DE1005696B

DE1005696B - Verfahren zum Herstellen von Sinterkoerpern aus in der Hitze plastischen Stoffen, insbesondere aus Glas

Info

Publication number: DE1005696B
Application number: DEJ11411A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Weber
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1956-03-13
Filing date: 1956-03-13
Publication date: 1957-04-04

Description

Verfahren zum Herstellen von Sinterkörpern aus in der Hitze plastischen Stoffen, insbesondere aus Glas Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Sinterkörpern aus in der Hitze plastischen Stoffen in Form von Pulver oder Körnern, insbesondere aus Glas.
Das bekannte Sinterverfahren, z. B. zur Erzeugung von Glasfrittenfiltern, besteht darin, daß ein Glaspulver, dessen Korngröße nach der gewünschten Porengröße des herzustellenden Si.nterkörpers gewählt wird, in eine Form gebracht wird, welche dann in einem Ofen bis zur Erweichungstemperatur des Glases erhitzt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Temperaturerhöhung des Sinterkörpers von außen nach innen erfolgt. Die Aufhetzung muß deshalb sehr langsam über eine genügend große Zeit erfolgen, wenn man einen in seinem Korngefüge möglichst homogenen Sinterkörper erzeugen will. Bei starkwandigen oder massiven Sinterkörpern ist deshalb trotz größter. Zeitaufwandes gute Homogenität nicht zu erreichen. Dies bewirkt, daß die äußere Schicht des Körpers bereits ziemlich dicht verschmolzen ist, während er im Innern noch nicht gesintert wurde. Diese wärmeisolierende Wirkung ist abhängig von der Korngröße und von der Dichte der Glaspulververpackung.
Durch die Erfindung werden die geschilderten Nachteile auf überraschend einfache Weise vermieden. Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Herstellen von Sinterkörpern aus in der Hitze plastischen Stoffen in Form von Pulver oder Körnern, insbesondere aus Glas, besteht im wesentlichen darin, daß bis zur Erreichung der Si.nterung ein elektrischer Strom durch die Stoffe geleitet wird.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß gerade an den Berührungspunkten der Teilchen oder Körper untereinander der größte elektrische Widerstand und damit die größte Temperaturerhöhung auftritt. Die Teilchen oder Körner werden somit zuerst, und zwar sehr schnell, an ihren Berührungspunkten und Spitzen bis zur Erweichung erhitzt und sintern zusammen, bevor das Korninnere erweicht. Hierdurch wird das beim bekannten Verfahren auftretende starke Schwinden des Sinterkörpers weitgehend verhindert. Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet weiter den Vorteil, daß die Temperaturerhöhung über den ganzen Sinterkörper sowohl innen wie außen gleichzeitig erfolgt, so daß ein auch in seinem Inneren gleich stark gesinterter Körper von hoanogener Porösität entsteht.
Sollen nichtleitende Stoffe, wie beispielsweise Glas, zum Herstellen von Sinterkörpern verwendet werden, so ist es erforderlich, diese durch eine Vorbehandlung leitend auszubilden. Dias kann erfindungsgemäß dadurch geschehen, daß nichtleitende Stoffe vorerhitzt oder mit leitenden Stoffen, z. B. Kohle, gemischt werden. Es bestehen keine Schwierigkeiten, den leitenden Stoff nach erfolgter Sinterung aus dem Sinterkörper, beispielsweise durch Herauslösen oder Oxydieren, zu entfernen.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung ergibt sich daraus, daß die während des Erhdt,zungsvorganges auftretende Änderung der elektrischen Stromstärke für die Steuerung der Sinterzeit und der Sintertemperatur ausgenutzt werden kann.
So kann z. B. erfindungsgemäß der elektrische Strom bei Erreichen einer vorgewählten Stromstärke, die der Sintertemperatur bei Beendigung des Sintervorganges entspricht, unterbrochen werden. Hierzu kann beispielsweise ein Überstromrelais Anwendung finden.
Von besonderer Bedeutung ist es, daß beim Arbeiten nach dem Verfahren gemäß der Erfindung die für das Herstellen von Sinterkörpern erforderliche Zeit äußerst kurz ist und nur einen geringen Bruchteil derjenigen der bekannten Sinterverfahren beträgt.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 bis 4 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in vier Arbeitsteilungen schematisch in einem Ausführungsbeispiel.
Es sei angenommen, da,8 aus Glaskörner, ein Sinterkörper hergestellt werden soll. Hierzu werden die Glaskörner A in die vorzugsweise zylindrische Form 1 eingebracht und dort mittels der elektrischen Heizwicklung 2, welche in die Wandung der beispielsweise aus Schamotte bestehendem Form eingelassen ist, vorerhitzt. Bei Erreichen einer Temperatur von beispielsweise 500°, bei welcher die Glaskörner schon eine ausreichende Leitfähigkeit aufweisen, wird die Elektrode 3 auf die vorerhitzten Glaskörner A herabgesenkt, so- daß die Glaskörner zwischen der oberen Elektrode 3 und der von unten eingeführten Elektrode 4 liegen.
Durch diese Anordnung der Elektroden wird auf die Glaskörner eine Druckbelastung ausgeübt, so daß der Strom bei seinem Hindurchfließen durch die Glaskörner in jedem Punkt des zu Körpers gleich große Weglängen zu überwinden hat. (Diese Arbeitsstellung ist in Fig. 2 wiedergegeben).
Zur Regelung der Druckbelastung dienen Federn oder, wie in denn Ausführungsbeispiel angegeben, ein Gewicht 5.
Die für die Sinterung erforderliche Spannung wird dem Transformator 6 entnommen und den Elektroden 3 und 4 über das Meßinstrument 7 und das Überstromrelais 8 zugeführt.
Bei Erreichen einer bestimmten Temperatur ist der Sintervorgang abgeschlossen. Dieser Temperatur entspricht aber eine vorher zu bestimmende Stromstärke, auf welche das Überstromrelais 8 eingestellt wird, so daß bei Erreichen dieser Temperatur der Strom von den Elektroden 3 und 4 abgeschaltet wird.
Um den fertigen Sinterkörper aus der Form 1 zu entfernen, ist zweckmäßig auch die Elektrode 4 verschiebbar in der Form gelagert und kolbenartig ausgebildet, so, daß bei Herausschieben der Elektrode 4 der fertige Sinterkörper A' ohne Schwierigkeiten abgenommen werden kann. Zweckmäßig kann es sein, wie in Fig. 2 angedeutet, einer oder mehreren Elektroden 3 oder 4 eine Drehbewegung zu erteilen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist ebenfalls durchführbar, wenn anstatt einer Widerstandsheizung eine andere elektrische Heizung, beispielsweise eine Hochfrequenzheizung, Anwendung findet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von Sinterkörpern aus in der Hitze plastischen Stoffen, insbesondere aus Glas, in Form von Pulver oder Körnern, dadurch gekennzeichnet, daß bis zur Erreichung der Sinterung ein elektrischer Strom durch die Stoffe geleitet -wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nichtleitende Stoffe durch eine Vorbehandlung leitend ausgebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtleitenden Stoffe vorerhitzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nichtleitende Stoffe mit leitenden Stoffen, z. B. Kohle, gemischt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Stoff nach erfolgter Sinterung aus dein Sinterkörper, beispielsweise durch Herauslösen oder Oxydieren, entfernt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die während des Erhitzungsvorganges auftretende Änderung der elektrischen Stromstärke für die Steuerung der Sinterzeit und der Temperatur ausgenutzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom bei Erreichen einer vorgewählten Stromstärke, beispielsweise durch ein Überstromrelais, unterbrochen wird. B.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine zweckmäßig indirekt beheizbare, vorzugsweise zylindrische Form (1) aus feuerfestem, nichtleitendem Stoff, beispielsweise Schamotte, in welche zwei oder mehrere Elektroden (3, 4) eingeführt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 4) in der Form (1) verschiebhar angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 4) derart gegeneinander bewegbar sind, daß der zwischen ihnen befindliche zu sinternde Stoff (A) einer regelharen Druckbelastung ausgesetzt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Druckbelastung Federn oder Gewichte (5) dienen.