DE1005696B

DE1005696B - Process for the production of sintered bodies from materials that are plastic when exposed to heat, in particular from glass

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.Process for the production of sintered bodies from plastic ones in the heat Materials, in particular made of glass The invention relates to a method for Manufacture of sintered bodies from materials that are plastic in the heat in the form of powder or grains, especially made of glass.

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.The known sintering process, e.g. B. for the production of glass frit filters, consists in the fact that a glass powder whose grain size according to the desired pore size of the Si.nterkörpers to be produced is selected, is brought into a shape which then heated in an oven to the softening temperature of the glass. This The method has the disadvantage that the temperature of the sintered body increases from the outside done inside. The incitement must therefore very slowly over a sufficiently large one Time if you have a sintered body that is as homogeneous as possible in its grain structure wants to generate. In the case of thick-walled or massive sintered bodies, it is therefore still the largest. Time to achieve good homogeneity. This causes the outer Layer of the body is already fused quite tightly while it is inside has not yet been sintered. This heat insulating effect depends on the Grain size and density of the glass powder packaging.

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.The disadvantages described are surprising as a result of the invention easy way avoided. The method according to the invention for making sintered bodies from substances that are plastic when exposed to heat in the form of powder or grains, in particular made of glass, consists essentially in the fact that until the Si.nterung is reached electric current is passed through the substances.

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.This method has the advantage that it is precisely at the points of contact of the particles or bodies to each other the greatest electrical resistance and thus the greatest temperature increase occurs. The particles or grains are thus first, and very quickly, at their points of contact and tips until they soften heated and sintered together before the inside of the grain softens. This will make that In the known method occurring strong shrinkage of the sintered body largely prevented. The method according to the invention offers the further advantage that the Temperature increase over the entire sintered body both inside and outside at the same time takes place, so that a body that is sintered to the same degree in its interior is more homogeneous Porosity arises.

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.Shall non-conductive materials, such as glass, for manufacturing are used by sintered bodies, it is necessary to pretreat them to be trained as a manager. According to the invention, slides can be done in that non-conductive Substances preheated or with conductive substances, e.g. B. coal, are mixed. There are no difficulties in removing the conductive material from the sintered body after sintering, for example by dissolving or oxidizing to remove.

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.Another advantage of the method according to the invention results from the fact that the change in electrical power that occurs during the grounding process Amperage used to control the sintering time and the sintering temperature can be.

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.So z. B. according to the invention the electric current when it is reached a preselected current intensity that corresponds to the sintering temperature at the end of the sintering process corresponds to be interrupted. An overcurrent relay, for example, can be used for this purpose Find application.

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.It is of particular importance that when working according to the procedure according to the invention the time required for the production of sintered bodies is extremely short and only a small fraction of that of the known sintering processes amounts to.

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.The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it FIGS. 1 to 4 show an apparatus for carrying out the method according to the invention in four work divisions schematically in one embodiment.

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.It is assumed that a sintered body is made from 8 glass grains shall be. For this purpose, the glass grains A are preferably cylindrical 1 introduced and there by means of the electrical heating coil 2, which in the wall which is embedded, for example, made of chamotte mold, preheated. at Reaching a temperature of 500 °, for example, at which the glass grains already have sufficient conductivity, the Electrode 3 lowered onto the preheated glass grains A so that the glass grains between the upper electrode 3 and the electrode 4 inserted from below.

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).This arrangement of the electrodes creates a Pressure load exerted so that the current as it flows through the glass grains in every point of the body has to overcome the same length of path. (This working position is shown in Fig. 2).

Zur Regelung der Druckbelastung dienen Federn oder, wie in denn Ausführungsbeispiel angegeben, ein Gewicht 5.Springs or, as in the exemplary embodiment, are used to regulate the pressure load specified, a weight 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.The voltage required for sintering is given to the transformer 6 removed and the electrodes 3 and 4 via the measuring instrument 7 and the overcurrent relay 8 supplied.

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.When a certain temperature is reached, the sintering process is complete. This temperature, however, corresponds to a current strength to be determined beforehand, to which the overcurrent relay 8 is set so that when this temperature is reached the Current from electrodes 3 and 4 is switched off.

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.In order to remove the finished sintered body from the mold 1, it is expedient also the electrode 4 is mounted displaceably in the mold and designed like a piston, so that when the electrode 4 is pushed out, the finished sintered body A 'without difficulty can be removed. It can be expedient, as indicated in FIG. 2, one or several electrodes 3 or 4 to give a rotary movement.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist ebenfalls durchführbar, wenn anstatt einer Widerstandsheizung eine andere elektrische Heizung, beispielsweise eine Hochfrequenzheizung, Anwendung findet.The method according to the invention is also feasible if instead of a resistance heater, another electrical heater, for example a high-frequency heating, is used.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A process for the production of sintered bodies from materials that are plastic in the heat, in particular of glass, in the form of powder or grains, characterized in that an electric current is passed through the materials until sintering is achieved.

2. The method according to claim 1, characterized in that that non-conductive substances are made conductive by a pretreatment.

3. Method according to claim 2, characterized in that the non-conductive substances be preheated.

4. The method according to claim 2, characterized in that non-conductive Substances with conductive substances, e.g. B. coal, are mixed.

5. The method according to claim 4, characterized in that the conductive material after sintering from your Sintered body, for example by dissolving or oxidizing, is removed.

6th Process according to claims 1 to 5, characterized in that the during the Heating process occurring change in the electrical current for the control the sintering time and the temperature is used.

7. The method according to claim 6, characterized in that the electric current when reaching a preselected Amperage, for example by an overcurrent relay, is interrupted. B.

contraption for carrying out the method according to claims 1 to 7, characterized by an expediently indirectly heatable, preferably cylindrical shape (1) made of refractory, non-conductive material, for example fireclay, in which two or more electrodes (3, 4) are introduced.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that that the electrodes (3, 4) are arranged in the form (1) movable.

10. Device according to claim 9, characterized in that the electrodes (3, 4) against each other in such a way are movable that the substance (A) to be sintered between them is a regular Is exposed to pressure.

11. The device according to claim 10, characterized in that that springs or weights (5) are used to regulate the pressure load.