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DE2655460A1 - Verfahren zur herstellung eines permeablen mikroporoesen keramikelements - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines permeablen mikroporoesen keramikelements

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DE2655460A1
DE2655460A1 DE19762655460 DE2655460A DE2655460A1 DE 2655460 A1 DE2655460 A1 DE 2655460A1 DE 19762655460 DE19762655460 DE 19762655460 DE 2655460 A DE2655460 A DE 2655460A DE 2655460 A1 DE2655460 A1 DE 2655460A1
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DE
Germany
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metal
carrier
layer
wall
end pieces
Prior art date
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Ceased
Application number
DE19762655460
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English (en)
Inventor
Rene Clement
James Contassot
Robert Nury
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of DE2655460A1 publication Critical patent/DE2655460A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B01D—SEPARATION
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Description

F- AT t£ N "A l·! \Νλ\ L'
A. GRUNECKER
DlPU-ING
H. KINKELOEY
DR-ING
W. STOCKMAIR
K. SCHUMANN
DR HER NAT. - DIPU-F=HYS
P. H. JAKOB
OIPU-IN&
G. BEZOLD
DfI HER NAT- CKPL-CHEM
8 MÜNCHEN
MAXIMILIANSTRASSE
P II090 -60/E: 7.12.1976
COMMISSARIAT A L1ENERGIE ATOMIQUE
29, rue de la Federation
75015 PARIS, Frankreich
Verfahren zur Herstellung eines permeablen mikroporösen
Keramikelement s
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Abdichten der Enden von porösen Keramikelementen und die Fixierung von metallischen Endstücken (Zwingen) an diesen Enden.
Ein Sperr element (barriere) zur Trennung von gasförmigen Elementen einer Mischung besteht im allgemeinen aus einem mechanisch beständigen porösen zylindrischen Träger, dessen Innenwand von einer dünnen Schicht aus einem gepreßten mikroporösen Pulver überzogen ist, die die Trennung der gasförmigen Isotopen gewährleistet.
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TELEKON (G8f>) 20 0862
TELEX 06-2S380
TELEKOPIEREP
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Nach der Herstellung des Sperrelements vom Keramik-Typ müssen die Enden mit zwei Endstücken bzw. Zwingen (embouts) versehen werden, die seine Montage zwischen zwei Diffusor-Platten oder seine Verbindung mit anderen Sperrelementen erlauben·
Das Material, das diese Fixierung gewährleistet, und das Verfahren zum Aufbringen desselben haben eine besondere Bedeutung, da sie dem Sperrelement, das beträchtlichen Druckbeanspruchungen, Zugbeanspruchungen, Torsionen und Schwingungen während seiner Funktion ausgesetzt sein kann, eine gute mechanische Beständigkeit verleihen müssen.
Diese Fixierung darf insbesondere nicht eine Zerbrechlichkeit (Sprödigkeit) des keramischen Trägers, beispielsweise eine Rißbildung, auch wenn sie sehr partiell ist, an den Verbindungsstellen zwischen den Körnern, die das poröse Material aufbauen, mit sich bringen. Sie darf auch zu keiner Dislokation oder Schwächung der durchlässigen Schicht führen.
Diese Fixierung muß außerdem eine vollkommene Abdichtung des Endes des Sperrelementes gewährleisten, so daß der gesamte aufzutrennende Gasstrom zwingend die durchlässige Schicht durchquert, selbstverständlich ohne diese zu umgehen, um durch den Träger oder durch die Dicke derselben zu entweichen.
Diese Bedingung erfordert insbesondere, daß die Haftung des Abdichtungsmaterials und Fixierungsmaterials im Innern des Sperrelementes, d.h. auf der mikroporösen durchlässigen Schicht, ebenso gut ist wie auf der Stirnseite (dem Querschnitt) oder auf der Außenseite des Trägers, der sehr rauh (uneben) ist.
Die Haftung muß auch vollkommen sein gegenüber dem metallischen Endstück. Aus Gründen der Wirksamkeit der Trennung der
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Isotopen müssen die Beschxchtungslangen des Materials, welches die Abdichtung des Sperrelementes und die Fixierung der Endstücke geährleistet, innen (auf der Seite der durchlässigen Schicht) und außen (auf der Seite des Trägers) des Sperrelementes etwa gleich sein.
Man kann daher sagen, daß diese Arbeitsweise einem doppelten Ziel dient: einerseits soll dadurch eine vollkommene Abdichtung des Endes des Sperrelementes gewährleistet werden, und andererseits soll dadurch eine mechanisch sehr feste Verbindung des metallischen Endstückes (embout) mit diesem Ende erzielt werden.
Es sind bereits zahlreiche Materialien und Verfahren angewendet worden, um die vorstehend definierten Ziele zu erreichen.
Man hat bereits versucht, bestimmte Metalle oder Metallegierungen zu verwenden, die durch Zusätze modifiziert worden sind, welche die "Benetzung" der keramischen Teile gewähr-'leisten können. Diese auf das Ende des Sperrelementes und des Endstückes aufgeschmolzenen (aufgesinterten) Metallkörper führen jedoch im allgemeinen zu einer Dislokation der durchlässigen Schicht und zu einem beträchtlichen Brüchigwerden (Verspröden) des keramischen Trägers, der durch Schrumpfung spontan zerbrechen kann. Diese Legierungen mit häufig komplizierter Zusammensetzung sind gegenüber fluorhaltigenAgentien, denen sie ausgesetzt sind, kaum beständig.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, diese Operation durchzuführen durch Aufbringen eines Überzugs aus einem fluorhaltigen Harz, wie z.B. Trifluorchloräthylen, das in der Wärme geschmolzen und polymerisiert worden ist, wobei das Sperrelement und das Endstück mit einer äußeren Form mit einem inneren Stempel (Stichel) versehen sind, wobei diese offen sein
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können und nach der thermischen Behandlung leicht herausgenommen werden können. Das Aufbringen eines Harzes führt jedoch zu keiner guten Haftung auf dem Endstück und dieser Nachteil bewirkt, daß das Ganze eine verhältnismäßig geringe mechanische Festigkeit hat. Die Haftung an der mikroporösen Schicht ist ebenfalls häufig mangelhaft und es können häufig Lecks (Entweichungen) zwischen dem Harzüberzug und dieser Schicht festgestellt werden. Andererseits nimmt die Yiskosität dieser Überzüge als Funktion der Temperatur ab und im Verlaufe der Verwendung des Sperrelementes in der Wärme und bei beträchtlichen mechanischen Beanspruchungen unterliegt der Überzug einem bestimmten Kriechfluß und die mechanischen Eigenschaften und die Abdichtung nehmen beträchtlich ab·
Da sich der Vorgang der Abdichtung des Endes des Sperrelementes und die gleichzeitige Fixierung des Endstückes als schwer durchführbar erwiesen haben, wurde vorgeschlagen, diese beiden Arbeitsschritte voneinander zu trennen·
Die Abdichtung der Enden des Sperrelementes wird in der Weise durchgeführt, daß man diese in eine Suspensimvon pulverförmigem Glas in einer geeigneten Flüssigkeit eintaucht, sie trocknet und thermisch behandelt bei einer Temperatur, die das Schmelzen (Sintern) der Glasschicht gewährleistet. Diese Emaillierung der Enden wird durchgeführt mit einem Glas, das aufgrund seines guten Verhaltens in einer f luorhaltigenkorrosiven Atmosphäre ausgewählt wird, beispielsweise mit einem Glas auf Basis von Phosphaten und Aluminiumoxid·
Die auf der Außenseite des Trägers aufgebrachte Glasschicht wird anschließend einer Sandstrahlbehandlung*unterworfen, um ihr eine bestimmte Rauhheit zu Verleihen. Diese aufgerauhte Oberfläche wird anschließend mit einer Metallschicht, beispielsweise mit einer Kupferschicht, überzogen, die durch *> mit Korundköme^ ^ η
-ir-
'Aufspritzen in der Wärme unter Verwendung eines Flammenbrenners (Schweißbrenners) aufgebracht wird.
Das metallische Endstück wird anschließend an das Ende des auf diese V/eise beschichteten Sperrelementes angelegt und unter Verwendung einer Schweißstelle einer schmelzbaren (sinterbaren) Legierung angeschweißt (angelötet), beispielsweise mit einer Zinn-Blei-Silber-Legierung oder einer Zinn-Blei-Cadmium-Legierung, welche sowohl das Endstück .als auch die auf dem Email auf den Enden des Sperrelementes aufgebrachte Metallschicht "benetzt".
Dieses Verfahren umfaßt eine große Anzahl von Arbeitsgängen, die es ziemlich kostspielig (umständlich) machen und es weist große Nachteile auf, die es für verhältnismäßig hohe Temperaturen, bei denen Sperrelemente funktionieren, unbrauchbar machen. Das Glas ist gegen strenge Korrosionsbedingungen von fluorierten (fluorhaltigen) Gasen nur sehr unvollständig beständig ebenso wie das auf das Glas aufgebrachte Metall und die Schweißstellenlegierung, welche die Fixierung des Endstückes gewährleistet. Die mechanischen Eigenschaften einer solchen Anordnung werden nach einer verhältnismäßig kurzen Funktionsdauer schlechter (beeinträchtigt).
Ein anderes angewendetes Verfahren besteht darin, daß man in einer ersten Stufe eine Abdichtung des Sperrelementes durch Aufbringen einer Schicht aus einem feuerfesten mineralischen Material, wie z.B. Aluminiumoxid, oder festen Lösungen davon oder von Verbindungen davon mit anderen Oxiden erzeugt, die durch Aufspritzen in der Wärme unter Verwendung eines Brenners mit chemischer Flamme oder eines Plasmabrenners aufgebracht wird.
Der Aufspritzwinkel (Aufsprühwinkel) wird so gewählt, daß der innere Abschnitt des Sperrelementes (auf der Seite der
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durchlässigen Schicht), die Stirnseite (der Querschnitt) lind der äußere Abschnitt (auf der Seite des Trägers) mit einer Schicht aus diesem Material überzogen werden.
In einer zweiten Stufe wird nach der Abdichtung das Endstück mit dem Ende des Sperrelementes zusammengefügt und das Ganze wird mit einem Metallüberzug verbunden, der ebenfalls in der Tv'ärme auf das vorher sandgestrahlte Endstück und auf dan Ende des Sperrelementes aufgespritzt worden ist.
Dieser Arbeitsschritt, umfaßt eine Reihe von Nachteilen, welche das Interesse daran stark beschränken.
Während der Aufbringung des Oxidüberzugs, der für die Abdichtung des Sperrelementes bestimmt ist, muß im Innern desselben ein Kautschukstopfen angeordnet werden, der die Beschichtungslänge begrenzt, weil das Zurückprallen der geschmolzenen (gesinterten) feuerfesten Teilchen zu einer langen Schicht mit einer unregelmäßigen und diskontinuierlichen Dicke führt, welche die Wirksamkeit der Trennung des Sperrelementes stört (beeinträchtigt). Die Anwesenheit dieses Stöpsels, der die Länge des inneren Überzugs begrenzt, führt zur Bildung eines Wulstes oder einer Verdickung, die zu einem größeren Ladungsverlust des Längsstromes in dem Sperrelement führt.
Die Haftung dieses Oxidüberzuges auf der durchlässigen Schicht (diffundieren Schicht), insbesondere dann, wenn sie eine sehr feine Struktur (kleine Porenrillen) aufweist, ist sehr mittelmäßig und es ist häufig ein Entweichen zwischen der durchlässigen Schicht und dem Oxidüberzug festzustellen.
Der Oxidüberzug auf der Stirnseite (dem Querschnitt) des Sperrelementes ist sehr empfindlich gegenüber mechanischen Stoßen, und es müssen Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden heim
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Anlegen des metallischen Endstückes auf mechanischem \7ege an das Sperrelement, um kein Abblättern (Abbröckeln) oder keinen Bruch des Überzugs hervorzurufen·
Schließlich ist die Metallschicht, die dazu bestimmt ist, die Fixierung des Endstückes an dem Sperrelement zu gewährleisten, nicht immer absolut dicht und wenn das Endstück nicht perfekt auf dac Ende des Sperrelenentes aufgebracht wird, kann dazwischen durch das Fixierungsmetall ein Entweichen auftreten.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß alle vorstehend beschriebenen bekannten Verfahren auf fertige Sperrelemente, d.h. auf keramische Träger, auf die die mikroporöse Trennschicht aufgebracht worden ist, angewendet werden.
Wenn die Abdichtung-Fixierung mangelhaft ist, muß schließlieh das vollständig fertige Sperrelement beseitigt (eliminiert) werden und dieser Abfall (Ausschuß) ist besonders kostspielig.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man einen Arbeitsgang durchführt, der die Abdichtung der Enden des keramischen Trägers gewährleistet, auf den anschließend die dünne mikroporöse Trennschicht aufgebracht wird, die dann verdichtet (zusammengepreßt), wärmebehandelt und gegebenenfalls in bezug auf ihre Dicke eingestellt wird, wobei man danach die metallischen Endstücke bzw. Zwingen (embouts) auf diesem fertigen Sperrelement (barriere) fixiert.
Dieses Verfahren ist wirtschaftlich, technisch leicht durchführbar und die Anzahl der Arbeitsgänge ist sehr begrenzt. Es gewährleistet eine absolute Abdichtung des Gasstromes gegenüber dem Innern dieses Sperrelementes und eine maximale Trennwirksamkeit·
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Seine Beständigkeitseigenschaften gegenüber mechanischen Beanspruchungen sind außergewöhnlich gut und sein Verhalten in einer korrosiven Atmosphäre, insbesondere in einer fluorhaltigen Atmosphäre, ist besonders gut,und das auf diese Weise ausgestattete Sperrelement kann bei seiner Verwendung hohen Temperaturen und hohen aerodynamischen Beanspruchungen ausgesetzt werden, ohne daß im Verlaufe der Zeit eine Beeinträchtigung (Verschlechterung) festzustellen ist.
Schließlich bringt diese Art der Abdichtung-Fixierung keinen zusätzlichen Ladungsverlust für den Längsstrom mit sich, der in dem Sperrelement zirkuliert.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von porösen Elementen, die aus keramischen Oxidmaterialien bestehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Enden des porösen Rohres, welches den Träger dieses Elementes bildet, metallisiert durch Aufspritzen eines Überzugs in der Wärme auf die Innenwand des Trägers in Form einer dünnen Schicht aus einem mikroporösen Pulver, die dazu bestimmt ist, die Trennung der gasförmigen Elemente zu gewährleisten, die aufgebrachte Schicht komprimiert (verdichtet) und metallische Endstücke (Zwingen) an den Enden dieses Elementes fixiert durch Aufspritzen eines Metalls in der Wärme auf die Endstück-Element-Verbindungsstellen·
Das poröse Rohr, welches den Träger des Trennelementes darstellt, wird einer ersten Behandlung unterzogen, die darin besteht, daß man auf seine Enden eine Metallschicht aufbringt durch Aufspritzen in der Wärme unter Verwendung eines geeigneten Brenners. Diese Schicht bedeckt die äußere Wand, die Stirnseite (den Querschnitt) und die innere Wand des Trägers auf einer begrenzten Länge„
Die auf diese Weise behandelte innere Wand des Trägers wird anschließend auf an sich bekannte Weise mit einer dünnen Schicht
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aus einem mikroporösen Material überzogen. Die so aufgebrachte Schicht vd.rd durch isostatische Kompression verdichtet (zusammengedrückt).
Das so hergestellte Element wird einer thermischen Behandlung und gegebenenfalls, falls erforderlich, einer Einstellung seiner Durchlässigkeit unterworfen, wobei danach ein zylindrisches Endstück mit dem Ende des so behandelten Elementes verbunden und an diesem Element mittels eines Metallüberauges fixiert wird, der auf die Verbindungsstelle zwischen dem Element und dem Endstück mit einem geeigneten Brenner aufgespritzt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf bevorzugte Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Dabei zeigen:
Fig. Λ eine Art des Aufbringens einer Metallschicht auf das Ende des Keramikträgers,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Endes des Trägers mit seiner Metall-Abdichtungsschicht und der danach aufgebrachten mikroporösen Schicht und
Fig. 3 das Ende des fertigen Trennelementes mit daran fixiertem metallischem Endstück (Zwinge)·
In der Fig. 1 hat der Träger 1, der im allgemeinen in Form eines zylindrischen Rohres mit einer hohen Porosität vorliegt, eine beträchtliche Durchlässigkeit und besteht aus Körnern eines oder mehrerer durch Sintern bei erhöhter Temperatur verdichteter Metalloxide und er wird auf einer geeigneten mechanischen Vorrichtung einer Rotationsbewegung unterworfen.
Mit einer Spritzeinrichtung 2 wird auf das Ende des Trägers eine Metallschicht 3 aufgebracht. Bei der Spritζeinrichtung
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handelt es sich im allgemeinen um eine Spritzpistole, welche das Schmelzen eines Metallfadens mit einer Propan- oder Butan/Sauerstoff- oder Acetylen/Sauerstoff-Flamme gewährleistet, Die Einrichtung zum Aufspritzen des Metalls kann auch eine Pistole sein, welche die Aufrechterhaltung eines elektrischen Lichtbogens zwischen zwei Fäden aus dem Metall, das aufgebracht werden soll, erlaubt, wobei das Metall auf das zu beschichtende Element mit einem Gasstrahl oder auch ηit oinea Plasmastrahl, der durch Pulver aus dem aufzuspritzenden Metall· gespeist wird, aufgespritzt wird.
Der Wahl des aufzubringenden Metalls kommt eine besondere Bedeutung zu, weil es gegen die chemische Einwirkung von fluorhaltigen korrosiven Gasen vollkommen beständig sein muß, denen das Element bei seiner Verwendung ausgesetzt ist. Darüber hinaus muß das Metall in der aufgebrachten Form eine bestimmte Duktilität behalten, die seine Verdichtung bei den nachfolgenden Arbeitsgangen und die Erzielung eines praktisch dichten Überzuges zwischen der mikroporösen Schicht und dem Träger erlaubt. Bei einem solchen Metall kann es sich um Wickel oder eine seiner Legierungen handeln, wobei Aluminium besonders geeignet ist und die erforderlichen Vorteile bietet.
Der Aufspritzabstand zwischen der Spritzeinrichtung (Brenner bzw. Pistole) und dem Träger wird so gewählt, daß die Metallteilchen in flüssiger Form auf den Träger auftreffen, ohne diesen übermäßig zu erwärmen. TJm eine Temperaturerhöhung zu vermeiden, kann ein Druckluftgebläse auf das Ende des Trägers in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen der Spritzeinrichtung (Brenner oder Pistole) gerichtet v/erden.
Der Spritzwinkel wird so festgelegt, daß die Länge des Überzugs im Innern des Rohres auf die gewünschte Länge begrenzt wird. Eine bestimmte Anzahl von Teilchen prallt jedoch von der
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inneren Wand des Rohres zurück und führt zu einem schlechteren und teilweise unterbrochenen (diskontinuierlichen) Überzug, v/elcher der Wirksamkeit der Anreicherung des Sperrelementes schaden und zu lokalen Defekten führen kann. Um die Ablagerung dieser auftreffenden Teilchen zu vermeiden, ist es möglich, auf das entgegengesetzte Ende des Sperrelementes einen Gasstrom, insbesondere aus Druckluft, zu richten, dessen Strömungsgeschwindigkeit so berechnet wird, daß diese auftreffenden Teilchen abgestoßen (zurückgestoßen) werden, ohne daß jedoch der Strahl der direkt aus der Spritζ-einrichtung austretenden Teilchen abgekühlt wird«
Um die Länge des Metallüberzugs zu begrenzen, ist es zweckmäßig, die Spritζeinrichtung dem Rohr-Träger so weit wie möglich zu nähern, da aber das Zurückprallen von Teilchen und vor allem eine übermäßige Erwärmung des Rohres vermieden werden muß, werden jedoch die Strömungsgeschwindigkeiten des brennbaren Gases und des Sauerstoffträgers, die Strömungsgeschwindigkeit der Luft sowie die Einführungsgeschwindigkeit des Metallfadens in die Spritζeinrichtung auf geringe Werte eingestellte Die Metallkörner und insbesondere die Aluminiumkörner, die mit diesen speziellen Einstellungen aufgespritzt werden, sind darüber hinaus größer und weniger stark oxydiert als diejenigen, die mit den üblichen Einstellungen erhalten werden, die von den Fabrikanten der Flammensx^ritzeinrichtung empfohlen werden, und sie sind günstiger für eine nachfolgende Verdichtung des Überzugs. Diese Einstellungen können für die Durchführung der weiter unten beschriebenen Fixierung der Endstücke beibehalten werden.
Um die Länge des Überzugs auf der äußeren Wand des Rohr-Trägers zu begrenzen, bringt man ein Schutzblech (einen Schirm) 4· zwischen dem Rohr-Träger und der Spritzeinrichtung an, um einen Teil der aufgespritzen Teile abzufangen.
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Bei diesem Schutzblech handelt es sich um ein Metallplättchen oder um ein Plättchen aus einem Kunstharz oder um ein solches, das aus einem vorbeilaufenden Papierstreifen besteht, oder auch um eine Platte aus glasförmigem Kohlenstoff gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Der Träger wird nach dieser Behandlung an seinen beiden Enden mit einer durchgehenden (kontinuierlichen) Metallschicht bedeckt, welche die äußere Wand, die Stirnseite (den Querschnitt) und die innere Wand umhüllt, wobei die Länge dieser Schicht auf der äußeren Wand und auf der inneren Wand etwa gleich ist. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Metallschichten die Enden des Trägers mechanisch verstärken, der dann den nachfolgenden Behandlungen zur Herstellung des Trennelementes unterworfen werden kann, wobei seine Empfindlichkeit gegenüber Stoßen oder anderen Beanspruchungen sehr stark vermindert wird.
Die nachfolgend beschriebene Behandlung besteht darin, eine dünne Schicht aus'' einem mikroporösen Pulver aufzubringen, welche die Trennung der gasförmigen Verbindungen, voneinander gewährleistet. Dieses Pulver wird durch Filtrieren einer Suspension des genannten Pulvers in einem geeigneten Lösungsmittel durch den Träger aufgebracht.
Es sei darauf hingewiesen, daß die aufgebrachte Metallschicht bei (der vorhergehenden Behandlung eine Dicke aufweist, die von dem Ende zum Innern des Trägers hin abnimmt und die eine Zone des allmählichen Übergangs von dem dichten metallischen Abschnitt zu dem porösen keramischen Abschnitt ergibt, wobei die durchlässige Schicht sich auf dem porösen metallischen Abschnitt ablagern kann, wodurch ein Schichtfehler an der Metall-Keramik-Grenze vermieden wird.
Nach der Ablagerung der Trennschicht und nach der ebentuellen thermischen Eliminierung der organischen Bindemittel, welche
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die Suspension, die zum Aufbringen verwendet worden ist, enthalten kann, wird das Ganze einer isostatischen Kompression (Verdichtung) unterworfen, die dazu dient, die Schicht auf dem Träger zu verdichten (zusammenzupressen) und dem Träger die erforderlichen Struktureigenschaften zu verleihen (Porenrillen, Porosität, Durchlässigkeit).
Die Fig. 2 zeigt das Ende des dabei erhaltenen Elementes, wobei die Ziffer 1 den porösen keramischen Träger, die Ziffer 3 den durch Aufspritzen aufgebrachten Metallüberzug und die Ziffer 5 die Trennschicht bedeuten, die in einer geringen Länge auf die Metallschicht aufgebracht wird·
Nach dieser Kompression (Verdichtung) wird das Ganze einer eventuellen thermischen Behandlung unterworfen, die dazu dient, von der Schicht bestimmte Fremdkörper zu desorbieren oder die Struktur und die Eigenschaften dieser Schicht durch thermische Entwicklung seiner Elementarkristallite sich entwickeln zu lassen. Dadurch kann auch ein Entspannungsglühen bei dem aufgebrachten Metall sichergestellt werden, wodurch alle mechanischen Beanspruchungen, denen der Träger unterliegen kann, eliminiert werden. Dieser Vorgang der Einstellung der Durchlässigkeit kann auch vor der Wärmebehandlung durchgeführt werden.
Wie in der Fig. 3 angegeben, ist das poröse Sperrelement, das aus dem Träger 1 und seinem Metallüberzug an dem Ende 3 und seiner inneren Trennschicht 5 besteht, mit einem metallischen Endstück (Zwinge) 6 versehen, dessen äußerer Durchmesser etwas größer ist als der äußere Durchmesser des Elements. Dieses zylindrische Endstück ist in der Achse des Elementes angeordnet und mit letzterem verbunden. Dieses metallische Endstück wird mittels einer Metallschicht 7 befestigt, die durch Aufspritzen mit einer Spritzvorrichtung auf die beiden miteinander zu verbindenden Enden aufgebracht wird.
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Bezüglich des Trägers ist es wichtig, daß die Länge des aufgebrachten Metalls diejenige der Schicht bei der ersten Metallisierung des Trägers nicht übersteigt. Zu diesem Zweck wird die Position der Aufspritzeinrichtung in bezug auf den Abstand und den Beschußwinkel eingestellt und man kann auch. Masken verwenden, welche diese Länge begrenzen.
Wie-bei der Metallisierung der Enden des Trägers muß das Metall so gewählt werden, daß es strengen chemischen Korrosionsbedingungen bei der Verwendung des Elementes vollkommen widersteht. Bei diesem Metall kann es sich um Nickel oder um eine Nickellegierung handeln, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch Aluminium verwendet, weil-,es den Anforderungen in bezug auf das chemische Verhalten und den mechanischen Anforderungen, wie sie weiter oben angegeben sind, vollständig genügt.
Das Endstück (Zwinge) besteht ebenfalls aus einem Metall, das gegenüber fluorhaltigen Gasen völlig beständig ist und es kann beispielsweise aus einer Kupferlegierung bestehen. In diesem Falle muß die Oberfläche dieses Endstückes, die von einem aufgespritzen Fixierungsmetall bedeckt ist, vorher mit Korundkörnern oder Schrot behandelt (sandgestrahlt) werden, um ihm eine bestimmte Rauhheit zu verleihen, welche das mechanische Haften des aufgespritzen Metalls erlaubt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handolt es sich bei dem aufgespritzten Metall um Aluminium oder eine seiner Legierungen und das Endstück ist aus Nickel oder einer seiner Legierungen und in diesem Falle wird letzteres nicht sandgestrahlt, sondern einfach blankgescheuert, beispielsweise mittels einer Metallbürste. Die aus der Aufspritzeinrichtung austretenden geschmolzenen (gesinterten) Aliuainiumkörrier reagieren nämlich exotherm mit dem Nickel unter Bildung von intermetallischen Verbindungen vom Nickelaluminid-Typ, die der Verbindungsstelle Endstück-aufgebrachtes Metall eine bemerkens-
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werte mechanische Beständigkeit verleihen, die auf die metallurgische Diffusion des Aluminiums in das ffickel zurückzuführen ist.
Wie "beim Aufbringen der Metallschicht auf das Ende des Trägers kann das Metall zum Fixieren des Endstückes auf dem Trennelement auf jede bekannte Weise des Aufspritzens aufgebracht werden, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird, beispielsweise mittels eines chemischen Flammenbrenners, eines elektrischen Lichtbogenbrenners oder eines Plasmabrenners.
Das Element zur Trennung von gasförmigen Verbindungen, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ists entspricht vollkommen den Anforderungen in bezug auf die Wirksamkeit der Trennung, die mechanische Beständigkeit und die chemische Inertheit, die an ein solches Produkt gestellt werden.
Patentansprüche:
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zur Herstellung eines durchlässigen mikroporösen keramischen Elementes, dadurch gekennzeichnet, daß man die Enden eines porösen Rohres, welches den Träger des Elementes darstellt, durch Aufspritzen in der Wärme metallisiert, auf die innere Wand des Trägers eine dünne Schicht aus einem mikroporösen Pulver aufbringt, welche dazu dient s die gasförmigen Verbindungen voneinander zu trennen, die aufgebrachte Schicht verdichtet (komprimiert) und an den Enden des Elements metallische Endstücke fixiert durch Aufspritzen in der Wärme eines Metalls auf die Verbindungsstellen zwischen den Endstücken und dein Element.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metall, das auf die Enden des keramischen Rohr-Trägers aufgespritzt T.vird, ein duktiles Metall verwendet, das eine gute Beständigkeit gegen Korrosion durch fluorhaltige Gase aufweist und bei dem es sich vorzugsweise um Aluminium oder eine Aluminiumlegierung handelt.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Enden des Rohr-Trägers aufgespritzte Metallüberzug durchgehend (kontinuierlich) ist und die Stirnseite (den Querschnitt) und etwa gleiche Längen der Innenwand und der Außenwand des Trägers bedeckt."
    4-, Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der auf die Außenwand des Trägers aufgebrachten Metallschicht begrenzt wird durch Einschieben einer aus glasförmigem Kohlenstoff bestehender. Maske zwischen der Aufspritzeinrichtung (Spritzpistole) und dem Träger in den Strahl der geschmolzenen (gesinterten) Teilchen.
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    ORIGINAL INSPECTED
    5. Verfahren, nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der auf die Innenwand des Endes des Trägers aufgebrachten Metallschicht begrenzt wird, indem man auf das gegenüberliegende Ende des Trägers einen Gasstrom, insbesondere einen Luftstrom, richtet, welcher die Teilchen in Richtung auf die Außenseite des Trägers zurückstößt.
    6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß man das Metall unter Verwendung einer Aufspritzeinrichtung mit einer chemischen Flamme, mit einem elektrischen Lichtbogen oder mit einem Plasma aufbringt.
    7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die aufgebrachte Schicht verdichtet (komprimiert), und anschließend einer Wärmebehandlung unterwirft.
    8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man zylindrische metallische Endstücke mit den Enden des Elementes verbindet und sie daran fixiert durch einen Metallüberzug, der auf die Verbindungsstellen zwischen den Endstücken und dem Element aufgespritzt wird.
    9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke aus Nickel oder einer Nickellegierung bestehen und daß die Oberfläche, welche den metallischen Überzug aufnehmen muß, auf mechanische Weise mit einer Metallbürste blankgescheuert wird.
    10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Metall, welches die Fixierung der Endstücke an dem Element gewährleistet, um Aluminium oder eine Aluminiumlegierung handelt.
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    -1-
    11· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 his
    10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des metallischen Überzugs, welcher die Fixierung der Endstücke gewährleistet, auf dem keramischen Element etwa, gleich derjenigen der
    Metallschicht ist, die auf die Außenwand und auf die Innenwand des Trägers aufgebracht worden ist.
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DE19762655460 1975-12-08 1976-12-07 Verfahren zur herstellung eines permeablen mikroporoesen keramikelements Ceased DE2655460A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001070379A1 (en) * 2000-03-17 2001-09-27 Koch Membrane Systems, Inc. Filtration element for severe service applications

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56112522A (en) * 1980-02-13 1981-09-04 Kanebo Ltd Production of blended fiber filament
JPH07114002B2 (ja) * 1985-05-24 1995-12-06 富士写真フイルム株式会社 ビデオテ−プのレツクエンドサ−チ装置
JPH0611370B2 (ja) * 1987-08-24 1994-02-16 日本碍子株式会社 濾過器
JPH0543074Y2 (de) * 1990-01-17 1993-10-29
IT1254304B (it) * 1992-02-07 1995-09-14 Enea Reattore a membrana ceramica catalitica per la separazione di idrogenoe/o suoi isotopi da correnti fluide.
WO2011074620A1 (ja) 2009-12-18 2011-06-23 中国塗料株式会社 金属架橋型オルガノポリシロキサンチオブロックビニル共重合体および該金属架橋型共重合体を含有する防汚塗料組成物

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001070379A1 (en) * 2000-03-17 2001-09-27 Koch Membrane Systems, Inc. Filtration element for severe service applications

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