DD295618B5 - Verfahren zur Herstellung dichter quarzkeramischer Formkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren fur dichte keramische Formkörper, das von einem keramischen Schlicker und einer daraus zu erhaltenen keramischen Masse ausgeht sowie deren Formgebung und reaktive Sinterung umfaßt Erfindungsbetreff ist weiterhin eine dichte Keramik aus Quarz und Glas hoher Festigkeit, die in ihren Eigenschaften den Anforderungen an Werkstoffe des Typs KER 220 nach ICE-Norm 672-3 genügt.

Keramische Schlicker und daraus hergestellte keramische Massen zur Fertigung von Werkstoffen gemäß KER 220 auf der Basis von naturlichen Magnesiumsilicaten (Speckstein, Talk), Ton und Feldspat bzw Banumcarbonat sind bekannt/1/ Durch einen Brennprozeß bei Temperaturen oberhalb 1 600 K ist aus diesen Massen ein Scherben erhaltlich, der aus Proto- und/oder Klinoenstatit als kristalliner Gefugephase und weniger als 25 % Glasphase besteht Verschiedene Zusätze zum Grundversatz oder der Austausch von Massekomponenten beeinflussen zwar das Gefuge und die Eigenschaften des Werkstoffs, fuhren aber zu keiner grundlegenden Senkung der Brenntemperatur

In den DD-PS 120 008, DD-PS 116 815 und DD-PS 119 200 werden dichte Werkstoffe auf der Basis von Erdalkalialumoborosilicatglas und den kristallinen Phasen Korund bzw Zirkon beschrieben, die die fur den Werkstofftyp KER 220 geforderten Eigenschaften erfüllen Zu ihrer Herstellung sind allerdings vergleichsweise teure kristalline Komponenten und hochschmelzende Glaser erforderlich

In der DE-OS 2 706 659 werden glasierbare dichte Sinterkörper mit steatitanalogen mechanischen und elektrischen Eigenschaften vorgeschlagen, die durch einen im wesentlichen chemisch nicht reaktiven Brennprozeß aus einem Material gefertigt werden, deren Gesamtkomposition aus

Literatur

Hecht, A -Elektrokeramik 2 Auflage, Springer Verlag, Berlin 1976 S 334

39 bis 64 Gew -% eines quarzreichen Rohstoffes mit definierter chemischer und mineralogischer Zusammensetzung, 35 bis 60 Gew -% eines zerkleinerten Glases definierter chemischer Zusammensetzung und definierter physikalischer Eigenschaften und

0,5 bis 4 Gew % Aluminiumfluorid oder einer Verbindung, aus der sich selbige bilden kann, besteht und folgende Korngrößenverteilung aufweist· Kornanteil < 1 5 pm > 60 Gew -% Kornanteil < 2 μπη > 1 5 Gew -%

Die DE-OS 2 706 659 lehrt ausdrücklich, daß der Sinterprozeß und die physikalischen Eigenschaften der einzusetzenden Glaser ausschließlich im engen Zusammenhang mit der Gesamtkomposition aus Quarz, Glas und Fluorid stehen Weiterhin lehrt die DE-OS 2 706 659, daß der Sinterprozeß zum dichten Formkörper des aus der entsprechenden keramischen Masse geformten Grünlings im wesentlichen chemisch nicht reaktiv erfolgt

Anders dargestellt, lehrt die Erfindung der DE-OS 2 706 659 dem Keramikfachmann, daß ein kausaler Zusammenhang zwischen der Gesamtkomposition (Quarz/Glas/Fluond) und dem im wesentlichen chemisch nicht reaktiven Sinterprozeß besteht Insbesondere wird dem Sachkundigen gelehrt, daß dabei Mengenanteil und Korngroße des Quarzes sowohl in der keramischen Masse als auch im gebrannten Scherben vollständig erhalten bleiben Weder aus der Bedeutung der Gesamtkomposition noch aus der Lehre des chemisch nicht reaktiven Herstellungsprozesses kann der Fachmann etwas fur die Erfindung der DD-PS 295 618 ableiten

In der DD-PS 241 895 bzw DD-PS 241 896 wird eine keramische Masse auf der Basis von Glas und Quarz sowie ein aus dieser hergestellter elektrokeramischer Werkstoff des Typs KER 220 vorgeschlagen Die Masse besteht aus 40 bis 60 Ma -% eines windgesichteten Quarzpulvers mit definierter Korngroßenfraktion und 60 bis 40 Ma -% eines Silicatglaspulvers mit definierter chemischer und granulometrischer Zusammensetzung und definierten physikalischen Eigenschaften Aus dieser keramischen Masse wird durch eine chemisch nicht reaktive Sinterung der dichte Keramikwerkstoff erzeugt Die DD-PS 241 895 bzw DD-PS 241 896 lehrt, daß der elektrokeramische Werkstoff nur hergestellt werden kann, wenn folgende Bedingungen in bezug auf die Korngrößenverteilung der Versatz- bzw Massebestandteile erfüllt sind Einerseits muß das Quarzpulver eine durch Windsichtung erreichbare sehr enge Korngrößenverteilung mit den Durchgangswerten d₁₆ =1,6 μΓΠ, d₅o = 2,7 μΐη und dg₄ = 3,9 μΐη aufweisen, und andererseits muß das Verhältnis aus mittlerer Quarz- und Glaskorngroße einen Wert von s 1 besitzen Weiterhin lehrt die DD-PS 241 896, daß die Einbindung des Quarzes ausschließlich durch Benetzung und viskoses Fließen erfolgt Das Gegenbeispiel der DD-PS 241 896 zeigt, daß bei Nichteinhaltung dieser Bedingungen die zielgemaßen Werkstoffeigenschaften nicht erreicht werden Aus der DD-PS 241 895 bzw DD-PS 241 896 sind keine Aspekte herzuleiten, die fur die Erfindung der DD-PS 295 618 bedeutsam sein konnten Dies gilt auch fur die erfindungsgemaße Korngrößenverteilung der keramischen Masse, die nicht nach den enthaltenen Spezies differenziert werden kann

Weiterhin ist in der DD-PS 132 262 eine keramische Masse auf der Basis von Quarz und Glas angegeben, aus der ein Werkstoff gemäß KER 220 erhalten wird, wenn die Glasphase nach der Verdichtung in merklichem Umfang rekristallisiert Der Nachteil der vorgenannten Vorschlage besteht darin, daß das Erreichen der erforderlichen Biegefestigkeit von mindestens 120 MPa den Zusatz bestimmter Fluoride und/oder die Rekristallisation der Glasphase sowie eine bestimmte Quarzkornfraktion erfordert Das ist mit einem zusätzlichen technologischen Aufwand verbunden, ζ B Maßnahmen zur Vermeidung einer Fluor-Emmission, erhöhte Anforderungen an die Fuhrung des Brennprozesses sowie erhöhte Aufwendungen zur Herstellung bestimmter enger Quarzkornfraktionen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch vereinfachende Verfahrensbedingungen einen dichten keramischen Werkstoff bereitzustellen, der aufgrund seiner substantiellen Zusammensetzung und spezifischen Gefugeausbildung den wesentlichen Eigenschaftsanforderungen an elektrokeramische Werkstoffe des Typs KER 220 entspricht Erfmdungsgemaß bereitet man durch eine gemeinsame Naßmahlung einen keramischen Schlicker Der Feststoffgehalt besteht aus 30 bis 80 Masseanteile in % eines Quarzrohstoffs und aus 70 bis 20 Masseanteile in % eines vorzugsweise kristallisationsstabilen Silicatglases

Die Versatzkomponenten Quarzsand und Glas werden gemeinsam mit Wasser in einem Feststoff-Flussigkeits-Verhaltnis von 60 bis 70 zu 40 bis 30 gemahlen und nach Abschluß der Mahlung oder kurz zuvor temporare Formgebungshilfsstoffe hinzugesetzt Die gemeinsame Naßmahlung der Versatzkomponenten erfolgt bis zu einer Teilchengroße von mehr als 95 % der Teilchen unter 0,008 mm und einem d₈₄-Wert der Teilchengroßenverteilung unter 0,005 mm Erfmdungsgemaß kommt es durch den Aufbereitungsprozeß der Versatzkomponenten im wäßrigen Medium zu lonenaustauschreaktionen an der Oberflache der Silicatglaspartikeln, in deren Folge ein stark alkalischer Schlicker mit einem pH-Wert gleich oder großer 10 erhalten wird Bedingt durch lonenaustauschreaktionen, alkalische Hydrolyse der Versatzkomponenten und tribochemischen Reaktionen wahrend des Zerklemerungsprozesses wird ein verstärkter Abbau des Glasnetzwerkes und eine Abnahme des kristallinen Quarzanteils bewirkt In der Schlickerlosung resultieren daraus hohe Alkali- und Erdalkali-Ionenkonzentrationen sowie eine erhöhte Konzentration an Si-O-Baugruppen Bei der sich anschließenden keramtechnologischen Verarbeitung des keramischen Schlickers zu einer entsprechenden keramischen Masse, vorzugsweise durch Zerstäubungstrocknung, werden die gelosten Reaktionsprodukte auf den Partikeln der Quarz- und Glaskomponente homogen abgeschieden

Erfmdungsgemaß erhalt man durch die Formgebung der keramischen Masse und durch den reaktiven Sinterprozeß bei Temperaturen zwischen 1 000 und 1 500 K einen dichten keramischen Werkstoff Der im Verfahren eingesetzte Quarz besteht aus einem quarzreichen Rohstoff mit mindestens 97 Ma -% Quarz, vorzugsweise aus einem Glassand, einem Quarzsand, einem Ruckstand der Gesteinsaufbereitung, beispielsweise der Kaolinaufbereitung oder einem Gemisch der genannten Komponenten

Fur die zielgemaßen Werkstoffe werden vorzugsweise Quarzanteile von 62 bis 80 Masseanteile in % eingesetzt, insbesondere 66 bis 80%

Das eingangs genannte Verhältnis Feststoff zu Flüssigkeit liegt bei der Mahlung vorzugsweise im Bereich von 63 bis 68 zu 37 bis 32 Das erfmdungsgemaß eingesetzte Glas ist ein Alkali-Erdalkali Alumoborosilicatglas und weist folgende Eigenschaften auf

Tg < 840 К

«300 700К 2: 8 ΙΟ«* Κ¹

Т_х100 > 550К

tan δ < 35 ТО⁴ (bei 1 Mhz)

Die elektrischen Eigenschaften des Glases müssen gewährleisten, daß der erfindungsgemaße Werkstoff den entsprechenden Forderungen an Werkstoffe des Typs KER 220 genügt Em dafür geeigneter Glaszusammensetzungsbereich ist (in Mol-%)

SiO₂ 65 bis 77 Erdalkalimetalloxide 3 bis 14, davon vorzugsweise 1 bis 5 BaO

AI₂O₃ 2 bis 6 Alkalimetalloxide 10 bis 16

B₂O₃ 0,1 bis 12 PbO 0,1 bis 2

Der Einsatz von temporaren Hilfsstoffen, vorzugsweise Plastifikatoren, die durch Ausbrennen bei Temperaturen unter 830 K entfernt werden können, ist vorgesehen Vorzugsvarianten der Formgebung sind das isostatische Pressen mit ggf anschließender Weißbearbeitung, das Trockenpressen und das Heißspritzen Die Formlinge werden in an sich bekannten Aggregaten, vorzugsweise im Schnellbrandofen bei Temperaturen zwischen 1 und 1 500 K dicht gebrannt Dies kann sowohl in einem Einkanalelektrodurchschubofen mit einer Ofendurchlaufzeit von 2V2 Stunden als auch in einem Labormuffelofen mit einer Brenndauer von 15 Minuten bei der entsprechenden Maximaltemperatur erfolgen

Erfindungsgemaß bereitgestellt wird weiterhin ein dichter keramischer Formkörper aus Quarz und Glas, der einen Quarzanteil von 25 bis 64 Masseanteile in %, eine Biegefestigkeit von 140 bis 180 MPa sowie eine Porosität von maximal 5 VoI -% aufweist und dessen thermomechanische und elektrische Eigenschaften im wesentlichen denen der Elektrokeramik des Typs KER 220 gemäß ICE-Norm 672-3 entsprechen

Der erfindungsgemaße Formkörper weist ein Glas-Quarz-Pore-Gefuge auf, dessen Gefuge infolge des reaktiven Sinterprozesses einen vergleichsweise zur keramischen Masse geringeren Quarzanteil enthalt, bedingt durch An- und Auflosung der sehr feinen Quarzpartikeln in der Glasschmelzphase bzw in der hoch Alkali- und Erdalkalimetalloxid enthaltenen Korngrenzschmelzphase Die Quarzpartikeln sind dadurch praktisch vollständig von der Glasphase benetzt und eingeschlossen Die Poren sind homogen verteilt und gerundet Der Scherben weist die wesentlichen fur die Elektrokeramik des Typs KER 220 geforderten mechanischen und elektrischen Eigenschaften auf Im Ergebnis einer Untersuchung zum Einfluß des Zerkleinerungsprozesses der Versatzkomponenten auf die Werkstoffeigenschaften wurde ein unerwartet hoher Festigkeitsanstieg beobachtet, wenn die gemeinsame Naßmahlung der Versatzkomponenten im stark alkalischen Medium mit einem pH-Wert gleich oder großer 10 durchgeführt wird, die Korngroße aller Partikeln in der keramischen Masse und damit auch der Quarzpartikeln im Werkstoff zu 95 % kleiner 0,008 mm ist, und die Durchgangskorngroße ds₄ der Korngrößenverteilung einen Wert von 0,005 mm unterschreitet und somit jenen Bereich verlaßt, der in der DD-PS 197 245 beansprucht wird bzw als Vorzugsbereich gekennzeichnet ist Dieser Festigkeitsanstieg geht deutlich über das Maß hinaus, das fur ein in der DD-PS 241 896 angegebenes Glas-Quarz-Sintermaterial mit vergleichbarer Korngrößenverteilung der Quarzpartikeln gefunden wurde Überraschend ist auch, daß die unerwartet hohe Biegebruchfestigkeit des Glas-Quarz-Sinterwerkstoffs nahezu den Festigkeitswerten entspricht, die an einkristallinem Quarz bestimmt werden Fur den unerwarteten Effekt der Festigkeitssteigerung ist die Verbesserung des Einbindungsgrades der Quarzpartikeln in das Matrixmaterial verantwortlich, die infolge des reaktiven Aufbereitungsprozesses durch die Erhöhung der Alkali- und Erdalkalimetalloxidkonzentration in der Korngrenzschicht der Partikeln und durch den damit im Zusammenhang stehenden reaktiven Sinterprozeß an den Quarzkorngrenzflachen bedingt wird Erst mit der erfindungsgemaßen gemeinsamen Naßmahlung der Versatzkomponenten im stark alkalischen Medium wird die im allgemeinen bei den durch Trockenmahlung der Versatzkomponenten, Schlickerbereitung und Zerstäubungstrocknung hergestellten keramischen Massen zu beobachtende ungenügende und von Versatzaufbau und Sintertemperatur abhangige Quarzeinbindung überwunden, so daß auch keramische Massen mit Quarzanteilen großer gleich 70 Ma -% zu dichten Werkstoffen gebrannt werden können Dabei wird gleichzeitig eine deutliche Festigkeitssteigerung erzielt Die Verbesserung der Quarzeinbindung ist darüber hinaus mit einem deutlich meßbaren Anstieg der Gefugespannungen an den Quarzpartikeln verbunden Das Werkstoffgefuge mit guter Quarzeinbindung ist durch eine geringe Porenzahl und -große gekennzeichnet Die Anzahl der Rißbildungskeime und die Rißbildungsneigung ist somit bedeutend geringer als bei dem fluoridfreien Glas-Quarz-Sintermaterial des Standes der Technik Als glasiges Ausgangsmatenal fur die erfindungsgemaße Masse können alle an sich kristallisationsstabilen Silicatglaser mit einem mittleren linearen Ausdehnungskoeffizienten von mindestens 8 χ 10 ⁶K ¹ und einer Transformationstemperatur unterhalb der Hoch Tief-Quarzumwandlung dienen Ein fur den erfindungsgemaßen Formkörper bevorzugter Quarzanteil liegt zwischen 40 und 55 Masseanteile in % Die Porosität betragt vorzugsweise 1 bis 5 VoI -% Der Formkörper enthalt infolge Mahlkugelabriebs einen Anteil von etwa 4 bis 10 Masseanteile in % an Korund Die Oberflache ist im allgemeinen matt bzw mattglanzend

-5- 295 Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend durch Ausfuhrungsbeispiele naher erläutert werden

Beispiele 1 bis 6

30 bis 80 Masseanteile in % Quarzsand Weferlingen Sorte B werden mit 70 bis 20 Masseanteile in % vorzerkleinertem Silicatglas der chemischen Zusammensetzung in Masseanteile in %

SiO2	62	CaO	4,2
AI2O3	6,5	BaO	9,0
B2O3	2,8	Na2O	3,0
Fe2O3	0,1	K2O	11,6

sowie mit den nachfolgenden physikalischen Eigenschaften

«300 700 к 9^|elch8<9 XiO-⁶K-¹ Tg gleich 819 K Dichte gleich 2,6 g/cm³

in einer 40-l-Trommelmuhle mit Sinterkorundkugeln als Mahlkörper und einem Mahlkörper Mahlmedium Mahlgut-Verhältnis von 5 0,5 1 20 bis 80 Stunden vorzugsweise 48 bzw 65 Stunden naßgemahlen Die wäßrige Suspension hat einen pH-Wert von 10 bzw 11, ihr Feststoffanteil weist Korngroßendurchgangswerte auf, die kleiner sind als

d₉₅ = 0,0075 mm

d₈₄ = 0,0049 mm

d₅₀ = 0,0024 mm

d₁₆ = 0,0007 mm

und die spezifische Oberflache der keramischen Masse ist großer gleich 6,5 m²/g Durch Zugabe einer wäßrigen Hilfsstofflosung, bestehend aus 0,5 bis 1 Masseanteile in % eines Polyvinylalkohol und 0,5 bis 2 Masseanteile in % eines speziellen Polyethylenglykols, wird die Suspension durch kurzzeitige intensive Homogenisierung in der Trommelmühle zu einem stehfahigen Schlicker weiterverarbeitet

Der Tabelle 1 sind fur die Beispiele 1 bis 6 die Bedingungen des reaktiven Aufbereitungsprozesses der Versatzkomponenten und die Pulvercharakteristika des Feststoffanteils zu entnehmen Das aus dem keramischen Schlicker hergestellte Granulat wurde uniaxial mit einem Druck von 20 bis 100 MPa trocken zu Formkorpern verpreßt Daran schloß sich der Sinterprozeß sowohl in einem Einkanalelektrodendurchschubofen bei Brenntemperaturen von 1 000 bis 1 280 K, Brennzeiten von 10 Minuten bei Maximaltemperatur sowie einer Ofendurchlaufzeit von 2¹/₂ Stunden als auch im Labormuffelofen bei einer Brenntemperatur von 1 000 bis 1 450 K mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 2 K/min und einer Haltezeit von 15 Minuten bei Maximaltemperatur an Die dicht gebrannten Formkörper zeigen im Ergebnis des reaktiven Aufbereitungs- und Sinterprozesses mit einem Phasenbestand von vorzugsweise 25 bis 55 Masseanteile in % Quarzanteil, 4 bis 8,5 Masseanteile in % Korund und dem Rest Glas das offenbarte Gefuge Die geschlossene Porosität ist gering und erreicht Werte von 1 bis 5 Volumenanteile in % Die charakteristischen Eigenschaften fur eine dichte Quarzkeramik, die die Eigenschaftsanforderungen fur die Elektrokeramik des Typs KER 220 erfüllt, sind anhand der Beispiele 1 bis 6 in der Tabelle 2 zusammengestellt

Tabelle 1

Bedingungen der gemeinsamen Naßmahlung der Versatzkomponenten und Pulvercharakteristika der keramischen Massen

	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Trommelmühle	KER7100 25-30 mm	Beispiel 5	Beispiel 6
Quarz (Ma -%)	30	40	50	60	40-l-Hartporzel langefaß		70	80
Glas (Ma -%)	70	60	50	40	Sinterkorund		30	20
Feststoff-
Flussigkeits-
verhaltnis	65 35	65 35	65 35	65 35		68 h	65 35	65 35
Mahlaggregat			5 0,5 1	11
Mahlgefaß			48 h
Mahlkörper			11
Mahlkörper
Mahlmedium
Mahlgut-
Verhaltnis
Mahldauer	49 h	48 h	65 h	66 h
pH-Wert	11	11	11	10-11
Durchgangs
werte (um)

Tabelle 1 (Fortsetzung)

	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6
d95	6,8	7,5	7,4	7,0	5,8	6,0
d84	4,2	4,6	4,7	3,9	2,8	3,6
d50	1,8	1,8	1,8	1,5	1,5	1,4
die	0,6	0,6	0,6	0,4	0,4	0,4
Spez Oberfl	6,5	6,7	6,9	7,4	8,8	10,0
(m2/g)
Dichte (g/cm3)	2,69	2,69	2,71	2,70	2,72	2,71

Tabelle 2

Charakteristische Eigenschaften der dichten Quarzkeramik

Eigenschaften Symbol	Einheiten	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6
Brenntemperatur Haltezeit	K min	990 15	1 040 10	1 100 15	1 190 15	1 270 15	1 490 15
Rohdichte pR	g/cm3	2,61	2,61	2,60	2,56	2,52	2,45
Offene Porosität		-	-	-	-	-	-
Biegefestigkeit unglasiert Rf	MPa	150	164	174	161	175	167
Elastizitätsmodul E	GPa	80	81	80	83	81	79
Mittlerer Langenaus- dehnungskoeffizient a50 500 0C	106K1	11,5	12,2	12,4	13,3	12,9	12,0
Temperaturwechsel- beständigkeit At	K			150
Durchschlag festigkeit Ed	kV/mm	92	108	114	153	142	129
Permittivitatszahl et 0,1 MHz		6,4	6,2	5,9	5,7	5,5	5,4

Dielektrischer Verlustfaktor bei 20 ⁰C

0,1 MHz tan δ 10 ³ 2,6

1 MHztan δ 10 ³ 2,2

10 MHz tan δ 10 ³ 2,2

2,1 2,3

2,1 2,0 1,9

3,0 3,0 3,1

Spezifischer	20	0C	Pv	Пет	1,4	ΙΟ16	1,3	1016	1,7	1013	1,6	1015	5	,9	1014	7,8	101*
Widerstand	100	0C	Pv	Пет	6,9	ΙΟ13	1,4	1014	6,8	1013	1,1	1013	7	,0	1011	4,5	1011
(Gleichspannung	200	0C	Pv	Пет	2,4	1010	3,6	1010	3,1	1010	7,3	109	3	,2	109	8,2	108
bei gegebener	300	0C	Pv	Пет	4,1	108	4,3	ΙΟ8	3,8	108	1,2	108	4	,3	107	2,0	107
Temperatur)

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung dichter quarzkeramischer Formkörper

- durch Bereitung einer keramischen Masse aus einem Versatz, der aus 40 bis 60 Masseanteile in % Quarz und 60 bis 40 Masseanteile in % eines kristallisationsstabilen Silicatglases mit der chemischen Zusammensetzung (in Mol-%)

SiO₂ 65-77 Erdalkalimetalloxide 3-14

AI₂O₃ 2-6 Alkalimetalloxide 10-16

B₂O₃ 0,1-12 PbO 0,1-2

weitere Bestandteile, wie ZnO, FeO, Mn 0-2

und den physikalischen Eigenschaften

Tg < 840 K

СІ300...700К >8x 10-⁶K"¹

^Tx100 ^г 550 K

tan delta < 35 χ 10"⁴ (bei 1 Mhz)

sowie aus temporären Formgebungshilfsstoffen besteht,

- durch Formgebung der keramischen Masse zu Grünlingen,

- durch Brennen der Grünlinge im Temperaturbereich von 1 000 bis 1 500 K zu einem Keramikscherben, der die wesentlichen Anforderungen elektrokeramischer Werkstoffe des Typs KER 220 nach ICE-Norm 672-3 erfüllt,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlicker aus den Versatzbestandteilen Quarz und Silicatglas und Wasser bei einem Feststoff zu Flüssigkeitsverhältnis von 60 bis 70 zu 40 bis 30 durch Mahlen unter Beibehaltung des sich beim Zerkleinerungsprozeß einstellenden pH-Wertes von > 10 bereitet wird, der Schlicker sodann in eine keramische Masse, vorzugsweise durch Zerstäubungstrocknung, umgewandelt wird, in der die Teilchengröße von mehr als 95 % der Teilchen unter 0,008 mm und der d₈4-Wert der Teilchengrößenverteilung unter 0;005 mm liegt und in der die beim Zerkleinerungsprozeß gebildeten, löslichen Reaktionsprodukte homogen auf den Quarz- und Glaspartikeln abgeschieden sind, diese bei der anschließenden Wärmebehandlung der Grünlinge eine alkali- und erdalkalireiche Korngrenzschmelzphase bilden, die den verbliebenen Quarz anlöst und unter Entstehung einer glasigen Silicatschmelze partiell auflöst und dabei unter vollständiger Benetzung und Einbindung des Quarzes zu einem dichten Keramikscherben führt, der einen gegenüber dem Ausgangsversatz verringerten Quarzgehalt, einen Korundanteil als Mahlkörperabrieb von etwa 4 bis 10 Ma.-% und eine Porosität von maximal 5 Vol.-% aufweist und dessen 3-Punkt-Biegefestigkeit 140 bis 180 MPa beträgt.

2. Verfahren zur Herstellung dichter keramischer Formkörper nach Anspruch 1

- durch Bereitung einer keramischen Masse aus einem Versatz, der aus 60 Masseanteile Quarz und 40 Masseanteile Silicatglas sowie temporären Formgebungshilfsstoffen besteht,

- durch Formgebung der keramischen Masse zu Grünlinsen,

-durch Brennen der Grünlinge im Temperaturbereich von 1 000 bis 1 500 K zu einem Keramikscherben, der die wesentlichen Anforderungen elektrokeramischer Werkstoffe des Typs KER 220 nach ICE-Norm 672-3 erfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlicker aus dem Quarz/Silicatglas-Versatz zuzüglich 1 bis 100 Masseanteilen Quarz und Wasser bei einem Feststoff zu Flüssigkeitsverhältnis von 60 bis 70 zu 40 bis 30 durch Mahlen unter Beibehaltung des sich beim Zerkleinerungsprozeß einstellenden pH-Wertes von > 10 bereitet wird, der Schlicker sodann in eine keramische Masse, vorzugsweise durch Zerstäubungstrocknung, umgewandelt wird, in der die Teilchengröße von mehr als 95 % der Teilchen unter 0,008 mm und der ds4-Wert der Teilchengrößenverteilung unter 0,005 mm liegt und in der die beim Zerkleinerungsprozeß gebildeten, löslichen Reaktionsprodukte homogen auf den Quarz- und Glaspartikeln abgeschieden sind; diese Reaktionsprodukte bei der anschließenden Wärmebehandlung der Grünlinge eine alkali- und erdalkalireiche Korngrenzschmelzphase bilden, die den verbliebenen Quarz anlöst und unter Bildung einer glasigen Silicatschmelze partiell auflöst und dabei unter vollständiger Benetzung und Einbindung des Quarzes zu einem dichten Keramikscherben führt, der einen gegenüber dem Ausgangsversatz verringerten Quarzanteil zwischen 25 und 64 Masseanteile in %, einen Korundanteil als Mahlkörperabrieb von etwa 4 bis 10 Ma.-% aufweist und dessen 3-Punkt-Biegefestigkeit 160 bis 180 MPa beträgt.

3. Verfahren zur Herstellung dichter keramischer Formkörper nach Anspruch 1

- durch Bereitung einer keramischen Masse aus einem Versatz, der aus 40 Masseanteile Quarz und 60 Masseanteile Silicatglas sowie temporaren Formgebungshilfsstoffen besteht,

- durch Formgebung der keramischen Masse zu Grünlingen,

- durch Brennen der Grünlinge im Temperaturbereich von 1 000 bis 1 500 K zu einem Keramikscherben, der die wesentlichen Anforderungen elektrokeramischer Werkstoffe des Typs KER 220 nach ICE-Norm 672-3 erfüllt,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlicker aus dem Quarz/Silicatglas-Versatz zuzuglich 1 bis Masseanteile Silikatglas sowie Wasser bei einem Feststoff zu Flussigkeitsverhältnis von 60 bis 70 zu 40 bis 30 durch Mahlen unter Beibehaltung des sich beim Zerkleinerungsprozeß einstellenden pH-Wertes von > 10 bereitet wird, der Schlicker sodann in eine keramische Masse, vorzugsweise durch Zerstäubungstrocknung, umgewandelt wird, in der die Teilchengroße von mehr als 95 % der Teilchen unter 0,008 mm und der d₈₄-Wert der Teilchengroßenverteilung unter 0,005 mm hegt und in der die beim Zerkleinerungsprozeß gebildeten, loslichen Reaktionsprodukte homogen auf den Quarz- und Glaspartikeln abgeschieden sind; diese Reaktionsprodukte bei der anschließenden Wärmebehandlung der Grünlinge eine alkali- und erdalkalireiche Korngrenzschmelzphase bilden, die den verbliebenen Quarz anlost und unter Bildung einer glasigen Silicatschmelze partiell auflost und dabei unter vollständiger Benetzung und Einbindung des Quarzes zu einem dichten Keramikscherben führt, der einen gegenüber dem Ausgangsversatz verringerten Quarzanteil zwischen 25 und 29 Masseanteile in %, einen Korundanteil als Mahlkörperabrieb von etwa 4 bis Ma.-% und eine Porosität von maximal 5 Vol.-% aufweist und dessen 3-Punkt-Biegefestigkeit 140 bis 150 MPa betragt.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Feststoff zu Flüssigkeit 63 bis 68 zu 37 bis 32 betragt.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Quarz ein quarzreicher Rohstoff mit mindestens 97 Masseanteilen in % Quarz, vorzugsweise Glassand, ein Rückstand der Gesteinsaufbereitung oder ein Gemisch dieser verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechende Keramikmasse einen Quarzanteil von 25 bis 64 und einen vom Mahlkugelabrieb herrührenden Korundanteil von vorzugsweise 4 bis 12 Masseanteile in % enthalt sowie eine spezifische Oberflache im Bereich von 5 bis 10 m²/g aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterprozeß im Schnellbrand erfolgt.

8. Formkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Korund in einem Anteil von etwa 4 bis 10 Masseanteile enthält.

9. Formkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine matte bzw. mattglanzende Selbstglasur aufweist und eine glatte Oberflache besitzt.