Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 44. 2 december 1952 - Andras erfarenheter - Katodiskt korrosionsskydd för emaljerade varmvattenberedare, av SHl - Metallkeramiska material, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
■1032
TEKNISK TIDSKRIFT
att katodiskt skydd är mycket effektivare för emaljerade
rör än för sådana utan skyddsskikt eller med överdrag av
organiska ämnen. Principen att kombinera katodiskt skydd
med emaljering kan naturligtvis tillämpas på många
metallkonstruktioner som kan emaljeras. Ett intressant
exempel härpå är varmvattenberedare.
Det har förr ansetts vara ett ofrånkomligt villkor för att
ett emaljöverdrag skall ge tillfredsställande skydd att det
är fullkomligt tätt. Inga fel i emaljen kunde tillåtas, då
denna var metallens enda skydd. Framställning av fullt
täta emaljskikt är emellertid dyrbar.
Temperaturspänningar, ojämna svetsar, skarpa hörn och kanter måste
undvikas och varje del av emaljen måste noga undersökas.
Vidare måste man använda ett för emaljering avsett
specialstål.
Av resultat erhållna med emaljerat och varmförzinkat
stål i varmvattenberedare med gasuppvärmning vid
användning av magnesiumanoder som korrosionsskydd tycks
framgå att emaljering under dessa betingelser ger
fullständigt skydd mot alla typer av vatten, medan
varmförzink-ning icke skyddar mot vatten med mindre indunstningsrest
än 120 mg/1, dvs. mot mjukt vatten med låg
elledningsförmåga (Engineers’ Digest apr. 1952). SHl
Metallkeramiska material. Om man med metaller
menar material med god ledningsförmåga för värme och
elektricitet och sammanfattar alla andra material med hög
smältpunkt och liten seghet vid rumstemperatur under
beteckningen keramiska, kan man kalla en stor grupp
konstruktionsmaterial metallkeramiska. De är nämligen
kombinationer av metalliska och icke-metalliska ämnen.
Material av denna typ är kända sedan mycket lång tid
tillbaka, men kombinationsmöjligheterna är så många att
nyheter av betydelse alltjämt kommer. Hårdmetallerna
som utarbetades för ca 30 år sedan är sannolikt de
metallkeramiska material som spelar den viktigaste rollen i
modern teknik, men möjligheterna på detta område är troligen
ännu inte uttömda (Tekn. T. 1946 s. 279; 1951 s. 284; 1952
s. 103).
Man framställer kombinationer av metaller med
keramiska material för att utnyttja de båda ämnestypernas
egenskaper samtidigt; för att ersätta militärt viktiga eller
dyrbara material; för att dra nytta av speciell storlek,
form, orientering eller fördelning av korn av den ena
komponenten genom användning av den andra som bindemedel
eller grundmaterial; för att få material med egenskaper
som skiljer sig från komponenternas i art eller grad eller
för att ge konstruktionsdetaljer ett tilltalande yttre.
För realisering av sådana önskemål har man i princip
fem möjligheter, nämligen att anbringa den ena
komponenten som ytskikt på den andra (Tekn. T. 1947 s. 759,
1950 s. 21, 905), att framställa laminat, impregnationer
(Tekn. T. 1952 s. 104), material med fiberstruktur eller
bestående av korn av den ena komponenten bundna med
den andra.
Möjligheterna till variation av metallkeramiska materials
egenskaper är tydligen mycket stora, i synnerhet sedan
man på senare tid börjat använda karbider, borider,
nitrider m.m. utom de konventionella oxiderna och silikaten.
Som exempel på deras användning kan nämnas ett eldfast
material bestående av ett kiselkarbidskelett impregnerat
med elementärt kisel. Detta material säljs av en amerikansk
firma under namnet Durhy och uppges ha god resistens
mot oxidation och plötsliga temperaturändringar, tämligen
god hållfasthet och gott nötningsmotstånd.
Ett annat exempel är kärnor för induktionsspolar för
höga frekvenser. De görs av en till fint pulver mald
järn-nickel-molybdenlegering, vars korn överdras med ett ca
0,5 /t tjockt keramiskt skikt. Detta minskar
virvelströmsförlusterna och skyddar samtidigt legeringen mot oxidation
under den pressning och värmebehandling som är
nödvändig vid kärnornas framställning.
Metallkeramiska laminat har hittills ägnats relativt liten
uppmärksamhet. Släpborstar för elmaskiner kan
emellertid med fördel göras av laminat som har mindre resistivitet
1 strömriktningen än vinkelrätt mot den. Materialet fås
genom pressning vinkelrätt mot den avsedda strömriktningen
av flagor av koppar eller silver blandade med grafitpulver.
Man har försökt att vid användning av keramik till
gas-turbinskovlar öka dess hållfasthet genom armering med
metall. Denna måste ha en smältpunkt som är högre än
keramikens mjukningspunkt. I praktiken har betydande
svårigheter uppstått genom att syre tränger genom
keramiken och angriper metallen, genom reaktion mellan
metall och keramik samt genom metallens förångning, t.ex.
vid användning av molybden eller volfram.
Enligt en ny metod försöker man undanröja dessa
svårigheter genom att gjuta in metallen i ett fullständigt gastätt
hölje av keramik, som bränns eller sintras i vakuum eller
reducerande atmosfär. Det keramiska materialet kan vara
aluminiumoxid i form av pulver, utrört med vatten till en
massa som stryks på eller gjuts kring en molybdentråd.
Efter torkning vid rumstemperatur upphettas arbetsstycket
till 1 750—1 800°C i en ugn evakuerad till 0,005 torr.
Bland de fördelar som uppnås genom denna metod nämns
ökad resistens mot stora temperaturväxlingar och liten
distorsion av gjutna delar vid torkningen, varigenom större
precision uppnås. Samma metod kan användas vid
tillverkning av elektriska värmeelement för temperaturer på ca
2 000°C. Elementet upphettas med elström som leds genom
metalltråden tills det nått en temperatur vid vilken
keramiken blir elektriskt ledande.
Då två olika typer av material ingår i de metallkeramiska,
är adhesionen mellan de båda beståndsdelarna av stor
betydelse. Man känner inte med säkerhet bindningens
mekanism, men av de teorier som föreslagits är adhesion på
grund av ömsesidig löslighet den som oftast förefaller
sannolikast. Denna bindningstyp kan uppstå genom att den
ena komponenten är begränsat löslig i den andra (detta
anses vara fallet för hårdmetall av volframkarbid och
kobolt) eller genom att ett vid reaktion med ugnsatmosfären
bildat ytskikt på metallen är lösligt i det keramiska
materialet. I ett material av krom och aluminiumoxid antas t.ex.
bindningen uppstå mellan ett genom oxidation bildat
krom-oxidskikt och aluminiumoxiden, ty oxiderna är isomorfa
och därför lätt lösliga i varandra.
En viktig bindningstyp beror på kemisk reaktion mellan
metallen och det keramiska materialet eller mellan detta
och ett ytskikt på metallen. En sådan reaktion tros ske vid
kombination av järn med aluminiumoxid, varvid
reaktionsprodukten är spinellen FeO • A1203 (jfr Tekn. T. 1951 s. 26).
Denna kombination är det första metallkeramiska material
som föreslagits för användning vid hög temperatur (Tekn.
T. 1949 s. 47; 1952 s. 104). I andra fall sker ingen eller
obetydlig lösning ehuru den ena fasens väfning med den andra
kan vara mycket god. Bindningen är då huvudsakligen
mekanisk. En kombination av denna typ är silver-grafit.
Man kan också införa en tredje komponent i liten mängd
som bindemedel för två huvudkomponenter, varvid den
förra ger lösning eller reagerar med de senare. Denna
bindningstyp, vars mekanism i de flesta fall är okänd,
används i stor utsträckning vid hopfogning av metall och
keramiska material vid tillverkning av elektronrör. Metall
binds t.ex. vid steatit eller glas med titanhydrid (Tekn. T.
1952 s. 18). Molybdenpulver ensamt eller blandat med
mangan används på liknande sätt.
Vid framställning av metallkeramiska material måste man
också beakta att komponenternas
värmeutvidgningskoeffi-cienter skall stå i en relation till varandra, som är lämplig
för den struktur materialet ges. I annat fall brister detta
eller får åtminstone stora inre spänningar.
Värmeutvidgningen är av särskilt stor betydelse för metallkeramiska
material därför att dessa i regel används inom stora
temperaturintervall. Ibland kan man med flit kombinera
mat-rial med olika värmeutvidgningskoefficienter för att
åstadkomma inre spänningar. Detta har t.ex. gjorts för att ge
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
