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Mischer/Mischtechnik So entscheidet die Mischtechnik über die Produkteigenschaften

| Autor/ Redakteur: Stefan Vucic / Sabine Mühlenkamp

Kohlenstoffwerkstoffe finden Anwendung in vielen Bereichen der modernen Industrie. Neben der Auswahl der Rohstoffe ist die Herstellungstechnologie ausschlaggebend für die Eigenschaften der Werkstoffe, die über eine Pech- oder Kunstharzbindung hergestellt werden. Das Untermischen der hochviskosen Bindemittel ist äußerst anspruchsvoll. Deshalb ist dafür weltweit die Mischtechnik von Eirich im Einsatz.

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(Bild: © Fotoatelier Bernhard e.K.)

Das Eigenschaftsprofil der Kohlenstoffwerkstoffe, die der keramischen Industrie zugeordnet werden, wird wesentlich bestimmt durch die Gefügestruktur und die Eigenschaften der einzelnen Gefügebestandteile. Im Unterschied zu anderen keramischen Stoffen ist Kohlenstoff jedoch nicht schmelz- oder sinterbar; der Zusammenhalt des Werkstoffgefüges lässt sich nur durch eine zusätzliche Bindemittelmatrix erreichen. Dafür werden Peche oder Kunstharze mit hohem Kohlenstoffgehalt eingesetzt. Typische Bindemittel sind Steinkohlenteerpeche, in kleinerem Umfang auch Petrolpeche und Polymere, z.B. Phenolharze. Die festen Rohstoffe sind Graphite, Kokse und Ruße; alle diese Rohstoffe weisen eine graphitische Kristallstruktur auf, die sich jedoch in der Ausbildung und Größe der einzelnen Kristallite unterscheidet.

Die Ansprüche an die Aufbereitung der Werkstoffe sind groß, gefordert werden eine hohe Gleichmäßigkeit und möglichst hohe Dichten. Dazu braucht es eine intensive und homogene Vermischung der Bindemittel mit den festen Rohstoffen. Das Mischen erfolgt bei Temperaturen bis 300 °C. Für große Bauteile wird die noch heiße Mischung durch Extrusion oder Vibrationsverdichtung in Form gebracht. Für kleinere Bauteile wird die Mischung nochmals aufgemahlen und auf hydraulischen oder isostatischen Pressen zu Grünkörpern geformt. Durch Glühen unter Sauerstoffabschluss bei 600 bis 1200 °C wandelt sich das Bindemittel in Kohlenstoff um; flüchtige Bestandteile entweichen, es entsteht eine Koksmatrix. Daran schließt sich der Graphitierungsprozess an, eine Hochtemperaturbehandlung im Bereich von 1800 bis 3000 °C.