CS273846B1 - Ceramic corundum material and method of its production - Google Patents
Ceramic corundum material and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- CS273846B1 CS273846B1 CS194989A CS194989A CS273846B1 CS 273846 B1 CS273846 B1 CS 273846B1 CS 194989 A CS194989 A CS 194989A CS 194989 A CS194989 A CS 194989A CS 273846 B1 CS273846 B1 CS 273846B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- oxides
- compounds
- calcium
- titanium dioxide
- ceramic
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 13
- 239000010431 corundum Substances 0.000 title claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 11
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 235000019402 calcium peroxide Nutrition 0.000 claims 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 1
- 229940087373 calcium oxide Drugs 0.000 claims 1
- 229960005196 titanium dioxide Drugs 0.000 claims 1
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 9
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- RREGISFBPQOLTM-UHFFFAOYSA-N alumane;trihydrate Chemical compound O.O.O.[AlH3] RREGISFBPQOLTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 108700041286 delta Proteins 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
Vynález se týká keramického korundového materiálu a způsobu jeho výroby, který je určen pro různá technická použití, zejména jako součásti pro elektroniku, jako jsou podložky pro vrstvové odpory, potenciometry a další.
Slinuté keramické součásti z alfa-oxidu hlinitého, korundu, se v technice používají již nejméně 20 let, a to v oborech strojírenských, elektrotechnických, v elektronice a jinde. Všeobecně je známo, žs nejlepší vlastnosti dosahují materiály obsahující 94 % hmot. a více oxidu hlinitého. Současně však s obsahem oxidu hlinitého vzrůstají obtíže při výpalu takového materiálu, při kterém má být docíleno slinutí, tj. alespoň vymizení otevřené, s povrchem komunikující porozity. Proto je snížení teplot nutných k výpalu takových materiálů již po dlouhou dobu předmětem soustředěného úsilí, jež se ubíralo především dvěma směry, jatlním směrem je použití zvláště čistých a zvláště jemnozrnných oxidů hlinitých a dokonalá příprava těchto materiálů před slinováním, čímž se dosahuje snížení teplot výpalu z dřívějších asi 1 700 °C na asi 1 400 °C (např. čs. autorské osvědčení č. 193 669). Nevýhodou takového postupu jc především cena a obtížná dostupnost potřebného zvláště čistého a jemnozrnného oxidu hlinitého. Druhým směrem je využití účinku přísad, usnadňujících slinování, jako je například směs oxidu manganatého a oxidu titaničitého (např. autorské osvědčení č. 139 673). Nevýhodou tohoto řešení jsou např. výrazně horší dielektrická vlastnosti materiálů s účinnými přísadami. Dobrých dielektrických vlastností a současně nízkých teplot.výpalu so dociluje eutektickými přísadami ze soustavy oxid žíravé zeminy-oxid titaničitý, např. podle patentu DD č. 242 221. K reálnému docílení teploty kolem 1 400 °C je však současné nutno použít zvláště jeranozrnný oxid hlinitý (měrný povrch cca 3 m /g), přičemž materiál je zvláště citlivý na dodržení přesné teploty výpalu. Při překročení teploty se rychle zvětšuje velikost krystalů korundu ve slinutém materiálu a povrch takového materiálu je hrubý a velmi obtížně se upravuje leštěním do stavu, jaký vyžadují některé výrobky pro elektroniku, např. nosná tělíska (podložky) pro tenkovrstvé odpory.
Uvedené nevýhody odstraňuje keramický korundový materiál obsahující 92 až 99 % hmot. oxidu hlinitého, vyznačený tím, že dálo obsahuje 0,2 až 2,5 % hmot. oxidu vápenatého, 0,5 až 7,5 k hmot. oxidu titaničitého, 0,1 až 2,5 % hmot. oxidu křemičitého, přičemž hmotnostní poměr oxidu vápenatého ku oxidu titaničitému je 1 : 3 až i : 6 a obsah oxidu křemičitého není vyšší než souhrnný obsah oxidu vápenatého a oxidu titaničitého, a nejvýše 0,3 % hmot. dalších přísad a příměsí, jako jsou oxidy alkalických kovů, alkalických zemin a oxid železí tý.
Způsob výroby keramického korundového materiálu spoečívá v tom, že oxid hlinitý a alespoň polovina uvedených přísadových oxidů nebo jejich sloučenin a nebo látek, z nichž tyto oxidy nebo sloučeniny vznikají, se semele společně za sucha do docílení objemové hmotnosti kontrolního výlisku, lisovaného tlakem 100 MPa, nejméně 2,50 g/cm3, a po doplnění případného zbývajícího podílu přísadových látek se z umleté směsi tvarují keramické předměty, které se vypalují při teplotách 1 300 až 1 400 °C. Způsob výroby keramického korundového materiálu a předmětů z tohoto mmateriálu jo prováděn také tak, že alespoň část přísadových oxidů a nebo látek, z nichž tyto oxidy a nebo jejich sloučeniny vznikají tepelnými procesy, se smísí před sestavením vlastního materiálu, žíháním při teplotách 000 až 1 500 °C se převedou na Icalcinát nebo taveninu, po ochlazení se předemelou a použijí sc namísto samých přísadových oxidů nebo sloučenin.
Výhodou způsobu podle vynálezu je skutečnost, že umožňuje používat jako základní suro2 vinu technický oxid hlinitý obvyklé disperzity, s měrným povrchem kolem 0,5 m /g. Dále umožňuje docílit výtečné dielektrická parametry, umožňuje výpal při příznivých teplotách, typicky kolem 1 3S0 °C i níže, a konečně umožňuje docílit hladké funkční povrchy dodatečným mechanickým leštěním.
Vynález bude blíže vysvětlen a popsán na příkladu možného provedení.
CS 273 846 Bl
Příklad
K přípravě keramické korundové hmoty bylo použito technického alfa-oxidu hlinitého připraveného z bayerovského trihydrátu hlinitého. Oxid hlinitý měl měrný povrch 0,5 m /g a střední velikost krystalů přibližně 4 mikrometry, obsah oxidu sodného přibližně 0,07 % hmot. Dále byl předem připraven kalclnát vyžíháním směsi oxidu titaničitého a uhličitanu vápenatého v poměrech odpovídajících konečnému složení hmoty, které je dále uvedeno; byl vyžíhán při teplotě 1 100 °C a po kalcinací byl předemlet v kulovém mlýně na prášek o velikosti částic nejvýše 40 um. Dále bylo k přípravě keramického korundového materiálu použito ještě kaolinu. Všechny tři suroviny byly smíseny v poměrech, které po konečném výpalu poskytly složení: oxid hlinitý 97,7 % hmot., oxid titaničitý 1,4 % hmot., oxid vápenatý 0,4 % hmot., oxid křemičitý 0,4 % hmot. a ostatní 0,1 % hmot.
Uvedená směs surovin byla semílána za sucha s přísadou 0,5 % hmot. kyseliny stearové v kulovém mlecím bubnu po dobu 28 hodin, až bylo docíleno objemové hmotnosti kontrolního standardního výlisku, lisovaného tlakem 100 MPa 2,69 g/cm5. Potom byla umletá prášková směs hnětením s dvacetiprocentním gelem metylcelulozy a s dalším pomocným plastifikátorem převedena do stavu plastického těsta a po odvzdušnění pomocí vakua byly tažením připraveny výtažky ve tvaru tyček. Tyčky byly vypalovány při teplotě 1 370 °C v oxidační atmosféře, po dobu 2 hodin. Byl získán slinutý keramický materiál o vlastnostech, které jsou popsány níže.. Déle byl povrch vypálených tyček podroben mechanickému leštění ve vibračním zařízení. Leštěné tyčky byly použity jako podklad (substrát) ke zhotovení vrstvových odporů. Souběžně byly zkoušeny jiné způsoby zhotovení podobných tělisek a jiná složení, o kterých je zmínka v úvodní stati. Žádným ztakovým způsobů nebylo docíleno srovnatelně nízké teploty výpalu ani porovnatelných elektrických vlastností ani porovnatelné kvality povrchu, který má v uvedené aplikaci zásadní význam.
Materiál a výrobky zhotovené podle příkladu 1 vykazovaly následující vlastnosti:
| objemová hmotnost | 3,88 | g/cm3 |
| nasákavost | 0 | oz /0 |
| pevnost v ohybu | 280 | MPA |
| tepelná vodivost | 26 | W/m K |
| permitivita 1 MHz | 8,7 | |
| 10 GHz | 10,2 | |
| ztrátový činitel | ||
| tg delta 1 MHz | 2,5 | . 10‘4 |
| 10 GHz | 1,2 | . IO-4 |
| měrný vnitřní odpor | 1013 | Ohm.m |
| drsnost povrchu: | ||
| po výpalu | 0,5 | yum (Ra) |
| po leštění | 0,25 | yum (Ra) |
Claims (3)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZU1. Keramický korundový materiál obsahující 92 až 99 % hmot. oxidu hlinitého, vyznačený tím, že dále obsahuje 0,2 až 2,5 % hmot. oxidu vápenatého, 0,5 až 7,5 % oxidu titaničitého, 0,1 až 2,5 % hmot. oxidu křemičitého, přičemž hmot. poměr oxidu vápenatého ku oxidu titaničitému je 1 : 3 až 1 : 6 a obsah oxidu křemičitého není vyšší než souhrnný obsah oxidu, vápenatého a oxidu titaničitého, a nejvýše 0,3 % hmot. dalších přísad a příměsí, jako jsou oxidy alkalických kovů, alkalických zemin a oxid železitý.
- 2. Způsob výroby keramického korundového materiálu podle bodu 1, vyznačený tím, že oxid hlinitý a alespoň polovina uvedených přísadových oxidů nebo jejich sloučenin a nebo látek, z nichž tyto oxidy nebo sloučeniny vznikají, se semele společně za sucha do docíle3r
- 3 CS 273 B46 Sl ní objemová hmotnosti kontrolního výlisku, lisovaného tlakem 100 MPa nejméně 2,50 g/cm5, a po doplnění případného zbývajícího podílu přísadových látek se z umleté směsi tvarují keramické předměty, litero sc vypalují při teplotách 1 300 až 1 400 °C.3. Způsob výroby keramického korundového materiálu podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že alespoň část přísadových oxidů a nebo látek, z nichž tyto oxidy a nebo jejich sloučeniny vznikají tepelnými procesy, se smísí před sestavením vlastního materiálu, žíháním při teplotách 000 až 1 500 °C se převedou na kalcinát nebo taveninu, po ochlazení se předemelou a použijí se namísto samých přísadových oxidů nebo sloučenin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS194989A CS273846B1 (en) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | Ceramic corundum material and method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS194989A CS273846B1 (en) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | Ceramic corundum material and method of its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS194989A1 CS194989A1 (en) | 1990-08-14 |
| CS273846B1 true CS273846B1 (en) | 1991-04-11 |
Family
ID=5355160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS194989A CS273846B1 (en) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | Ceramic corundum material and method of its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS273846B1 (cs) |
-
1989
- 1989-03-30 CS CS194989A patent/CS273846B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS194989A1 (en) | 1990-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0785175B1 (en) | Synthetic clay for ceramics and process for preparing the same | |
| US4595665A (en) | High alumina sintered body | |
| US5461015A (en) | High strength porcelain and method therefor | |
| JPS5964567A (ja) | セラミツク成形体、その製造法及び該成形体からなる構造部材 | |
| EP0784036A1 (en) | Process for producing body of whiteware with high strength and excellent thermal impact resistance | |
| US5045514A (en) | Sol-gel method for making composite mullite/cordierite ceramics | |
| JPH0413313B2 (cs) | ||
| CS273846B1 (en) | Ceramic corundum material and method of its production | |
| JPH07237958A (ja) | 高強度陶磁器及びその製造方法 | |
| AU594086B2 (en) | Method for the manufacture of formed parts from Al2O3 and ZrO2 and formed parts manufactured by this method | |
| JPS647030B2 (cs) | ||
| JP2959402B2 (ja) | 高強度陶磁器 | |
| EP3967671B1 (en) | Calcium aluminate cement (cac), its use and preparation | |
| JP2541726B2 (ja) | セラミック複合導電性耐熱材料組成物 | |
| KR100328917B1 (ko) | 습식 정수압성형법을 이용한 실리카 레이돔의 제조방법 | |
| Mukhopadhyay et al. | Effect of synthetic mullite aggregate on clay-based sol-bonded castable | |
| Pahari et al. | Effect on the Microstructural and Thermomechanical Properties of a Porcelain Insulator after Substitution of Quartz by Technical Alumina | |
| JPH0577624B2 (cs) | ||
| JPH0226863A (ja) | コージライト質セラミックスとその製造方法 | |
| JP3719762B2 (ja) | フェライト焼成用耐火物 | |
| JPH0627027B2 (ja) | 高強度陶磁器質材の製造法 | |
| JP3389298B2 (ja) | 着色ムライト焼結体の製造方法 | |
| JPH0577625B2 (cs) | ||
| SU256003A1 (ru) | Электрокерамический материал | |
| JPH0339985B2 (cs) |