Wynalazek dotyczy sposobu oczyszcza¬ nia i uszlachetniania stopionych metali i sto¬ pów metali, wedlug którego mozna uzyskac znaczne polepszenie wlasnosci fizycznych i chemicznych odlewów i produktów osta¬ tecznych, tak ze przewyzszaja one znacznie produkty, otrzymywane wedlug dotychczas znanych sposobów.Znanych jest wiele sposobów oczyszcza¬ nia i uszlachetniania metali i ich stopów i znaczna czesc tych sposobów jest w uzyciu.Tak np. stosuje sie do tego celu mangan, krzem, glin, magnez, zwiazki fosforu, np. miedz fosforowa, fosforki, krzemki wapnia, krzemki magnezu, lit, wapn. Z takiemi cia¬ lami, jak mangan, krzem, miedz fosforowa i podobne otrzymywano nawet technicznie i gospodarczo stosunkowo zadowalajace re¬ zultaty, tak ze sposoby, wedlug których sto¬ suje sie te ciala, maja dosc duze znaczenie, jakkolwiek z drugiej strony sposoby te wy¬ kazuja równiez powazne niedogodnosci.Mangan i krzem np. pozostawiaja w stali szkodliwe wrostki (Einschlusse). Przy sto¬ sowaniu dodatków miedzi fosforowej otrzy¬ muje sie wprawdzie miedz o dostatecz¬ nych wlasnosciach mechanicznych, jednak przewodnosc elektryczna takiej miedzi jest znacznie gorsza. Te i inne wady byly bodz¬ cami dla fachowców do poszukiwan, maja-Cych na celu ulepszenie Sposofców oczy¬ szczania metali, jak o tern swiadczy bogata literatura fachowa i patentowa, W tym da¬ zeniu zwlaszcza zwrócono uwage na zasto¬ sowanie do tych celów takich cial, jak lit metaliczny i wapn metaliczny. Wyniki tych prób dawaly nadzieje na osiagniecie ulep¬ szen w znanych sposobach tak dlugo, do¬ póki nie byly one przeprowadzone w roz¬ miarach fabrycznych, gdzie, jak sie okaza¬ lo, nie doprowadzily do rezultatów, które- by uzasadnialy szersze ich zastosowanie.W szczególnosci okazalo sie, ze przy sto¬ sowaniu takich cial ^powstaja niepozadane zjawiska uboczne, np. powstawanie zanie¬ czyszczen nowego rodzaju, wywieranie u- jemnego wplywu na niezbedna gestosc od¬ lewówi i d., tak ie osiagano raczej skutki szkodliwe zamiast zadanych pozytecznych.Równiez i wysoka cena litu i wapnia sta¬ nowila znaczna przeszkode do ich stosowa¬ nia.Okazalo sie niespodziewanie, ze zasto¬ sowanie pewnych stopów litu pczy oczy¬ szczaniu stopionych metali i stopów metali daje zupelnie nowe wyniki. Jako skladniki stopów wchodza przytem w rachube poza litem (wziete zosobna lub w rozmaitych mieszaninach ze soba) krzem i takie meta¬ le, których tlenki posiadaja charakter zasa¬ dowy i które nie maja zdolnosci tworzenia trudno rozpuszczalnych siarczków, a wiec metale, grupy potasowców, wapniowców oraz ziem rzadkich, które mozna okreslic jako metale alkaliczne w najszerszem tego slowa pojeciu, gdyz w danym przypadku metale ziem rzadkich zachowuja sie zupel¬ nie równowartosciowo z wapniowcami.Z metali tych nalezy jednak wylaczyc beryl, który w tym przypadku zupelnie wyraznie wykazal, jak nieslusznie, o czem zreszta i podreczniki wspominaja, zostal on zaliczony do tej grupy, wktórej go stale wymieniaja, zamiast do grupy glinu, z któ¬ rym w technice stopów wykazuje te same, co i glin, dostatecznie znane szkodliwe dzialanie przy stosowaniu go jako srodka odtleniajacego.Dzialanie wchodzacych w gre czynnych dodatków, które sa stosowane zosobna lub w mieszaninach ze soba oraz w polaczeniu z litem, mozna wyjasnic tern, ze te dodatki sa zdolne wiazac czynny lit tak, ze cisnie¬ nie jego pary w wyzszych temperaturach znacznie zostaje obnizone, niezaleznie od tego, ze przez sprowadzenie strat z powodu wyparowywania do minimum musialy od¬ pasc uzasadnione dotychczas zastrzezenia (o tyle tylko uzasadnione, ze przeciez przy stosowaniu czystego metalu pewnych strat z powodu wyparowywania nigdy nie da sie uniknac). Ten rodzaj wiazania sie litu nie przeszkadza bynajmniej cialu, zawieraja¬ cemu lit, oddzialywac najbardziej czynnie na traktowane nim metale lub stopy metali i w ten sposób powodowac najdalej posu¬ niete oczyszczenie wytwarzanego produktu metalicznego a zatem polepszenie i uszla¬ chetnienie wlasnosci i gatunku traktowa¬ nych metali, nadajac im wieksza odpornosc przeciw nadzeraniu, lepsze zdolnosci pole- rownicze, (wskutek nieobecnosci drob¬ niutkich wrostków), znaczne ulepszenie wlasnosci mechanicznych i elektrycznych, jak ciagliwosci, wytrzymalosci na ciagnie¬ nie, rozszerzalnosci, przewodnosci elek¬ trycznej. Wlasnosci te uzyskuja nietylko odlewy, ale i metal, w ten sposób uzyskany i dalej przerabiany i stosowany, zachowu¬ je je na stale, odrózniajac sie tern od pro¬ duktów dotychczas znanych.Miedzy innemi wykryto, ze przy stoso¬ waniu wyzej wymienionych stopów litu wzglednie mieszanin jego zwiazków, np. mieszanin krzemków litu i stopów litu, za¬ wierajacych niewielka ilosc wolnego litu i podobnych materjalów, unika sie prak¬ tycznie calkowicie niepozadanych objawów, wystepujacych przy stosowaniu samych metali, np. samego litu lub samego wapnia.Uszlachetnione metale i stopy wyrózniaja sie tern, ze w kazdym stanie, to jest suro- — 2 -wym lub przerobionym, jako pólprodukty lub produkty gotowe, zawieraja dajace sie wykryc spektrograficznie resztki srodka lub srodków, stosowanych do oczyszczania, i to nietylko w przypadku stosowania litu, pozostajacego w traktowanym metalu w ilosci ponfzej 0,03% i wywierajacego techniczny wplyw, oraz nadajacego pro¬ duktowi cechy, pozadane pod wzgledem gospodarczym, lecz równiez prawie we wszystkich przypadkach mozna dowiesc, ze traktowany materjal zawiera pozo¬ stalosci cial, towarzyszacych litowi w srodku, stosowanym do oczyszczania, na¬ wet wówczas, gdy ciala te daja sie z latwoscia usunac z traktowanego metalu.Nawet w przypadku, gdy nie mozna do¬ wiesc obecnosci resztek tych cial, zawar¬ tych w srodku oczyszczajacym, co ma miej¬ sce no. z wodorem, gdy sie stosuje wodorki, to jednak mozna stwierdzic w traktowa¬ nym materjale ich poprzednie wspóldzia¬ lanie lub wplyw na lit, poniewaz metal, traktowany samym litem lub tez litem w innej postaci, nieopisanej w niniejszym patencie, zawiera coprawda czesto wy¬ krywalne resztki litu, lecz jego wlasnosci sa znacznie gorsze od wlasnosci metalu, o- trzymanego wedlug niniejszego wynalazku.Znaczne techniczne zalety tego wynalazku sa tern wazniejsze, ze sposób ten jest bar¬ dzo oszczedny.W ponizszych przykladach przytoczono rozmaite ciala, które doskonale nadaja sie do tego celu, sa to pierwiastki grupy pota- sowców, grupy wapniowców, z wyjatkiem bervlu, jak równiez pierwiastki grupy ziem rzadkich w szerokiem znaczeniu, których tlenki sa zasadowe lecz nie posiadaja nah*- ry amfoterycznej i nie tworza trudno roz¬ puszczalnych siarczków, jak równiez krzem zamiast tych pierwiastków lub oprócz nich.Jak wspomniano, lit moze przytem wyste¬ powac badz wraz z jednym lub kilkoma in¬ nem! cialami, np, jako lit metaliczny z krzemem, badz jako mieszanina krzemku litu i wolnego litu, wzglednie wolnego krze¬ mu, badz zmieszany ze stopem litu, albo jako wodorek litu lub lit metaliczny z wo¬ dorkami dodawanych cial, z krzemkami dodawanych cial lub podobnemi zwiazkami.Mozna równiez stosowac sam lit, czesciowo nakrzemiony i czesciowo uwodorniony, np. uwodorniona reszte wolnego litu wraz z krzemkiem litu lub tez n;enasycony wodo¬ rek litu, którego nadmiar litu stapia sie z krzemem i i d. W pewnych przypadkach mozna stosowac powyzej opisane srodki wraz z czesciami traktowanego materjalu, np. jako brykiet miedziany, zawierajacy stop litowo - krzemowy, lub jako brykiet miedziany, zawierajacy lub otaczajacy wo¬ dorek litu lub podobny zwiazek.Mozna równiez stosowac w pewnym stopniu rozcienczone mieszaniny, zawiera¬ jace lit i krzem, zawierajace wolny lit luib niezawierajace go, lub np. mieszaniny, za¬ wierajace lit i krzem wraz z jednym lub kilkoma wodorkami o charakterze soli z krzemkami, wzglednie stopami krzemu i traktowanego materjalu, a zwlaszcza z tak zwanemi krzemkami ciezkich metali, jak np. z krzemkiem zelaza, krzemkiem miedzi, krzemkiem niklu.Dodatki, zawierajace Ht, stosowane we¬ dlug wynalazku, wynosza 2%. Mozna jed¬ nak stosowac wieksze lub mniejsze ilosci.Zawartosc litu nie powinna naogól przekra¬ czac 1 % i nalezy ja utrzymywac w grani¬ cach od 0,005% do 0,5%. W poszczegól¬ nych przypadkach ilosci dodawanych cial oraz ilosc zawartego w nich Ktu zalezy w duzej mierze od danych warunków pracy; prócz tego nalezy w pierwszym rzedzie miec na uwadze ilosc zanieczyszczen i gazów w traktowanych metalach i stopach oraz zamierzony ostateczny cel procesu uszla¬ chetniania. Ponizej przytoczono kilka przy¬ kladów wykonywania sposobu w celu lep¬ szego wyjasnienia wynalazku. Nalezy przy¬ tem zaznaczyc, ze w celu umozliwienia lepszego porównania wyników otrzyma-rtych przy zastosowaniu niniejszego wyna¬ lazku; przyklady dotycza glównie stosowa¬ nia litu i wapnia. Nalezy równiez zazna¬ czyc; ze najrozmaitsze zestawienia wedlug wynalazku, przy stosowaniu innych wymie¬ nionych skladników, jak np. strontu i po¬ dobnych, prowadza praktycznie do takich samych wyników, choc oczywiscie wlasno¬ sci stosowanych cial powoduja pewne drobne róznice, np. uzycie litu i strontu po¬ zwala uzyskac z reguly szczególnie zwarta biidowe.Przyklad'I. Przy przeróbce stopionego zelaza lub stali wprowadza sie do topniska substancje aktywna, zawierajaca lit, np. stop litu i wapnia, a mianowicie mniej wie¬ cej do 2% stopu litu i wapnia o zawartosci litu okolo 50% stopu. Wprowadzanie srod¬ ka dodatkowego do topniska uskutecznia sie w ten sposób, ze umieszcza sie go w zbiorniku, który ze wzgledu na oddzialy¬ wanie stopii litowego posiada o ile moznosci jak najwieksza powierzchnie oraz liczne otwory przeplywowe, a nastepnie szybko i o ile moznosci jak najglebiej zanurza w kapieli i miesza.Podobnie jak przy przeróbce miedzi lub niklu albo tez ich stopów, tak i tutaj otrzy¬ muje sie w wyniku lepsza plynnosc przy przelewaniu, bardziej rzadkoplynny zuzel oraz bardziej wartosciowe odlewy, odzna¬ czajace sie, miedzy innemi, wieksza gesto¬ scia. Ostateczne produkty sa równiez bar¬ dziej czyste i wykazuja znacznie lepsze wlasnosci fizyczne i mechaniczne. Próby wykfczialy miedzy innemi wyzszy stopien twardosci, wieksza odpornosc na nadzera- nie, mniejsza ilosc porów, brak niepozada¬ nych cial towarzyszacych, jak tlenu, siarki i t. d. Przy przeróbce miedzi otrzymano w szczególnosci zdolnosc przewodzenia wyzsza od tych samych wartosci gatunków miedzi, otrzymywanych wedlug znanych metod.Przyklad II. Przy wytwarzaniu odle¬ wów dowolnego rodzaju ze stopów stali lub ze stali mozna osiagnac korzystniejsze wy¬ niki przez oddzialywanie na kapiel topielna zapomoca aktywnej substancji litowej, jak np. polaczeniem litu i krzemu albo miesza¬ nina tego polaczenia z aktywnym stopem litu. Do kapieli mozna dodawac do 1 % wspomnianych substancyj litowych, co u- skutecznia sie tak, jak to podano w przy¬ kladzie I. Poniewaz aktywne polaczenia litu i krzemu sa cialami dosc trwalemi o stosunkowo wysokim punkcie topliwosci, zaleca sie wprowadzanie materjalu w po¬ staci np. brykietów. Stal i stopy stalowe, przerobione wedlug podanego sposobu, wykazuja doskonalsza strukture krysta¬ liczna, przedewszystkiem zas sa prawie wolne od zanieczyszczen takich, jak tlen, azot, jak równiez od siarki i fosforu. Przy odlewaniu stal taka posiada znacznie lep¬ sza plynnosc, a odlewy sa calkowicie albo prawie calkowicie wolne od bledów i maja wiekszy ciezar wlasciwy, niz odlewy, o- trzymane w normalnych warunkach.Przyklad HI. Do wielkiego tygla od¬ lewniczego wprowadza sie na 1.500 czesci zeliwa 0,45% stopu litu i wapnia. Okazuje sie, ze stop ten doskonale sie rozprowa¬ dza, a próba wytworzonego zeliwa wyka¬ zuje, ze oczyszczenie i uszlachetnienie dokonalo sie równomiernie w calej masie zeliwa. W szczególnosci mozna stwierdzic lepsza plynnosc przy odlewaniu i znaczne polepszenie wlasciwosci mechanicznych i fizycznych w porównaniu z materjalem, nicpoddanym takiej przeróbce. Grafit jest rozdrobniony az do najmniejszych czastek i rozmieszczony równomiernie, a czesc je¬ go przetwarza sie w weglik. Gazy i tlen sa usuniete, praktycznie biorac, w zupelnosci.Z pomiedzy fizycznych i mechanicznych zalet nalezy zwlaszcza podniesc wieksza wytrzymalosc na ciagnienie, spotegowanie twardosci wedlug BrineU'a, a przytem wieksza obrabialnosc. Na przelomie posia¬ da zeliwo subtelniejsza i jasniejsza struk¬ ture krystaliczna, a miejsca twarde, tak - 4 —czesto wystepujace w zeliwie, sa tu nie¬ obecne.Przyklad IV. Do 250 czesci stopionej stali weglistej dodaje sie 0,075 czesci stopu litu i wapnia. Przy odlewaniu stal okazuje sie nadzwyczaj latwoplynna, a odlane bloki sa lepszej jakosci, niz bloki z materjalu po¬ równawczego, niepoddanego przeróbce we¬ dlug niniejszego wynalazku. Miedzy inne- mi próby wykazuja znaczne zwiekszenie wytrzymalosci na ciagnienie i podwyzsze¬ nie granicy elastycznosci oraz twardosci wedlug BrineH'a, a wiec np. wytrzymalosc na ciagnienie 4550 kg/cm2 do 4900 kg/cm2, przy twardosci wedhig Brinell'a 119, roz¬ ciagliwosc 35% i zmniejszenie przekroju poprzecznego 45%. Odpowiednia, niepod- dana przeróbce wedlug wynalazku, stal weglista posiada wytrzymalosc na ciagnie¬ nie 3500 kg/cm2 oraz twardosc wedlug Brinella 98,5.W innym przypadku udalo sie podniesc granice elastycznosci z 2100 kg/cm2 do 3710 kg/cm2.Przyklad V. 700 czesci stali niklowo- chromowej zadano 0,15 czesciami stopu li¬ tu i wapnia. Stal chromowa zawierala 28% chromu i 10% niklu. Przeróbka wywolala poczatkowo podwyzszenie temperatury ka¬ pieli topielnej oraz wieksza plynnosc przy odlewaniu. Metal, wytworzony w ten spo¬ sób, przewyzszal pod kazdym wzgledem metal, niepoddany przeróbce wedlug wy¬ nalazku, a mianowicie np. struktura kry¬ staliczna byla czystsza, wlasnosci fizyczne i mechaniczne byly ulepszone, a odpornosc na nadzeranie powiekszona.Przyklad VI. 0,48 czesci stopu litu i wapnia dodano do 1200 czesci miedzi w wielkim piecu indukcyjnym, przyczem sto¬ piona miedz przemieszano starannie ze stopem. Miedz, otrzymana w ten sposób, posiadala znacznie wieksza przewodnosc elektryczna, okolo 99 — 102% i wiecej, np. ponad 102%, w odniesieniu do miedzyna¬ rodowo ustalonej absolutnej przewodnosci elektrycznej 58,00 = 100%. Ciezar wlasci¬ wy byl z reguly bardzo duzy i wykazywal 8,92 — 8,94, a mimo to nalezy oczekiwac jeszcze wiekszych wartosci. Przelom pre¬ tów miedzianych wykazywal doskonala strukture krystaliczna, a mianowicie tak zwana „sunburst structure", bardzo cenna przy wyrobie miedzianych rur bez szwów albo tez nadzwyczaj drobno ziarnista struk¬ ture „silky structure", bardzo wazna do nienagannej obróbki zapomoca walcowania.Miedz, wytworzona wedlug niniejszego wy¬ nalazku, poddano próbom porównawczym w wielkiej hucie miedzianej w warunkach przemyslowych, miarodajnych pod wzgle¬ dem praktycznego zastosowania technicz¬ nego. Przy tej sposobnosci otrzymano cie¬ zar wlasciwy 8,92, jakosc przelomu 100% oraz elektryczne przewodnictwo 101,3 w porównaniu z miedzia, przerobiona wedlug dotychczasowych metod z fosforem i wy¬ kazujaca ciezar wlasciwy 8,83, jakosc prze¬ lomu 93% i elektryczne przewodnictwo 88% ; miedz, przerabiana z cynkiem, miala ciezar wlasciwy 8,05, jakosc przelomu 90% i elektryczne przewodnictwo 97,6%. Próba mikroskopowa wykazala w miedzi, przero¬ bionej sposobem wedlug wynalazku, w przeciwstawieniu do miedzi, przerobionej wedlug innych metod, calkowity brak tlenu.Przyklad VII. Przy przeróbce stopio¬ nego niklu uzyskano oczyszczenie i uszla¬ chetnienie metalu przez dodanie 0,2 czesci stopu litu i wapnia do 700 czesci starego ni¬ klu sredniej jakosci. Nikiel, otrzymany w ten sposób, przewyzszal znacznie zwykly metal. W celu porównania potraktowano pewna czesc niklu z tej samej kapieli to¬ pielnej zapomoca 0,1% magnezu. Okazalo sie, ze nikiel ten na granicach krysztalów byl zanieczyszczony silnie tlenkiem niklu, podczas gdy nikiel, przerobiony wedlug ni¬ niejszego wynalazku, byl praktycznie bio¬ rac czysty i wykazywal wybitniejsze wla¬ snosci fizyczne i mechaniczne. Tak np. stwierdzono, ze nikiel, przerobiony wedlug — 5 —niniejszego wynalazku, posiada wieksza wytrzymalosc na ciagnienie i lepiej sie da¬ je polerowac.Przyklad VIII. 800 czesci stopu niklu i miedzi o typie tak zwanym metalu Mo- nela potraktowano 0,24 czesciami stopu li¬ tu i wapnia, dzieki czemu otrzymano znacz¬ nie wieksza wytrzymalosc na ciagnienie, wieksza rozciagliwosc i t. d. w porównaniu ze zwyklym metalem, przerobionym we¬ dlug dotychczasowych metod z magnezem.Badanie wykazalo wyraznie wyzszosc me¬ tody wedlug wynalazku. Podczas gdy wspólczynniki wytrzymalosci na ciagnienie i rozciagliwosc w materjale, przerobionym z magnezem, wahaly sie pomiedzy 2590 kg/cm2 do 2730 kg/cm2, wzglednie 6 i 11 %, to w materjale, przerobionym ze stopem li¬ tu i wapnia, stwierdzono wytrzymalosc na ciagnienie od 4000 kg/ cm2 do 4550 kg/cm2 i rozciagliwosc, wynoszaca 18 — 25%. Z przykladu tego wynika szczególnie wyraz¬ nie postep*- jaki daje sposób niniejszy, po¬ niewaz uzyskuje sie dzieki nieniu po raz pierwszy moznosc podniesienia wlasnosci materjalu odpadkowego, który dotychczas z ledwoscia nadawal sie na odlewy, przy¬ najmniej do poziomu wlasnosci samorod¬ nego metalu. Takze badanie zapomoca mi¬ kroskopu wykazuje, ze stop, przerobiony wedlug niniejszego sposobu, jest praktycz¬ nie biorac wolny od zanieczyszczen.Nawiazujac do powyzszych przykla¬ dów, nalezy jeszcze raz podkreslic, ze spo¬ sób wedlug wynalazku nie ogranicza sie do opisanych przykladów wykonania, ponie¬ waz w zakreslonych granicach mozna zmie¬ niac sklad srodków, zawierajacych lit i sto¬ sowanych do traktowania, jak np. stopów litu z jednym lub kilkoma metalami rodzi¬ ny potasowców, wapniowców lub podob¬ nych, zwiazków litu z krzemem oraz ich stopów, krzemków litu z metalami alkalicz- nemi lub podobnemi albo z nakrzemionemi powyzszemi skladnikami lub z krzemkami metali, poddawanych traktowaniu, wraz z mieszaninami wodorków o charakterze soli.Przy zastosowaniu w praktyce wymienio¬ nych mieszanin, zawierajacych lit i krzem, okazalo sie korzystne osadzanie ich w meta¬ lach lub stopach, które maja byc traktowa¬ ne, a zwlaszcza w ich krzemkach, wzgled¬ nie rozcienczenie ich temi ostatniemi. Oka¬ zalo sie równiez, ze w pewnych przypad¬ kach w celu zwiekszenia skutku dzialania mieszanin, zawierajacych lit i krzem, nale¬ zy je (np. stopy krzemowo-wapniowe) na- krzemiac, a nastepnie stosowac otrzymane nakrzemione stopy litu.Do otrzymywania powyzej opisanych stopów litu mozna stosowac wszelkie znane metody, lecz okazalo sie, ze najlepsze wy¬ niki uzyskuje sie zapomoca elektrolizy w stanie stopionym. Wykryto mianowicie nie¬ spodziewanie, ze w ten sposób otrzymuje sie stopy litu bardzo dogodnie, przyczem produkt jest bardzo czysty i umozliwia do¬ skonale oczyszczanie i uszlachetnienie, je¬ zeli, wziawszy pod uwage charakter sklad¬ ników mieszanin soli, poddawanych elek¬ trolizie, dobiera sie odpowiedni sklad lub zwraca uwage, aby napiecia rozkladowe poszczególnych skladników otrzymywanych stopów litu byly stosunkowo bliskie. Bada¬ nia wykazaly, ze napiecia rozkladowe soli skladników, tworzacych omawiane stopy litu, sa zawarte w waskich granicach, przez co wychodzi sie z zalozenia, ze pozadane skladniki wspólnie sie wydzielaja, jezeli dobierze sie takie warunki cieplne, które sa w stosunku do ciepla powstawania danych zwiazków jednakowe lub pozostaja jedna¬ kowe. Jezeli równowazne stezenie miesza¬ niny soli dobiera sie proporcjonalnie do równowaznego stezenia poszczególnych pierwiastków wydzielanego stopu, wówczas mozna otrzymywac na katodzie, przy cal¬ kowicie równomiernym stosunku i jedno¬ czesnie przy stalych warunkach pracy, sto¬ py litu o stalym skladzie i uprzednio okre¬ slonych stosunkach stezenia.Jezeli do kapieli poczatkowej dodaje — 6 —sie kolejno okreslone ilosci soli, z których ma sie wydzielac poszczególne skladniki, a podczas trwania procesu dodaje odpo¬ wiednie ilosci tych soli, wówczas mozna o- trzymywac stopy litu o pozadanym skla¬ dzie.Dla uzyskania np. stopu litowo-wapnio- wego o zawartosci 50% litu i 50% wapnia stosuje sie kapiel poczatkowa o zawartosci 14,5% chlorku wapnia, 15,5% chlorku po¬ tasu i 70% chlorku litu, poczem dodaje sie do tej kapieli mieszanine 67 % chlorku litu i 33% chlorku wapnia. Aby uzyskac stop o zawartosci okolo 25% litu i 75% wapnia stosuje sie kapiel o zawartosci 34,5% chlor¬ ku wapnia, 15,5% chlorku potasu i 50% chlorku litu, poczem dodaje sie mieszanine 32% chlorku litu i 68% chlorku wapnia.Biorac pod uwage powyzsze wskazówki mozna otrzymywac w sposób oszczedny i technicznie korzystny najrozmaitsze jedno¬ rodne stopy litu z pierwiastkami grupy al- kaljów i (wzglednie lub) z metalami wap- niowców lub podobnemi, W celu lepszego wyjasnienia powyz¬ szych rozwazan ponizej przytoczono kilka przykladów.Przyklad IX. Sklad kapieli: 50% chlorku litu, 50% chlorku wapnia, tempe¬ ratura 500°C + 100°C, dodatkowe ogrze¬ wanie z zewnatrz, 4,9 V, 21 A, powierzch¬ nia anody 75 cm2, powierzchnia katody 1,5 cm2. Mala próba: elektroliza rozpoczyna sie natychmiast po wlaczeniu pradu i rów¬ niez natychmiast zaczyna sie wydzielanie metalu. Wyniki analizy po krótszem, jak równiez po dluzszem trwaniu elektrolizy: 80,6% do 81,9% wapnia, reszta litu.Powyzszy wynik jest dowodem, ze przy zastosowanych warunkach pradu i kapieli, uzyskuje sie podczas elektrolizy, praktycz¬ nie biorac, w kazdej chwili staly sklad sto¬ pu wapnia i litu.Przyklad X. Sklad kapieli topielnej: 48% chlorku litu, 32% chlorku potasu, 20% chlorku wapnia, 5.V, 15 A. Pozostale wa¬ runki jak w przykladzie IX. Otrzymane stopy litu i wapnia posiadaly zawartosc wapnia 53,6% dochodzaca az do 57,9%.Wzrost zawartosci wapnia tlumaczy sie tern, ze elektroliza przeciagala sie za dlugo i nie dodawano nowych ladunków.Przyklad XI. Sklad kapieli: 54,5% chlorku litu, 30,4% chlorku potasu, 9,1% chlorku wapnia, 5,0 V, 12,0 A. Pozostale warunki jak w przykladzie IX. Próbki z wy¬ tworzonego stopu, czerpane w róznych o- kresach, wykazywaly zawartosc wapnia od 38,5% do 41,0%.Przyklad XII. Podczas gdy przyklady IX do XI odtwarzaja zasadnicze próby laboratoryjne, to niniejszy przyklad jest wziety z próby, przeprowadzonej fabrycz¬ nie. Pojemnosc wanny 51 kg. soli. Sklad kapieli: 14,5% chlorku wapnia, 15,5% chlorku potasu, 70% chlorku litu. Anody sa rozmieszczone w kwadrat, katoda z zelaza o niskiej zawartosci wegla znajduje sie w srodku kapieli. Gestosc pradu anodowego: 0,65 A na cm2, gestosc pradu katodowego: 3.75A na cm2, 9,8 V . 1000 A. Godzinny ladunek wynosi 885 gr chlorku wapnia i 1800 gr chlorku litu. Wytworzony stop da¬ je przecietnie 50% wapnia z róznica w jed¬ na lub w druga strone do 1% (49% — 51%), podczas tego okresu roboczego.Przyklad XIII. Wsród warunków tych samych, co w przykladzie XII, sklad kapie¬ li wynosil: 69% chlorku strontu, 16% chlor¬ ku potasu, 15% chlorku litu, a ladunek na godzine tak byl dostosowany, aby stosunek zawartosci metali dodawanych soli wyno¬ sil: 45 — 48 litu wobec 55 do 52 strontu.Otrzymano stop litu i strontu o przecietnej zawartosci okolo 51,5% strontu.Przy opisanych powyzej pracach okaza¬ lo sie, ze zamiast otrzymywania omawia* nych stopów litu jako takich przy zastoso¬ waniu wspomnianej katody zelaznej, moz¬ na zwlaszcza korzystnie uzywac równiez katody, która posiada zdolnosc wchlania¬ nia w siebie wytworzonego stopu litu lub — 7 —tez tworzenia z nim stopu. Tak np. mozna, stosujac katode olowiana, otrzymywac naj¬ rozmaitsze stopy olowiowe stopów litowych albo tez np. sporzadzac stezony stop wstepny, nadajacy sie na metal lozyskowy.Tego rodzaju stopy wstepne otrzymywano dotychczas przez mieszanie rozmaitych skladników metalowych w stanie roztopio¬ nym. Poszczególne skladniki stopu doda¬ wano równiez do metalu zasadniczego, np. olowiu, zapomoca elektrolizy. Dotychczas jednak nie bylo rzecza mozliwa osadzac e- lektrolitycznie wiekszej liczby skladników o nalezytem stopniowaniu w metalu glów¬ nym i tym sposobem bezposrednio wytwa¬ rzac stop wstepny albo stop metalu lozy¬ skowego. W przeciwienstwie do tego, przy uwzglednieniu wymienionych wskazan, mozna sklad kapieli oraz warunki cieplne i elektryczne dobrac w ten sposób, azeby na katodzie olowianej wydzielil sie lit, wapn i sód, np. w nastepujacym stosunku: 0,4% litu, 0,7% wapnia i 0,6% sodu. Kato¬ da olowiana wykazywala zatem w tym przypadku ten sam sklad co stop, znany pod nazwa kolejowego metalu lozysko¬ wego.Jak podano powyzej, lit stosuje sie z korzyscia w postaci stopów litowo-krzemo- wych, gdyz odznaczaja sie one duza odpor¬ noscia na tlen, azot w suchem powietrzu, a przedewszystkiem duza odpornoscia na wysokie temperatury. Tego rodzaju niehi- groskopijne a przedewszystkiem latwe do stosowania mieszaniny litowo-krzemowe, np. w postaci brykietów, otrzymuje sie, wbrew dotychczasowym przypuszczeniom fachowców, przez polaczenie litu z krze¬ mem w wyzszych temperaturach.Sposób wedlug wynalazku polega na tern, ze mieszanine litu i krzemu ogrzewa sie do temperatur od 400 do 700°C, a naj¬ korzystniej do temperatur powyzej 600°, przyczem okazuje sie, ze zawartosc kazde¬ go ze skladników w stopie ostatecznym od¬ powiada, praktycznie biorac, calkowicie zawartosci skladników reakcyjnych w mie¬ szaninie. Reakcje uskutecznia lsie najko¬ rzystniej w prózni, a mianowicie w prózni absolutnej lub w atmosferze obojetnej, np. w atmosferze gazów szlachetnych. Reak¬ cje mozna równiez przeprowadzac w atmo¬ sferze litu, a w najrozmaitszych powyzej przytoczonych warunkach mozna bezpo¬ srednio dzialac litem na krzem w stanie pary.Zamiast stosowania krzemu w stanie czystym mozna stosowac ten ostatni w po¬ staci krzemku metalu, np. krzemku zelaza (zelazokrzem), krzemku miedzi, krzemku niklu lub podobnego.Oprócz tego jako srodek rozcienczajacy mozna dodawac krzemku metalu zamiast krzemu, wskutek czego otrzymany stop li- towo-krzemowy zostaje do pewnego stop¬ nia osadzony w tego rodzaju krzemku me¬ talu. Stosujac nadmiar krzemu mozna rów¬ niez w ten sposób uskutecznic te operacje, ze w otrzymanym stopie litowo-krzemo- wym, wskutek nadmiaru zawartosci krze¬ mu lub nadmiaru litu, nastepuje osadzenie litu lub krzemu, zamiast zas metalicznego litu mozna zastosowac stop litu z jednym lub kilkoma przedstawicielami grup pota- sowców, wapniowców lub ziem rzadkich.Ponizej podano kilka szczególnie waz¬ nych i korzystnych sposobów otrzymywa¬ nia stopów litowo-krzemowych, odznacza¬ jacych sie twardoscia, spoistoscia i kru¬ choscia oraz wlasnoscia nierozplywania sie na powietrzu.Przyklad XIV. Mieszanine 53 czesci stopu litu i 47 czesci krzemu ogrzewa sie w odpowiednim tyglu w prózni do temperatu¬ ry okolo 600°C. Wkrótce po stopieniu sie stopu litu nastepuje reakcja i stop litu oraz krzem wytwarzaja substancje o jednorod¬ nym skladzie. Po ostygnieciu otrzymuje sie cialo stale, skladajace sie z równomiernych ciemno srebrzystych krysztalów. Na prze¬ lomach krysztaly te zmieniaja swa barwe na kolor czerwonawo-niebieski wkrótce po — 8 —wystawieniu na dzialanie powietrza. Bada¬ nie analityczne wykazalo, ze wytworzone cialo zawieralo 47% krzemu i 53% stopu litu. Niezaleznie od wspomnianej zmiany barwy stwierdzono Jednak, ze krysztaly nie rozplywaly sie i w suchem powietrzu mogly podlegac obróbce, przyczem nie bylo rzecza konieczna stosowac specjalne srod¬ ki ochronne przeciw dzialaniu powietrza.Przyklad XV. Wsród tych samych wa¬ runków, jak w przykladzie XIV, poddano reakcji mieszanine 20,8 czesci stopu litu i 28,3 czesci krzemu. Wytworzone cialo bylo zewnetrznie ciemno szare, a na przelomie wewnetrznym srebrzysto-szarei skladalo sie z drobnych krysztalów. Analiza wykaza¬ la 58 — 60% krzemu i 40 — 42% stopu li¬ tu. Poza tern wytworzone cialo zachowywa¬ lo sie tak samo, jak i w przykladzie XIV.Przyklad XVI. Wsród tych samych wa¬ runków, jak w przykladzie XIV, poddano reakcji 41,6 czesci stopu litu i 28 czesci krzemu. Kolor wytworzonego produktu byl srebrzysto szary, a analiza wykazala 40% krzemu i 60% stopu litu. Poza tern wytwo¬ rzone cialo zachowywalo sie tak, jak w przykladzie XIV.Chociaz w poprzednich przykladach za¬ lecone bylo ogrzewanie w prózni, to jednak wynalazek nie ogranicza sie do tej specjal¬ nej metody. Poza tem istnieje moznosc u- zycia zamiast stopu litowego — litu meta¬ licznego. Wytwarzanie tych róznych pola¬ czen krzemu z litem i stopami litu moze sie odbywac takze w inny sposób. Reakcje mozna przeprowadzac równiez w atmosfe¬ rze gazti obojetnego, np. w atmosferze ga¬ zów szlachetnych. Mozna proces równiez przeprowadzic w atmosferze litu lub krze¬ mu albo w mieszaninie tych dwóch at¬ mosfer.Wytwarzanie uwodornionych stopów li¬ tu lub tez uwodornionych skladników, wzglednie grup tychze, np. wytwarzanie wodorku litowego lub uwodornionego me¬ talu grupy alkaljw, wrpmiowców i ziem rzadkich moze sie odbywac w dowolny spo¬ sób, jednakze szczególnie wartosciowym o- kazal sie sposób opisany ponizej* Dzialanie wodoru na Kt, jego stopy i podobne ciala wywoluje sie przy jedno* czesnem ogrzewaniu ich np. w ten sposób, ze materjal, przeznaczony do Uwodornia¬ nia, poddaje sie w tyglu, dzialaniu wodoru przy jednoczesnem ogrzewtaatu, przyczem za najkorzystniejsza temperature do wchla¬ niania wodoru nalezy uwazac temperature pomiedzy 500 a TO0°C. Przebieg r-eakcji na¬ lezy przytem kontrolowac zapomoca od¬ powiednich instrumentów, np. mierników cisnienia, i ewentualnie przerywac go w od¬ powiednich chwilach.Przy traktowaniu kapieli metalowej u- wodormonym litem albo takiemiz stopami Ktu, nalezy zwazyc, ze metale i stopy pod wzgledem zachowania sie wobeoi wodoru daja sie podzielic na dwie grupy, z pomie¬ dzy których — jedna okazuje wybitne po¬ winowactwo do wodoru, druga zas — nie¬ wielkie lub zadne. Do pierwszej grupy na~ lezaf jak wiadomo, miedz, zelatzo, nikiel, platyna i ich stopy. Do drugiej grupy nale¬ za takie metale, jak kadm, olów, biznrot, an¬ tymon, zloto, srebro, cynk, cyna; dal, rod i ich stopy. Otóz podczas gdy pafzy przeróbce wodorkami kapieli z metali, nalezacych do drugiej grupy, praktycznie biorac, mozna dodawac wszelkie ilosci wodorku, poniewaz metale te lub stopy prawie zupelnie nie la¬ cza sie z wodorem, traktowanie zas kapie¬ li z metali, nalezacych do pierwszej grupy, wymaga specjalnego postepowania, ponie* waz tego rodzaju stopy i mtetale chciwie wchlaniaja nadmiar wodoru, ale, zastyga¬ jac, ponownie go zwalniaja; w ten sposób wytwarzaja sie w odlewie jamy gazowe, miejsca wadliwe i t. d. Zaleca sie zatem u- nikac nadmiaru wodorku. Oczywiscie, pro¬ centowa zawartosc wodorku lub wodorków powinna byc zatem dostosowana do rodzaju poddanych przeróbce metali i stopów. Nale¬ zy jeszcze wspomniec, ze wchodzace tu w — 9 —gre wodorki maja taka nature, ze wodór w stanic roztopionym zachowuje sie jak anion w soli, a wiec np. jak chlor w chlorku sodu.Przy dodawaniu wodorków do metalicz¬ nego topniwa okazalo sie zwlaszcza ko- rzystnem dodawanie z poczatku wodorku lub wodorków w ilosci mniejszej, niz teo¬ retycznie wymagano, nastepnie zas pozo¬ stawianie kapieli przez krótki czas w spo¬ koju, ewentualnie równiez dobre przemie¬ szanie jej, np. zapomoca pradu indukcyj¬ nego, i wreszcie dodanie drugiej porcji do¬ datków. PL