AT294771B - Verfahren zur Graphitierung von ungeordnetem Kohlenstoff - Google Patents

Verfahren zur Graphitierung von ungeordnetem Kohlenstoff

Info

Publication number
AT294771B
AT294771B AT33969A AT33969A AT294771B AT 294771 B AT294771 B AT 294771B AT 33969 A AT33969 A AT 33969A AT 33969 A AT33969 A AT 33969A AT 294771 B AT294771 B AT 294771B
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
carbon
catalyst
graphitization
supersaturated
graphitized
Prior art date
Application number
AT33969A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Sigri Elektrographit Gmbh
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
Priority claimed from DE19681667726 external-priority patent/DE1667726A1/de
Application filed by Sigri Elektrographit Gmbh filed Critical Sigri Elektrographit Gmbh
Application granted granted Critical
Publication of AT294771B publication Critical patent/AT294771B/de

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Graphitierung von ungeordnetem Kohlenstoff 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Graphitierung von ungeordnetem Kohlenstoff mit Hilfe von Katalysatoren, wobei dem zu graphitierenden Kohlenstoff eine Verbindung eines Elements der IV. bis VIII. Gruppe des Periodensystems zugegeben wird und dieser auf eine über dem Schmelzpunkt des Katalysators liegende Temperatur erhitzt wird und auf dieser Temperatur bis zur Erreichung des gewünschten Rekristallisationsgrades gehalten wird. 
 EMI1.1 
 bei werden die zu graphitierenden Körper auf sehr hohe Temperaturen im Bereich über 20000C aufge- heizt. Diese Graphitierungsbehandlung erfordert nicht nur relativ lange Zeit, sondern verbraucht dar- über hinaus erhebliche Energiemengen. Es ist ferner nicht möglich, beliebige ungeordnete Kohlekörper durch eine thermische Behandlung in Graphit überzuführen.

   Beispielsweise gelingt die Graphitierung von Russ oder von Harzkoks auf diesem Weg nicht. 



   Nach der deutschen Auslegeschrift   1193 853   ist ein Verfahren zur katalytischen Graphitierung von Kohlenstoff bekannt, nach welchem Elemente oder Verbindungen aus der Gruppe der Seltenen Erden dem Kohlenstoff zugesetzt werden. Dieses Verfahren ist insoweit nachteilig, als Seltene Erden einen hohen Absorptionsquerschnitt für thermische Neutronen aufweisen und die Zusätze dieser Elemente die Verwendung von Graphit für Reaktorzwecke ausschliessen. Schliesslich ist es nach der franz. Patentschrift Nr. 1. 491. 497 bekannt, die Graphitierung von Kohlenstoff durch Zusätze von Chrom, Nickel oder Kobalt, insbesondere von Chromoxyd, zu verbessern.

   Da erst nach Bildung von kohlenstoffgesättigter oder   - übersättigter   Karbide dieser Elemente eine katalytische Wirkung erzielt wird, sind derartig behandelte Kohlenstoffkörper über längere Zeit auf verhältnismässig hohe Temperaturen zu erhitzen. Zudem weisen die graphitierten Körper zahlreiche Hohlräume auf. 



   Zur Erleichterung der Umwandlung von Kohlenstoff in Graphit sind ebenfalls Zusätze von Karbiden vorgeschlagen worden,   z. B.   von Siliziumkarbid, gegebenenfalls in Verbindung mit andern Karbiden mit höherer Verdampfungstemperatur, wie z. B. Titankarbid, Borkarbid, Molybdänkarbid, Niobkarbid, Vanadinkarbid und Zirkonkarbid. Diese Karbide wurden dem zu graphitierenden Kohlenstoff zugesetzt und sodann die Graphitierungsbehandlung durchgeführt. 



   Nach einem andern bekannten Graphitierungsverfahren wird der zu graphitierenden ungeordneten Kohle ein Metall der Eisengruppe oder Eisensilizid zugesetzt und hierauf eine Erhitzung auf eine Temperatur im Bereich zwischen 1300 und 17000C vorgenommen. Hiebei erfolgte eine katalytische Graphitierung bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur, als der normalen Graphitierungstemperatur entspricht. Ein Nachteil dieses Graphitierungsverfahrens besteht unter anderem darin, dass sich im Graphitkörper an den Stellen, an denen sich ursprünglich der Katalysator befindet, nach Abschluss der Graphitierung Hohlräume zurückbleiben, die die Dichte des Graphitkörpers herabsetzen. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Graphitierungsverfahren zu finden, das sowohl die 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
Nachteile der bekannten thermischen Graphitierungsverfahren wie der bekannten katalytischen Gra- phitierungsverfahren vermeidet. Sie schlägt zur Lösung dieser Aufgabe ein Verfahren der eingangs ge- nannten Art vor, bei dem erfindungsgemäss als Katalysatoren Karbide in Form von Suspensionen, kar- bidbildende Gemische aus diesen Metallen und Kohlenstoff zugegeben werden, die bei der Behandi lungstemperatur an Kohlenstoff gesättigt bzw. übersättigt sind. 



   Das Einbringen dieses Katalysators kann durch Aufstreichen auf die Oberfläche der zu graphitie- renden Kohlenstoffkörper, durch Auftropfen auf dieselbe oder Aufdampfen auf diese Körper erfolgen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Katalysator bei der Herstellung der Kohlenstoffkörper in die zur Herstellung derselben verwendete grüne Mischung einzumischen oder das Korn der Feststoffkomponente dieser Mischung mit diesem Katalysator zu umhüllen. Er kann ferner auch,   z. B.   bei selektiver
Graphitierung der Bindung, in das Bindemittel eingebracht werden. Schliesslich kann der Katalysator in die Nähe des umzuwandelnden ungeordneten Kohlenstoffs gebracht werden. 



   Wird der katalytisch zu graphitierende Kohlenstoffkörper auf die Behandlungstemperatur erhitzt, so scheidet der Katalysator, d. h. das an Kohlenstoff gesättigte Metall, Kohlenstoff in geordneter Form,   d. h.   in Form von Graphit, aus, während gleichzeitig ungeordneter Kohlenstoff in Lösung geht. Dieser
Vorgang wiederholt sich so oft, bis der gesamte Kohlenstoffkörper in Graphit umgewandelt ist. Diese
Rekristallisation beruht offenbar auf der unterschiedlichen Löslichkeit von ungeordneten und von gut kristallisiertem graphitischem Kohlenstoff in den Übergangselementen der IV. bis VIII. Gruppe des
Periodensystems. Die Umwandlung verläuft isotherm. Der genannte Vorgang kann über die Umwandlung von ungeordnetem Kohlenstoff in Graphit hinaus zur Ausbildung grösserer Kristalle und damit zu weit- gehender kristalliner Ordnung ausgenutzt werden.

   Jedoch nimmt die Umwandlungsgeschwindigkeit mit steigender kristalliner Ordnung des Kohlenstoffs ab. 



   Als besonders geeignete Katalysatoren haben sich an Kohlenstoff übersättigtes Vanadin mit einer
Zusammensetzung VC   2 : 49 At% C   in Verbindung mit einer Umwandlungstemperatur über 2650 C, an
Kohlenstoff übersättigtes Nickel mit einer Zusammensetzung   NiC = 12 At% C in   Verbindung mit einer
Umwandlungstemperatur über 1450 C, an Kohlenstoff übersättigtes Titan mit einer Zusammensetzung
TiC   2 : 65 Af ! l/oC   in Verbindung mit einer Umwandlungstemperatur über   29000Cund an Kohlenstoff   über-   sättigtes Zirkon   mit einer   Zusammensetzung ZrC ==65 Af C   in Verbindung mit einer Umwandlungs- temperatur über 28000C erwiesen. 



   Um einen bestimmten Rekristallisationsgrad zu erreichen, kann man die Umwandlung durch Be- grenzen der Haltezeit abstoppen oder die Menge des zugesetzten Katalysators entsprechend gering bemessen. 



   Der verwendete Katalysator kann nach Durchführung der Umwandlungsbehandlung aus dem erzeug- ten Graphitkörper in an sich bekannter Weise entfernt werden. Dies gelingt beispielsweise durch Chlo- rieren oder durch Herausdampfen. 



   Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass man hiemit auch ther- misch nicht graphitierbaren Kohlenstoff, wie   z. B. Russ   oder Harzkoks, graphitieren kann. Darüber hin- aus gestattet es die Graphitierung ungeordneten Kohlenstoffs bei wesentlich niedrigeren Temperaturen durchzuführen, als das beim thermischen Graphitierungsverfahren sonst erforderlich ist. 



   Zur weiteren Erläuterung der Erfindung können die im folgenden aufgeführten Ausführungsbeispie- le dienen. 



   Beispiel   1 :   Auf ein 25   cm2   grosses und 3 mm dickes Stück aus glasartigem Kohlenstoff, das   vorher bei 30000C geglüht war   und dessen Fehlordnung durch thermische Behandlung nicht verändert wird, wird feinpulveriges VC (Zusammensetzung VC > 0, 95) aufgebracht, u. zw. zirka 0,05 g. Die Probe wird 30 min bei 27000C unter Inertgasatmosphäre (Argon) geglüht. Nach dem Abkühlen ist eine zusammenhängende Graphitplatte mit der Dichte 1, 55, aber Gitterabstand 3,35       und   L=   500       entstanden. Der Vanadiumgehalt ist gleichmässig mit 0,   370/0   verteilt. 



   Beispiel 2 : Ein heterogen aufgebauter polykristalliner Stabkörper (spez. Gewicht 1, 65 bis 1,7   g/cm3)   mit weicher Bindung (Pechbinder) wird nach der thermischen Behandlung bei   25000C   mit einer Suspension   (1     Gew... t1/o Nickel   mit 7% Graphit in   3% figer   wässeriger Polyvinylalkohollösung als Bindemittel)   bestrichen und 1/2 h bei 17000C in Inertgas wärmebehandelt. Durch die Behandlung fällt der   elektrische Widerstand von 11 Ohm   mm/m2   auf 7 Ohm. Die Längsausdehnung fällt von 3,   5. 10-6   auf 2,   5. 10-6/OC.   Wird ein nickelfreier Stab benötigt, so kann das Nickel durch 1/2stündige Chlorierung bei 20000C in an sich bekannter Weise vom Graphitkörper entfernt werden. 



   Beispiel 3 : Eine   technische Graphitelektrode grossendurchmessers   enthält im Ansatz neben dem bekannten Kornanteil an 60% und dem Staubanteil von 40% und Pech von 25%, bezogen auf   100 Gew.-%   

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Koks und Staub zusätzlich 1   Grew.-%   feinverteiltes Eisenkarbid (mit mindestens 7   Grew.-%   Gesamtkohlenstoff mit einer Körnung   10 Il).   Das Metallpulver wird in der Mischmaschine eingemischt. Die Graphitierung erfolgt bei   2500 C,   wobei ähnliche elektrische Leitfähigkeiten erreicht werden wie bei 27000C ohne Fe-Zusatz. 



   Beispiel   4 : DCz-partikel werden bei 10000C mit Pyrokohlenstoff überzogen.   Darauf wird eine ZrC-Schicht von 5   J1   Dicke abgeschieden. Anschliessend erfolgt eine Pyrokohlenstoffschicht, die bei 19000C abgeschieden wurde. Während der üblichen Abscheidungsbehandlung der äusseren Schicht erfolgt eine Umkristallisation der inneren C-Schicht mit ZrC. Das in denPyrographithineindiffundierendeUran wird an der durch ZrC umkristallisierten Pyrokohlenstoffschicht an der weiteren Diffusion durch den Kohlenstoff gehindert und gelangt nicht an die Partikeloberfläche. 



   Beispiel 5 : Graphitkorn   (Naturgraphit-oder Elektrographitabfall) und Graphitstaub werden mit   einem mit aufgeschlämmtem NiC versehenen Kunstharzbindemittel versehen. Es erfolgt eine Direktgraphitierung bis   17000C.   



   Vorteil : Vereinfachtes Verfahren für Hartgraphitelektroden mit hoher   Leitfähigkeit.   



    PATENTANSPRÜCHE :    1. Verfahren zur Graphitierung von ungeordnetem Kohlenstoff mit Hilfe von Katalysatoren, wobei dem zu graphitierenden Kohlenstoff eine Verbindung eines Elements der IV. bis VIII. Gruppe des
Periodensystems zugegeben wird und dieser auf eine über dem Schmelzpunkt des Katalysators liegende
Temperatur erhitzt wird und auf dieser Temperatur bis zur Erreichung des gewünschten Rekristallisa- tionsgrades gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysatoren Karbide in Form von Suspensionen, karbidbildende Gemische aus diesen Metallen und Kohlenstoff zugegeben werden, die bei der Behandlungstemperatur an Kohlenstoff gesättigt bzw. übersättigt sind.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator auf die Oberfläche des zu graphitierenden Kohlenstoffkörpers aufgestrichen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator auf die Oberfläche des zu graphitierenden Kohlenstoffkörpers aufgetropft wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator auf die Oberfläche des zu graphitierenden Kohlenstoffkörpers aufgedampft wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator bei der Formung des Kohlenstoffkörpers der Ausgangsmischung beigemischt wird.
    6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Katalysator ein aus Kohlenstoff übersättigtes Vanadin einer Zusammensetzung VC 49 At% C verwendet wird und die Behandlungstemperatur 26500C beträgt.
    7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator ein an Kohlenstoff gesättigtes oder übersättigtes Nickel mit einer Zusammensetzung NiC s 12 At < 1oC verwendet wird und die Behandlungstemperatur über 145 00C beträgt.
    8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Katalysator ein an Kohlenstoff gesättigtes oder übersättigtes Titan mit einer Zusammensetzung EMI3.1 dass als Katalysator ein an Kohlenstoff gesättigtes oder übersättigtes Zirkon mit einer Zusammensetzung ZrC s : 65At% C verwendet wird und die Behandlungstemperatur über 28000C beträgt.
    10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der Graphitierungsbehandlung der Katalysator nach bekannten Methoden entfernt wird. Druckschriften, die das Patentamt zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik in Betracht gezogen hat : EMI3.2 <tb> <tb> DT-AS <SEP> 1193 <SEP> 853 <SEP> FR-PS <SEP> 1491497 <tb>
AT33969A 1968-02-16 1969-01-14 Verfahren zur Graphitierung von ungeordnetem Kohlenstoff AT294771B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681667726 DE1667726A1 (de) 1968-02-16 1968-02-16 Verfahren zur Graphitierung von amorphem Kohlenstoff

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT294771B true AT294771B (de) 1971-12-10

Family

ID=5685995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT33969A AT294771B (de) 1968-02-16 1969-01-14 Verfahren zur Graphitierung von ungeordnetem Kohlenstoff

Country Status (1)

Country Link
AT (1) AT294771B (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0004031B1 (de) Dichte polykristalline Formkörper aus alpha-Siliciumcarbid und Verfahren zu ihrer Herstellung durch drucklose Sinterung
DE68910737T2 (de) Poröses, metallhaltiges Kohlenstoffmaterial.
DE1280513B (de) Verfahren zur Herstellung eines poroesen Formkoerpers
DE3002971C2 (de)
DE2816832A1 (de) Kathode fuer eine elektronenquelle und verfahren zu ihrer herstellung
DE1286650B (de) Verfahren zur Herstellung von dichten, verhaeltnismaessig nichtporoesen, spaltstoffbeladenen Kohlenstoffkoerpern fuer Kernreaktoren
DE1932567C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Brenn- und/oder Brutelementen für Kernreaktoren
DE3305529A1 (de) Verfahren zur herstellung poroeser, durchstroembarer formkoerper aus siliziumkarbid
AT294771B (de) Verfahren zur Graphitierung von ungeordnetem Kohlenstoff
DE1771019C3 (de) Verfahren zum Herstellen von über 500 Grad C und gegen Strahlung beständigen Werkstücken aus einem neutronenabsorbierenden Graphitprodukt
DE2108457C3 (de) Verfahren zur Herstellung von pulverförmigem wolframhaltigem Elektrodenmaterial für elektrochemische Zellen
DE1667726A1 (de) Verfahren zur Graphitierung von amorphem Kohlenstoff
DE2123572A1 (en) Silicon carbide articles - by silicon carburising specific carbon articles with silicon monoxide gas
AT152283B (de) Gesinterte, bis zu 20% Hilfsmetalle enthaltende Hartlegierung.
DE555786C (de) Verfahren zur Herstellung einer harten Legierung
DE1295460B (de) Hartstoff aus Bor, Kohlenstoff und Silicium und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1226924B (de) Verfahren zur Herstellung von kuenstlichen Graphitgegenstaenden
DE3538294A1 (de) Verfahren zur herabsetzung der bei temperaturen ueber 800(grad) c bestehenden oxidationsneigung von aus kohlepulver hergestellten anoden fuer die erzeugung von aluminium durch schmelzflusselektrolyse
DE434527C (de) Gesinterte harte Metallegierung fuer Arbeitsgeraete und Werkzeuge
AT241629B (de) Neutronenreflektor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE752734C (de) Herstellung von Graphitfilmen
AT144551B (de) Elektrische Glühlampe, deren Leuchtkörper aus dem Karbid des Tantals oder eines Metalles der Tantalgruppe besteht, und Verfahren zu deren Herstellung.
DE3718095C2 (de)
DE2063720C3 (de) Oxidischer Kernbrenn- oder Kernbrutstoff für Brenn- und/oder Brutelemente
AT150568B (de) Mit Anschlußkontakten versehener elektrischer Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten und Verfahren zu dessen Herstellung.

Legal Events

Date Code Title Description
ELJ Ceased due to non-payment of the annual fee