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DE2615488A1 - Agglomerate von silizium und auf silizium basierenden legierungsteilchen - Google Patents

Agglomerate von silizium und auf silizium basierenden legierungsteilchen

Info

Publication number
DE2615488A1
DE2615488A1 DE19762615488 DE2615488A DE2615488A1 DE 2615488 A1 DE2615488 A1 DE 2615488A1 DE 19762615488 DE19762615488 DE 19762615488 DE 2615488 A DE2615488 A DE 2615488A DE 2615488 A1 DE2615488 A1 DE 2615488A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon
particles
alkali metal
metal hydroxide
based alloy
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19762615488
Other languages
English (en)
Other versions
DE2615488B2 (de
DE2615488C3 (de
Inventor
Anthony Francis Nasiadka
Iii James Enoch Wells
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.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
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 Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of DE2615488A1 publication Critical patent/DE2615488A1/de
Publication of DE2615488B2 publication Critical patent/DE2615488B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2615488C3 publication Critical patent/DE2615488C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy

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  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Description

PATENTANWALT
HELMUT GORTZ
6 Frankfurt am Main 70
Schneckenhofslr. 27-TeL 617079
8. April 1976 Gzm/Wä.
Union Carbide Corporation
Agglomerate von Silizium und auf Silizium basierenden Legierungsteilchen
Die vorliegende Erfindung betrifft Agglomerate von Silizium und auf Silizium basierenden Legierungsteilchen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Agglomerate von Silizium und auf Silizium basierenden Legierungen mit einem Bindemittel in Form einer Silikatmatrix.
Bei der Herstellung von Silizium und auf Silizium basierenden Legierungen, die in der Industrie als Zusätze zu Eisen und Stahl verwendet werden, entsteht im Verlaufe des Zerkleinerns undVermahlens eine gewisse Menge feinkörniger Teilchen. Über einen längeren Zeitraum hinweg sammeln sich die feinkörnigen Teilchen in beträchtlichen Mengen an und gewöhnlich v/erden die feinkörnigen Teilchen mit Hilfe von Portlandzement als Bindemittel zu Agglomeraten verbunden. Die Agglomerate werden dann wieder den Öfen zugeführt, wobei Silizium oder auf Silizium basierende Legierungen hergestellt werden oder sie werden als Zusätze verkauft. Dieses Vorgehen hat den Nachteil, daß der CaO-Gehalt des Zementbindemittels die Vorgänge im
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Ofen ungünstig beeinflussen könnte; zudem erfordert der Zementbinder beträchtliche Zeit zum Aushärten, um für die Handhabung genügend fest zu sein.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, selbsttrocknende Agglomerate von Silizium oder auf Silizium basierenden Legierungsteilchen zu entwickeln, die bei der Handhabung fest sind, leicht hergestellt werden können,und zwar ohne Verwendung eines beeinträchtigenden Bindemittels.
Weitere Ziele ergeben sich aus der folgenden Besdreibung und aus den Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß eine nasse Mischung einer Alkalimetall-Hydroxidlösung und fein verteilter Teilchen von Silizium oder einer auf Silizium basierenden Legierung zu einem Preßkörper erwünschter Gestalt verdichtet •werden, wodurch das Alkalimetall-Hydroxid mit den Teilchei unter Silikatbildung reagiert, woraus sich eine Matrix aus Alkalisilikat ergibt, welche die Teilchen stark bindet. Die Reaktion zwischen den Teilchen und dem Alkalimetall-Hydroxid ist exotherm und die entstehende Wärme dient dazu, das Agglomerat zu trocknen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß Teilchen von Silizium und/oder einlauf Silizium basierenden Legierung mit einer Lösung eines Alkalimetall-Hydroxids vermischt werden. Geeignet ist die Teilchengröße 0,6 cm oder
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kleiner und die Konzentration der Alkalimetall-Hydroxidlösung ist 1 M* bis 12 M. Die Mischung, geeigneterweise in Form einer nassen Mischung, wird in einen geeigneten Behälter gegossen. Die nasse Mischung muß nicht aber sie kann gepreßt werden (Druck bis zu 2812 kp/cm ). Die Mischung sollte sofort nach ihrer Herstellung in die Gießform gebracht werden, denn die Reaktion zwischen den Siliziumbestandteilen der Teilchen und dem Alkalimetall-Hydroxid erfolgt ziemlich schnell. Im Verlauf der Reaktion zwischen den Teilchen und dem Alkalimetall-Hydroxid in der Gießform wird Alkalisilikat als Matrix gebildet, welche die Teilchen bindet. Die Reaktion, bei der Silikat gebildet wird, ist exotherm und die freigesetzte Wärme trocknet den Preßkörper in einer verhältnismäßig kurzen Zeit. Nach dem Trocknen ist der Preßkörper fest; er kann routinemäßig gehandhabt und transportiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine nasse Mischung, wie vorhin beschrieben, gebildet, verdichtet, und zwar mittels flacher Walzen, um ein flockenförmiges Produkt zu erhalten.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann trockenes, festes Alkalimetall-Hydroxid mit.Silizium oder mit auf Silizium basierenden Legierungsteilchen und mit Wasser vermischt und zu Körpern geformt werden; das Wasser dient dazu, das Alkalimetall-Hydroxid aufzulösen und eine bindende Silikatphase bei der Reaktion des aufgelösten Alkalimetall-Hydroxids mit den Metallteilchen zu bilden.
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In der vaLiegenden Erfindung können bis zu 85 Gew.-% von Teilchen, die nicht aus Silizium oder aus auf Silizium basierenden Legierungen bestehen, mit dem Silizium oder mit den auf Silizium basierenden Legierungen vermischt werden. Derartige Materialien können z.B. Zirkondioxid und feinkörniges Mangan sein.
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung: Beispiel I
Eine trockene Mischung wurde aus folgenden Materialien hergestellt :
25 Gewichtsteile einer auf Silizium basierenden Legierung (63 % Si) Korngröße 35 mesh (Maschenzahl)
45 Gewichtsteile ZrC^-Sand Korngröße 35 mesh
30 Gewichtsteile einer FeMn-Legierung (0,5 % Si, 80 % Mn, i"2 % Fe, Rest C) Größe 0,6 cm.
Eineinhalb Gewichtsteile NaOH wurden zu 8 Gewichtsteilen Wasser gegeben und die Lösung wurde der trocknen Mischung zugesetzt und mit ihr vermischt, wobei sich eine nasse Mischung bildete, die unverzüglich in eine Holzform (30 cm χ 30 cm χ 2,54 cm) gepreßt wurde. Nach ungefähr 30 Minuten war die Mischung ein fester, widerstandsfähiger Körper, in dem die Bestandteile durch eine Matrix aus Natriumsilikat gebunden waren.
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Beispiel II
100 Teile von auf Silizium basierenden Legierungs teilchen (63 % Si, 6 % Mn, 6 % Zr, Rest Ca, Al, Pe^ der Korngröße 35 mesh und feiner wurden mit einer NaOH-Lösung (0,5 Gewichtsteile NaOH in 1,5 Gewichtsteilen Wasser) vermischt; die nasse Mischung wurde in flachen Walzen verdichtet (Walzendruck 20 Tonnen je 2,54 cm linear). Das entstandene Produkt hatte Flockenform (Größe ungefähr 0,6 cm zu 35 mesh) und in ihm waren die Bestandteile durch eine Matrix aus Natriumsilikat verbunden. Das oben beschriebene wiederhergestellte Material wurde als Impfzusatz dem Grauguß zugesetzt und erwies sich als ebenso wirksam wie ein Zusatz von massivem Material derselben Zusammensetzung und handelsüblicher Größe.
Legierungen auf der Basis von Silizium beziehen sich hier auf Legierungen, die wenigstens ungefähr 45 Gew.-% Silizium und die Materialien Eisen, Mangan, Zirkon, Strontium, Magnesium, Barium und Aluminium enthalten.
In der vorliegenden Erfindung kann sowohl NaOH als auch KOH als Alkalimetall-Hydroxid verwendet werden. Aus wirtschaftlichen Gründen wird NaOH als Alkalimetall-Hydroxid bevorzugt. Die hier verwendeten mesh-Größen beziehen sich auf US-Siebreihen.
Entwickelt wird ein Agglomerat, das aus Silizium und aus Legierungsteilchen, die auf Silizium basieren, besteht und das eine in-situ gebildete Matrix aus Alkalisilikat aufweist.
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Claims (3)

  1. Patentansprüche
    1· Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten, dadurch gekennzeichnet, daß feinverteilte Teilchen wenigstens eines Materials aus der Gruppe Silizium und auf Silizium basierende Legierungen mit einer wässrigen Lösung eines Alkalimetall-Hydroxids zusammengebracht werden, um eine feuchte Mischung herzustellen und zu kontaktieren.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalimetall-Hydroxidlösung 1-12 M ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Alkalimetall-Hydroxid ungefähr 0,27 bis 2 Gew.-% der Mischung ausmacht.
    Als ein Fabrikationsgegenstand ein Agglomerat gekennzeichnet durch im wesentlichen fein verteilte Teilchen aus wenigstens einem Material der Gruppe Silizium oder . . auf .Silizium basierende Legierung, Teilchen?i die durch .*'·* feine in-situ gebildete Matrix aus Alkalisilikat "gebunden" werden, welche durch die Reaktion der Teilchen mit dem Alkalimetall-Hydroxid entsteht.
    ORIGINAL INSPECTED
    609844/1053
DE2615488A 1975-04-17 1976-04-09 Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten Expired DE2615488C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/568,984 US4022615A (en) 1975-04-17 1975-04-17 Agglomerates of silicon and silicon base alloy particles

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2615488A1 true DE2615488A1 (de) 1976-10-28
DE2615488B2 DE2615488B2 (de) 1978-11-23
DE2615488C3 DE2615488C3 (de) 1979-07-26

Family

ID=24273601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2615488A Expired DE2615488C3 (de) 1975-04-17 1976-04-09 Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4022615A (de)
CA (1) CA1058883A (de)
DE (1) DE2615488C3 (de)
GB (1) GB1498609A (de)
NO (1) NO140988C (de)
SE (1) SE418249B (de)

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SE7604398L (sv) 1976-10-18
NO140988B (no) 1979-09-10
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NO761300L (de) 1976-10-19
NO140988C (no) 1979-12-19
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Legal Events

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