PROCESS FOR MANUFACTURING FIBROUS SHAPED BODIES

Abstract: 1. A process of the production of fibrous mouldings made of ceramic fibres which contain aluminium oxide, by : a) mixing the fibres with water, c) adding freshly precipitated aluminium hydroxide gel, f) drying, characterized in that additionally b) a mono-aluminium phosphate solution is added, d) poured into screen moulds, and the moulding k) is fired.

Description: Verfahren zur Herstellung von Faserformkörpern Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Als Wärmedämmmaterial für den Einsatz bei hohen Temperaturen (z.B. 0 1000 C) werden bevorzugt keramische Materialien ver- wendet, die durch das Brennen einer Suspension von geeigneten mineralischen Fasern (z.B. Aluminiumoxid) in einem Bindemittel hergestellt werden. Derartige Materialien weisen eine gute Formstabilität bei niedriger Dichte, niedrige Wärmeleitfähigkeit und gute Temperaturbeständigkeit sowohl im Dauerbetrieb als auch bei Temperatur-Wechselbelastungen auf. Für besondere Zwecke kann auch ihre Oberflächen-Abriebfestigkeit von Bedeutung sein. Auch Formteile (z.B. Krümmer für die Innenisolierung von Heissgasrohrleitungen) sollen herstellbar sein. Eine grosse Vielfalt von Rezepturen für derartige Stoffe sowie Anweisungen zur Herstellung verhältnismässig einfacher Formteile (etwa in der Form von Ziegelsteinen) sind aus der DE-A 31 05 596 und 31 05 579 bekannt. Gegenüber diesem Stand der Technik soll das vorliegende Verfahren die Herstellung komplizierterer Formteile erleichtern und mit nur wenigen Stoffen auskommen. Die Lösung dieser Aufgabe geschieht gemäss dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs dadurch, dass der im Wasser aufgeschlossenen, in bekannter Weise mit einer Mono-Aluminium-Phosphat-Lösung behandelten keramischen Faser frisch gefälltes Alumiriumhydroxid-Gel zugesetzt wird. Als frisch gefällt soll im Sinne dieser Erfindung Aluminiumhydroxid-Gel verstanden werden, das seit seiner Herstellung durch die Einwirkung von löslichen Aluminiumsalzen auf Ammoniumhydroxid bei Raumtemperatur längstens 48 Stunden gelagert wurde. Dieser Zusatz sorgt dafür, dass eine fliessfähige, homogene Suspension der Fasern vorliegt, die in Formen gegossen werden kann. Um dabei den hohen, zur Vereinzelung der Fasern notwendigen Flüssigkeitsüberschuss entfernen zu können, ist die Verwendung sogenannter Siebformen von Vorteil, die z.B. aus einem mit Polytetrafluoräthylen beschichteten und damit praktisch nicht benetzbaren Gewebe bestehen. Die Siebstruktur hält die Fasern zusammen mit dem erforderlichen Bindemittel zurück und lässt den Überschuss abfliessen. Mit derartigen Formen lassen sich auch komplizierter gestaltete Teile herstellen. Um eine höhere Faserdichte im herzustellenden Formkörper zu erreichen, empfiehlt sich die im zweiten Anspruch als Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagene gleichzeitig mit dem Giessvorgang vorzunehmende Vibrationsverdichtung. Nach dem Giessvorgang wird der Formkörper getrocknet, wobei eine dann auftretende Polymerisierung des Phosphats zu einer gewissen Verfestigung des Formkörpers führt, so dass dieser für den weiteren Herstellungsprozess handhabbar wird. Das mit dem Trockenvorgang einhergehende Schwinden des Formkörpers erleichtert seine Ausformung. Der anschliessende Brennprozess zum Herstellen einer keramischen Bindung zwischen den Fasern läuft in herkömmlicher Weise ab. Seine Temperatur und Dauer richtet sich nach den Eigenschaften des benutzten Fasermaterials und wird vom Fachmann so vorgenommen, dass die mineralogischen Eigenschaften der Faser nicht wesentlich beeinträchtigt werden. Für bestimmte Zwecke kann eine Erhöhung der Dichte des Formkörpers erforderlich sein. Dies kann gemäss der im dritten Anspruch angegebenen Ausgestaltung der Erfindung dadurch geschehen, dass der isotherm z.B. im Mikrowellenofen getrochnete Grünling im Vakuum mit einer Mono-Aluminium-Phosphat-Lösung und/oder frisch gefälltem Aluminiumhydroxid und/oder gelösten Aluminiumsalzen imprägniert, isotherm getrocknet und dann gebrannt wird. Ist zusätzlich zur Erhöhung der Dichte des Formkörpers über seinen gesamten Querschnitt oder anstelle dessen nur eine Verdichtung seiner Oberfläche gewünscht, kann dies gemäss der im vierten Anspruch angegebenen Ausgestaltung der Erfindung dadurch geschehen, dass das Formteil mit einer Lösung aus Mono-Aluminiumphosphat und/ oder frisch gefälltem Aluminiumhydroxid-Gel und/oder gelösten Aluminiumsalzen imprägniert und erst dann, nach anisothermer Trocknung (z.B. normale Ofentrocknung) gebrannt wird. Mit dem beschriebenen Verfanren können aus keramischen Fasern, die 30 oder mehr Prozent Aluminiumoxid enthalten, Formkörper mit einer Dichte von ca. 0,2 3 bis 0,8 g/m3 hergestellt werden, die bis zu Temperaturen von 16000 C und bei hohen Temperaturänderungsgeschwindigkeiten (z.B. 100 K/min) verwendet werden können. Zum Aufschliessen der Fasern empfiehlt sich ein schonendes Einrühren in entionisiertes Wasser, bis etwaige Faserflocken vereinzelt sind.

Claims: Verfahren zur Herstellung von Faserformkörpern Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Faserformkörpern aus keramischen Fasern, die Aluminiumoxid enthalten, durch: a) Einmischen der Fasern in Wasser, b) Zumischen einer Mono-Aluminium-Phosphat-Lösung, d) Abgiessen in Siebformen, f) Trocknen und k) Brennen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zusätzlich c) frisch gefälltes Aluminiumhydroxid-Gel und/oder ge löste Aluminiumsalze zugesetzt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass e) gleichzeitig mit dem Giessvorgang ein Vibrationsver dichten stattfindet. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der isotherm getrocknete Formkörper g) mit einer Mischung aus einer Mono-Aluminium-Phosphat Lösung und/oder frisch gefälltem Aluminiumhydroxid Gel und/oder gelösten Aluminiumsalzen im Vakuum im prägniert und h) erneut isotherm getrocknet wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der isotherm getrocknete Formkörper i)mit einer Mischung aus einer Mono-Aluminium-Phosphat Lösung und/oder frisch gefälltem Aluminiumhydroxid Gel und/oder gelösten Aluminiumsalzen imprägniert und j) anisotherm getrocknet wird.

Inventors: JUNG, JURGEN, DR. DIPL.-ING., RECK, ALFRED, DIPL.-ING., WOLTER, HERBERT, Jung, Jürgen, Dr. Dipl.-Ing.
Applicants: INTERATOM GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
Application year: 1984
Main classification: C04B35
IPC codes: C04B28, C04B41