiert und aus den Kugeln ausgetrieben. Die Metallverbindungen werden beim Sintern in reduzierender Atmosphäre in das jeweilige Metall überführt, das der jeweils eingesetzten Metallverbindung zu Grunde liegt. Vorteilhaft ist es beim Sintern eine reduzierend wirkende Schutzgasatmosphäre wie beispielsweise Wasserstoff, Ammoniak-Spaltgas, Exogas oder Endogas zu verwenden. Damit können auch Oxide, die bei der thermischen Zersetzung entstehen können, zu Metall reduziert werden.
Bei der Sinterung der Formkörper bzw. eines Formkörperverbandes tritt durch das Austreiben der entsprechenden Stoffe bei der Reduktion eine Annäherung der Metallteilchen ein und damit eine Schwindung der Formkörper bzw. des Fromkörperverbandes.
Dabei verringert sich sowohl der äußere Durchmesser der einzelnen Hohlkugel als auch die Dicke der Kugelwandung. Je geringer die Teilchengröße eines zu sinternden Ausgangsstoffes ist, desto größer ist die Schwindung. Schon in dieser Hinsicht wirkt sich eine geringe Teilchengröße der Metallverbindung positiv auf eine Miniaturisierung aus.
Der zweite, oft stärkere Effekt, der sich günstig auf eine erhöhte Schwindung und damit auf die Miniaturisierung auswirkt, ist die Tatsache, dass eine Metallverbindung immer ein geringeres spezifisches Gewicht aufweist und damit ein größeres Volumen einnimmt als das Metall selbst.
An zwei Beispielen soll das näher verdeutlicht werden. Fe2O3 hat eine Dichte von 5,2 g/cm3. Es besteht zu 69,9 Masse-% aus Eisen. Aus 100 cm3 Fe2O3 entstehen durch Reduktion nur 46 cm3 metallisches Eisen. Nikkelhydroxid hat eine Dichte von 4,15 g/cm3. Es besteht zu 63 Masse-% aus Nickel,. Aus 100 cm3 Nickelhydroxid entstehen durch Reduktion ca. 29 cm3 metallisches Nickel.
Das jeweilige materialspezifische Maß der Schwindung lässt sich im Voraus exakt berechnen.
Neben der bereits beschriebenen erhöhten Druckfestigkeit der fertigen Formkörperverbunde bestehen weitere Vorteile. Die Oberflächenrauigkeit von Strukturen oder Bauteilen wird wesentlich verringert. Dadurch entstehen Oberflächen, die üblicherweise als glatte Oberflächen bezeichnet werden können. Durch die kleineren äußeren Durchmesser der Hohlkugeln wird die Struktur eines Hohlkugelverbundes insgesamt wesentlich homogener und die mechanischen Eigenschaften werden verbessert. Die Formkörperverbunde können spanend und spanlos leicht bearbeitet werden. Z.B. können auch Nägel oder Schrauben eingebracht werden.
Die Erfindung wird nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Ausführungsbeispiel I
Im Ausführungsbeispiel I sollen Eisen-Hohlkugeln mit einem mittleren Durchmesser von ca. 0,5 mm und einer Wanddicke von ca. 10 µm hergestellt werden.
Verfahrensgemäß wird auf 1 Liter Styroporkugeln mit einem mittleren Durchmesser von 0,8 mm eine Hüllschicht aus einer Suspension, bestehend aus einer Flüssigkeit und einem Bindemittel und einem roten Farbpigment aus Fe2O3 mit einer mittleren Teilchengröße von 0,32 µm, aufgebaut. Die Dicke der Hüllschicht beträgt ca. 20 µm. Die derart beschichteten Styroporkugeln werden als Grünlinge bezeichnet.
Der Durchmesser der Grünlinge beträgt ca. 0,84 mm und das Volumen ist um ca. 10 % von 1 Liter auf ca. 1,1 Liter angestiegen. Nach einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei Temperaturen von ca. 1.150 °C werden die organischen Bestandteile des Grünlinges ausgebrannt. Das Eisenoxid wird reduziert und es bildet sich eine gesinterte Hohlkugel aus.
Aus den ca. 1,1 Liter Grünlingen werden nach der Sinterung ca. 0,6 Liter metallische Eisen-Hohlkugeln mit einem mittleren Durchmessern ca. 0,3 mm und einer Wanddicke von ca. 10 µm.
Ausführungsbeispiel II
Verfahrensgemäß wird auf 1 Liter Styroporkugeln mit einem mittleren Durchmesser von 0,5 mm eine Hüllschicht aus einer Suspension, bestehend aus einer Flüssigkeit, in der ein Bindemittel sowie Nickelacetat gelöst sind und einem Pulver aus Nickelhydroxid mit einer mittleren Teilchengröße von 500 µm aufgebaut. Die Dicke der Hüllschicht beträgt ca. 15 µm. Der Durchmesser der Grünlinge beträgt ca. 0,53 mm und das Volumen ist von 1 Liter auf ca. 1,2 Liter angestiegen. Nach einer Wärmebehandlung bei 400 °C in Inertgas werden die organischen und sonstige flüchtige Bestandteile des Grünlinges ausgebrannt und bei einer anschließenden Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei Temperaturen von 1.120 °C wird das entstandene Nickeloxid reduziert und es bildet sich eine gesinterte Nickel-Hohlkugel aus.
Aus den ca. 1,2 Liter Grünlingen entstehen nach der Sinterung ca. 0,5 Liter metallische Nickel-Hohlkugeln mit einem mittleren Durchmesser von 0,1 mm und einer Wanddicke von ca. 2 µm.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
So ist es ohne weiteres möglich, das erfindungsgemäße Verfahren mit weiteren bekannten Verfahrensschritten zu kombinieren oder das Verfahren zur Herstellung von Hohlkugeln einzusetzen, deren äußerer Durchmesser größer als 0,5 mm ist.
Die Trägerkörper können beispielsweise sternförmig ausgebildet sein. Diese werden vorteilhaft mittels eines Extruders hergestellt, wobei die ursprünglichen Extruderstränge nachfolgend zerstückelt werden.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung von metallischen Hohlkörpern durch Aufbringen einer Suspension eines Pulvers einer bei unter 1500 °C reduzierbaren Metallverbindung auf etwa kugelförmige Trägerelemente aus Styropor, Erhitzen der so beschichteten Trägerelemente, Pyrolisieren der Trägerelemente und Reduzieren der Metallverbindung zu Metall in einer reduzierenden Atmosphäre,
    dadurch gekennzeichnet, dass Trägerelemente mit einem mittleren Durchmesser kleiner als 1 mm eingesetzt und Metall-Hohlkörper mit einem mittleren Durchmesser von etwa 0,1-0,3 mm erhalten werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass Metallverbindungen ausgewählt werden, die bei einer Temperatur unter 1.200 °C reduzierbar sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Metallverbindung eine solche auf der Basis der Metalle Fe, Ni, Co, Sn, Mo, Cr, Cu, Ag, Pd oder W ausgewählt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei eine Metalllegierung bildende Metallverbindungen ausgewählt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindung(en) mindestens teilweise in kolloidaler oder gelöster Form eingesetzt wird (werden).
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindung(en) mehrschichtig auf den Trägerkörper aufgebracht wird (werden).
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung der Grünlinge in einer Form für die Ausbildung von Bauteilen oder Halbzeug-Bauteilen erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerkörper solche ausgewählt werden, die mittels Extruder hergestellt wurden, wobei die ursprünglichen Extruderstränge nachfolgend zerstückelt werden.
  9. Metallische miniaturisierte Hohlkörper hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass die aus einem Schwermetall gebildeten Metall-Hohlkörper einen äußeren Durchmesser zwischen 0,05 bis 0,5 mm und ein Durchmesser-Wanddickenverhältnis von 0,5 bis 3% aufweisen.
  10. Metallische Hohlkörper nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Hohlkörper aus Fe, Ni, Co, Sn, Mo, Cr, Cu, Ag, Pd oder W bestehen.
  11. Metallische Hohlkörper nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Hohlkörper aus einer Legierung bestehen.
  12. Metallische Hohlkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der metallischen Hohlkörper mehrlagig ausgebildet ist.
  13. Metallische Hohlkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Hohlkörper zu Bauteilen oder Halbzeug-Bauteilen versintert sind.
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