DE938412C

DE938412C - Verwendung von kristallographisch einheitlichem Aluminiumoxyd zur Herstellung von Gegenstaenden aus gesinterter Tonerde

Info

Publication number: DE938412C
Application number: DED1266D
Authority: DE
Inventors: Gustav Dr Jaeger; Klaus Dr Bonath
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1942-01-10
Filing date: 1942-01-10
Publication date: 1956-01-26

Description

Verwendung von kristallographisch einheitlichem Aluminiumoxyd zur Herstellung von Gegenständen aus gesinterter Tonerde In neuerer Zeit werden aus Aluminiumoxyd in steigendem Maße auf keramischem Wege Gegenstände der verschiedensten Art fürverschiedenste Anwendungszwecke erzeugt. Es hat sich gezeigt, daß bei Benutzung des üblicherweise durch alkalischen Aufschluß von aluminiumoxydhaltigen Materialien gewonnenen Aluminiumoxyds für die Herstellung von Sintertonerde oft Scherben entstehen, die nicht die gewünschte Widerstandsfähigkeit gegen chemische oder physikalische Einflüsse aufweisen, wobei sich insbesondere mitunter lokale Härteminderungen sehr nachteilig auswirken. Diese Tonerdematerialien sind bisher als sehr rein angesprochen worden, da sie im allgemeinen nicht mehr als i % an Verunreinigungen enthalten. Es wurde nun durch umfangreiche' Untersuchungen festgestellt, daß die aus solchem Aluminiumoxyd auf dem Sinterweg erzeugten Produkte kein einheitliches Gefüge aufweisen, und zwar werden diese Inhomogenitäten nicht etwa durch den keramischen Verarbeitungsprozeß als solchen hervorgerufen, sondern haben ihre Ursache in der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials. Es hat sich gezeigt, daß sich optische und kristallographische Unterschiede ergeben, die beispielsweise auch ihren Ausdruck in der Absorptionsfähigkeit für Farbstoffe finden. Es liegt also bei den bisher für Sintertonerde verwendeten Materialien ein zwar chemisch recht einheitlich erscheinendes, physikalisch jedoch inhomogenes Produkt vor. Es wurde gefunden, daß gerade diese Inho#mogenitäten für die eingangs erläuterten Nachteile der daraus hergestellten Scherben in bezug auf chemische und physikalische Widerstandsfähigkeit und auch die mechanischen Eigenschaften verantwortlich sind, da derartige Unregelmäßigkeiten bei dem Verarbeitungsgang erhalten bleiben und in das Sinterprodukt mit eingehen. Man hat solche lokalen Gefügeanomalien gelegentlich als eine besondere Modifikation der reinen Tonerde angesprochen, die zum Unterschied von dem normalen stabilen a-Korund auch als ß-Korund bezeichnet worden ist.
Gemäß der Erfindung lassen sich nun. in allen ihren Eigenschaften einwandfreie Geräte aus Sintertonerde dadurch erzeugen, daß man ein Ausgangsmateriäl verwendet, das frei ist von sogenanntem ß-Korund oder zum mindesten frei von solchen Stoffen, die die Bildung von ß-Koründ zu fördern oder hervorzurufen vermögen. Es werden daher erfindungsgemäß nur Aluminiumoxyde verwendet, deren Gehalt an Alkali- oder Erdalkaliverbindungen unterhalb von o,io/o, vorteilhaft sogar unter o,oio/o liegt. Alkali- oder Erdalkalimengen, die oberhalb dieser Grenzen liegen und bei der nach den bisher üblichen Methoden hergestellten Tonerde stets vorhanden sind, bewirken das Auftreten der soggenannten ß-Modifikation bzw. eines Alkali-oder Erdal'kalialuminates und führen damit zu jenem Gefügeaufbau, der die Entwicklung optimaler Eigenschaften im fertigen Sinterkörper nicht gestattet.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß das Alu-Miniumoxyd absolut frei von den genannten Verunreinigungen ist. Es ist aber wesentlich, daß der Gehalt an solchen wenigstens unterhalb o,io/o liegt. Obgleich schon Aluminiumoxydsorten mit 0,o5 bis o,oia/o hervorragende Ergebnisse zeigen,- sind noch geringere Gehalte an fliesen Verunreinigungen natürlich anzustreben.
Die Herstellung des erfindungsgemäß zu verwendenden Aluminiumoxyds kann nach verschiedenen bekannten Methoden erfolgen. Man kann z. B. Aluminiummetall in Aluminiumchlorid überführen und aus dessen wäßriger Lösung Aluminiumhydroxyd ausfällen, worauf das Fallprodukt nach dem Waschen und Trocknen bei iaoo° C calciniert wird. Dabei muß sorgfältig darauf geachtet werden, daß nicht etwa durch Berührung des Calcinierungsgutes mit den Ofenwandungen wiederum Verunreinigungen aufgenommen werden können.
Statt Aluminiummetall kann auch calcinierter Bauxit unter Zugabe von Reduktionsmitteln :chloriert und dann, wie vorstehend beschrieben, aufgearbeitet werden. Dabei kann man besondere Vorkehrungen auch für die Abtrennung des als Verunreinigung vorhandenen Eisens treffen oder auch das sublimierende Aluminiumchlorid mit Wasserdampf in der Hitze spalten.
Neben diesen Methoden, die schon durch die Wahl der Herstellungsbedingungen die Möglichkeit einer Verunreinigung durch ß-Korund bildende Alkalien oder Erdalkalien ausschließen, lassen sich auch die eingangs erwähnten, durch alkalischen Aufschluß erzeugten Produkte erfindungsgemäß verwenden, wenn- das Material in der Hitze mit Schwefelsäure - ausgelaugt und anschließend mit Wasser gewaschen wird. Da der a-Korund von Schwefelsäure wesentlich schwerer angegriffen wird als die ß-Modifikation oder das Aluminat, hinterbleibt bei dieser Behandlung ein Rückstand, der im Sinne der Erfindung zu einheitlichen und homogenen Sinterkörpern verarbeitet werden kann, die alle vorteilhaften Eigenschaften eines homogenen gleichmäßigen Erzeugnisses aufweisen.
Derartige nach der Erfindung unter Verwendung von Aluminiumoxyd, das unter o, i °/o, zweckmäßig unter o,oi °/o, an Verbindungen der Alkalien oder Erdalkalien enthält und in bekannter Weise bei Temperaturen über iooo° C calciniert oder geschmolzen ist, durch Sintern hergestellte Gegenstände-zeichnen sich durch gleichmäßige, chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften aus, d. h. sie zeigen eine einheitlich hohe Härte, Verschleißfestigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit und vor allem eine gute Temperatur- und Temperaturwechselbeständigkeit. Diese Eigenschaften machen sich unter anderem rein äußerlich durch eine verringerte Neigung zur Rißbildung und einen gleichmäßigen Brennschwund bemerkbar, so daß damit einwandfreie Gegenstände für alle Zwecke der Technik erzeugt werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verwendung von Aluminiumoxyd, das unter o,1 °/o, zweckmäßig unter o,oi %, an Verbindungen der Alkalien oder Erdalkalien enthält und in bekannter Weise bei Temperaturen über iooo° C cälciniert oder geschmolzen worden ist, zur Herstellung von keramischen Gegenständen aus gesinterter Tonerde. Angezogene Druckschriften: »Gmelins Hd@bch. der anorgan. Chemie«, B. Aufl. i933 Bd. Aluminium B, S. 78; Remy, »Lehrt. d. anorgan. Chemie«, Bd. i, 3. Auf 1. 1940, S: 3 o9 und 3 1z.