DE10110341A1 - Metallpulver-Verbundwerkstoff und Ausgangsmaterial und Verfahren für die Herstellung eines solchen - Google Patents
Metallpulver-Verbundwerkstoff und Ausgangsmaterial und Verfahren für die Herstellung eines solchenInfo
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Abstract
Um einen Metallpulver-Verbundwerkstoff mit hohem spezifischem elektrischem Widerstand mit guter mechanischer Festigkeit, sehr guter Temperatur- und Kraftstoffbeständigkeit und ein Ausgangsmaterial und ein Verfahren für die rationelle Herstellung eines solchen Verbundwerkstoffs anzugeben, wird ein Metallpulver-Verbundwerkstoff mit hohem spezifischem elektrischem Widerstand, welcher mindestens zwei die Metallpulverteilchen einhüllenden Oxide enthält, wobei die Oxide mindestens eine gemeinsame Phase bilden, und ein Metallpulver enthaltendes Ausgangsmaterial, welches mindestens zwei Trennmittel mit oxidischem Pyrolyserückstand oder mindestens ein Trennmittel mit oxidischem Pyrolyserückstand und oxidisches Feinpulver beinhaltet, und ein Verfahren für die Herstellung eines solchen Verbundwerkstoffs bereitgestellt, bei dem von einem Ausgangsmaterial der genannten Art ausgegangen wird, bei dem das Ausgangsmaterial zu Formkörpern gepreßt wird, bei dem die Trennmittel durch Erhitzen in einer nicht reduzierenden Atmosphäre zu Oxiden pyrolysiert und die dann vorliegenden Oxide unter Bildung mindestens einer gemeinsamen Phase miteinander zur Reaktion gebracht werden.
Description
Die Erfindung betrifft einen Metallpulver-Verbundwerkstoff mit
hohem spezifischem elektrischem Widerstand und ein Ausgangsma
terial und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Verbundwerkstoffs.
Metallpulver-Verbundwerkstoffe mit hohem spezifischem elektrischem
Widerstand finden technische Anwendung beispielsweise als hochoh
mige Stähle und als weichmagnetische Komponenten in schnellschal
tenden Magnetventilen. Für die letztere Anwendung sind spezielle
Metallpulver-Kunststoffverbunde entwickelt worden. Sie werden mit
Techniken der Pulvermetallurgie durch Verpressen von Metallpulver
teilchen erzeugt, welche mit elektrisch isolierendem Kunststoff
beschichtet sind. Die verpreßten Metallpulverteilchen sind über
den Kunststoff miteinander verklebt. Diese Metallpulver-Kunst
stoffverbunde haben im Vergleich zu Reineisen einen sehr hohen
elektrischen Widerstand. Jedoch ist es so, daß sie gegenüber den
klassischen Sinterwerkstoffen Abminderungen bezüglich Festigkeit,
Permeabilität, magnetischer Sättigung und Temperatur- und
Kraftstoffbeständigkeit zeigen.
In der Pulvermetallurgie (PM) werden die Metallpulver vor dem Ver
pressen mit kleinen Anteilen an Trenn- bzw. Gleitmitteln versetzt.
Dieser Zusatz bewirkt eine höhere Dichte der Formkörper, da er ein
Aneinandergleiten der Metallpulverteilchen während der Verdichtung
fördert, er verringert die Entformungskräfte, und er erhöht die
Lebensdauer des Preßwerkzeugs durch Schmierung von Preßstempel und
Gesenk.
Die Trenn- bzw. Gleitmittel werden üblicherweise in Mengen
zwischen 0,1 und 1,5 Gew.-% den Metallpulvern zugesetzt. Neben dem
reinen Mischen von feinpulverisierten Trennmitteln mit den
Metallpulvern ist es auch möglich, die Metallpulverteilchen mit
Trennmitteln zu überziehen. Dies kann mit einer Lösung der
Trennmittel in einem geeigneten Lösungsmittel erfolgen, wie es
beispielsweise in der EP 0 673 284 B1 beschrieben ist, oder indem
die Metallpartikel mit der Schmelze der Trennmittel benetzt
werden. An die Formgebung durch axiales Pressen schließt sich
üblicherweise eine Wärmebehandlung an. Dabei pyrolysieren die
zugesetzten Verarbeitungsmittel bei Temperaturen zwischen 150 und
500°C weit unterhalb der Sintertemperatur der Metallpulver
(Sintertemperatur von Eisen 1120°C bis 1280°C).
Während Trennmittel auf rein organischer Basis, wie Wachse und
Fettsäuren, unter Schutzgas weitgehend rückstandsfrei pyrolysie
ren, hinterlassen beispielsweise Metallseifen im Pulververband
Metalloxide. Diese, wie beispielsweise ZnO, schwächen das Gefüge,
sofern sie sich nicht, wie beispielsweise Eisen-, Cobalt-,
Nickel-, Kupfer-, Molybdän- oder Manganoxide beim anschließenden
Sinterprozess in reduzierender Atmosphäre zu den Metallen reduzie
ren lassen. So beschreibt die EP 0 673 284 B1 wie durch Kombina
tion verschiedenen Metallseifen als Trennmittel durch Reduktion
der bei der Pyrolyse erzeugten Oxide in einer Wasserstoffatmos
phäre und durch Sintern gezielt metallische Legierungen unterei
nander oder mit den verpreßten Metallpulvern erzeugt werden.
Auf diese Weise lassen sich auch weichmagnetische Verbundwerk
stoffe für Magnetventile herstellen. Jedoch müßten die gesinter
ten, axial verpreßten weichmagnetischen Metallpulver einen
wesentlich (etwa um den Faktor 100) höheren elektrischen Wider
stand aufweisen, um eine gute Schaltdynamik zu erzielen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Metallpulver-Verbundwerk
stoff mit hohem spezifischem elektrischem Widerstand mit guter
mechanischer Festigkeit, sehr guter Temperatur- und Kraftstoffbe
ständigkeit und ein Ausgangsmaterial und ein Verfahren für die
rationelle Herstellung eines solchen Verbundwerkstoffs anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit einem Metallpulver-Verbundwerkstoff der
eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils
des Anspruchs 1, mit einem Ausgangsmaterial der eingangs genannten
Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 9
und mit einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den
Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 20 gelöst.
Während Oxide in hauptsächlich aus Metallpulver bestehenden
Verbundwerkstoffen zum Teil die Eigenschaften, wie mechanische und
gegebenenfalls magnetische Eigenschaften, negativ beeinflussen,
haben die Erfinder festgestellt, daß mehrere Oxide, welche minde
stens eine gemeinsame Phase bilden, den Verbundwerkstoffen eine
sehr gute mechanische, thermische und chemische Beständigkeit
vermitteln.
Das erfindungsgemäße Ausgangsmaterial für die Herstellung eines
Metallpulver-Verbundwerkstoffs mit hohem spezifischem elektrischem
Widerstand läßt sich problemlos so zusammensetzen, daß der daraus
hergestellte Verbundwerkstoff neben dem hohen Widerstand auch eine
zufriedenstellende Preßdichte aufweist. Sofern die für einen hohen
Widerstand im Verbundwerkstoff erforderliche Trennmittelmenge zu
groß ist, um gleichzeitig eine optimale Preßdichte zu erhalten,
kann in solchen Fällen dem mindestens einen Trennmittel oxidisches
Feinpulver zugesetzt werden, das bei der Weiterverarbeitung mit
dem aus dem mindestens einen Trennmittel entstandenen Pyrolysepro
dukt mindestens eine gemeinsame Phase zu bilden vermag. Dabei muß
man keine Verschlechterung der Eigenschaften des Verbundwerkstoffs
in Kauf nehmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist deshalb besonders vorteilhaft,
weil sich die durch Pyrolyse der in der Pulvermetallurgie einge
setzten Trennmittel entstehenden Oxide zur Erzeugung der gemeinsa
men Phase einsetzen lassen.
In vorteilhafter Weise lassen sich die erfindungsgemäßen hochoh
migen Verbundwerkstoffe in der Ausgestaltung als weichmagnetische
Verbundwerkstoffe auch aufgrund ihrer hohen magnetischen Sättigung
und hohen Permeabilität insbesondere für Magnetventile mit guter
Schaltdynamik einsetzen. Dabei ist es besonders günstig, wenn das
Metallpulver im wesentlichen aus Eisenwerkstoffen, beispielsweise
solchen aus Eisen, Eisensilicium, Eisencobalt und Eisennickel oder
Mischungen der genannten Materialien besteht, wobei Eisen beson
ders bevorzugt ist. "im wesentlichen aus . . . besteht" bedeutet in
diesem Zusammenhang, daß weitere Stoffe nur in solchen Mengen
vorhanden sein können, daß sich die weichmagnetischen Eigenschaf
ten nicht beachtlich verschlechtern.
Es ist vorteilhaft, wenn als die mindestens eine gemeinsame Phase
ein Glas, wie silikatisches oder borhaltiges Glas, oder eine
definierte Verbindung aus der Gruppe der Mischoxide mit Spinell
struktur, der Metallphosphate und der Metallsilikate dient.
Es ist günstig, wenn als Trennmittel mindestens eine Metallseife
und/oder mindestens ein Material aus der Gruppe Mono-, Di- oder
Triester der Phosphorsäure, der Borsäure und der Kieselsäure mit
langkettigen Alkoholen und/oder Polydimethyldisiloxan in dem
Ausgangsmaterial enthalten ist (sind).
Bei der Kombination eines Trennmittels mit oxidischem Feinpulver
in dem erfindungsgemäßen Ausgangsmaterial wird als Feinpulver
bevorzugt mindestens ein Metalloxid und/oder Kieselsäure
eingesetzt.
Um eine hohe Reaktionsfähigkeit der Feinpulver mit den Pyrolyse
rückständen der Trennmittel zu gewährleisten, ist es besonders
vorteilhaft, wenn der Teilchendurchmesser (Primärkorndurchmesser)
des Feinpulvers < etwa 100 nm ist.
Eine zufriedenstellende Preßdichte im Formkörper kombiniert mit
einem ausreichend hohen elektrischen Widerstand im Metallpulver-
Verbundmaterial läßt sich in vorteilhafter Weise erreichen, wenn
bezogen auf das Gewicht des Metallpulvers der Anteil der Trennmit
tel zwischen etwa 0,1 und etwa 1,5 Gew.-% oder die Summe aus den
Anteilen an Trennmittel und Feinpulver zwischen etwa 0,2 und etwa
3 Gew.-% liegt.
Es ist vorteilhaft, wenn das Verhältnis der zugefügten Mengen an
Trennmittel bzw. an Trennmittel und Feinpulver, gegebenenfalls
unter Berücksichtigung der Mengen an mitreagierendem Metall von
den Metallpulveroberflächen, im Hinblick auf die mindestens eine
bei der Reaktion der Oxide zu bildende definierte Verbindung
angenähert stöchiometrisch ist.
Es ist vorteilhaft, wenn beim Pyrolysieren und Reagieren auf eine
Temperatur deutlich unterhalb der Sintertemperatur des Metallpul
vers und besonders bevorzugt - sofern das Metall Eisen ist - auf
eine Temperatur zwischen etwa 150 und etwa 550°C erhitzt wird. Bei
Temperaturen oberhalb etwa 550°C können Strompfade zwischen den
Metallteilchen entstehen, und bei Temperaturen unter etwa 150°C
ist die Pyrolyse unvollständig und dauert für ein industrielles
Verfahren zu lange.
Es ist vorteilhaft, wenn in einer nicht reduzierenden Atmosphäre
erhitzt wird, und besonders vorteilhaft, wenn dabei die Atmosphäre
auf den Pyrolyseprozess abgestimmt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Metall
pulver-Verbundmaterials, des erfindungsgemäßen Ausgangsmaterials
und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen
aufgeführt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von weichmagnetischen
Verbundwerkstoffen und von Ausgangsmaterialien und von Verfahren
zu ihrer Herstellung detailliert beschrieben. Es sei aber klarge
stellt, daß sich zwar die Erfindung anhand dieser Beispiele beson
ders anschaulich erläutern läßt, daß aber die Erfindung nicht auf
diese Beispiele beschränkt ist, und von ihnen im Rahmen der
Ansprüche mannigfaltige Abweichungen möglich sind.
Die weichmagnetischen Verbundwerkstoffe mit hohem spezifischem
elsktrischen Widerstand bestehen aus verpreßten Metallpulver
teilchen, die mit einem Überzug hauptsächlich aus definierten
chemischen Verbindungen versehen sind, welche an den blanken oder
oberflächenmodifizierten, beispielsweise phosphatierten Metall
teilchen gut haften und je nach Anwendungsfall zusätzlich einen
hohen elektrischen Widerstand, Temperatur- und Kraftstoffbestän
digkeit vermitteln und/oder das Metall vor Korrosion schützen. Der
Überzug verhindert eine elektrische Verbindung zwischen den
Metallteilchen. Die definierten chemischen Verbindungen werden von
Mischoxiden mit Spinellstruktur, wie Mischoxide aus der Gruppe
Al2MgO4 (Spinell), Al2ZnO4 (Zinkspinell), Al2MnO4 (Manganspinell),
Al2FeO4 (Eisenspinell), Fe2MgO4 (Magnoferrit), Fe3O4 (Magnetit),
Fe2ZnO4 (Franklinit), Fe2MnO4 (Jakobsit), Fe2NiO4 (Trevirit),
Cr2FeO4 (Chromit) und Cr2MgO4 (Magnochromit), Metallphosphaten,
wie Zink- und Eisenphosphat, silikatischen Gläsern, borhaltigen
Gläsern und Metallsilikaten, wie CoSiO3, gebildet.
Die erfindungsgemäßen weichmagnetischen Verbundwerkstoffe enthal
ten also keine Thermo- oder Duroplaste als Isvlations- und Binde
mittel wie die Metall-Kunststoffverbunde. Trotzdem haben sie im
Vergleich zu diesen auch einen hohen spezifischen elektrischen
Widerstand, eine vergleichbare oder bessere mechanische Festig
keit, eine bessere Temperatur- und Kraftstoffbeständigkeit, eine
vergleichbare magnetische Sättigung und eine vergleichbare
Permeabilität.
Die erfindungsgemäßen weichmagnetischen Verbundwerkstoffe sind
deshalb geeignet für den Einsatz in schnell schaltenden Magnetven
tilen insbesondere von solchen, die in der Kraftfahrzeugtechnik
eingesetzt werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen weichmagnetischen Verbund
werkstoffe werden Metallpulver mit Kombinationen aus neuen oder
bekannten Trenn- bzw. Gleitmitteln gemischt oder mit diesen Kombi
nationen beschichtet (s. o.). Wie erläutert werden die Trennmittel
bei der Erfindung auch gebraucht, um einen Verbundwerkstoff mit
einem hohen elektrischen Widerstand zu erzeugen. Es ist aber so,
daß ein zu hoher Trennmittelanteil die Preßdichte im Formkörper
wieder vermindert. Hinsichtlich der Preßdichte liegt der optimale
Trennmittelanteil bezogen auf die Metallpulvermenge bei < etwa
1 Gew.-%. Trennmittelanteile von < etwa 2 Gew.-% sind deshalb im
allgemeinen nicht brauchbar. In den Fällen, in denen der optimale
Trennmittelanteil nicht ausreicht, um den gewünschten hohen
elektrischen Widerstand zu erzeugen, ist es deshalb günstiger, in
den Trennmitteln oxidische Feinpulver (Primärkorndurchmesser
bevorzugt ≦ etwa 100 nm) zu dispergieren, die mit den Pyrolyse
rückständen (s. u.) der Trennmittel reagieren, statt den
Trennmittelanteil wesentlich über das Optimum hinsichtlich der
Preßdichte zu erhöhen. Das Mengenverhältnis der Trennmittel bzw.
der Trennmittel und Feinpulver richtet sich nach der Zusammen
setzung der durch die Reaktion der Pyrolyseprodukte und gegebenen
falls der Feinpulver angestrebten gemeinsamen Phase. Handelt es
sich dabei um Mischoxide mit Spinellstruktur, um Metallphosphate
oder Metallsilikate, sollten die Trennmittel- bzw. die Trennmit
tel/Feinpulverkombinationen so zusammengesetzt sein, daß eine
stöchiometrische Umwandlung in die genannten Verbindungen
stattfindet. Dabei ist zu berücksichtigen, daß ein Teil der
Bestandteile der definierten Verbindungen auch aus der Oberfläche
der Metallpulver stammen kann. Im Einzelfall muß die richtige
Zusammensetzung der Trennmittel- bzw. Trennmittel-/Feinpulverkom
bination durch einfache Versuche festgelegt werden. Entstehen bei
der Reaktion statt definierter Verbindungen eine gemeiname Phase
in Form von Gläsern, so können bei der Zusammensetzung der
Trennmittel- bzw. Trennmittel-/Feinpulverkombinationen größere
Toleranzen zugelassen werden.
Beispiele für die genannten Trennmittel sind Metallseifen, wie die
Stearate von Calcium, Magnesium, Aluminium, Zink, Cobalt, Eisen,
Nickel, Kupfer, Molybdän und Mangan, oder Ester höherer Alkohole
der Phosphor-, der Bor- oder der Kieselsäure. Beispiele der
genannten Feinpulver sind Oxide, wie Fe2O3 und Kieselsäure.
Das Gemisch aus Metallpulver, Trennmittel und gegebenenfalls
Feinpulver wird zu Formkörpern axial verpreßt. Anschließend werden
die Formkörper in einer nicht reduzierenden Atmosphäre, beispiels
weise in einer Stickstoff- oder Argonatmosphäre, auf eine Tempera
tur erhitzt, die deutlich unterhalb der Sintertemperatur des
Metallpulvers, d. h. bevorzugt unter etwa 800°C und besonders
bevorzugt zwischen etwa 150 und etwa 550°C, liegt, damit die
Trennmittel pyrolysieren. Unterhalb etwa 150°C wird allenfalls
unvollständig pyrolysiert und die Reaktionen verlaufen sehr
langsam. Bei Temperaturen unterhalb 550°C ist ausgeschlossen, daß
die Metallteilchen zusammensintern und sich dabei elektrische
Strompfade bilden können. Die Pyrolyserückstände reagieren bei den
angewandten Temperaturen entweder miteinander und/oder mit den
zugesetzten Feinpulvern und gegebenenfalls mit der Oberfläche der
Metallteilchen zu den genannten, definierten chemischen Verbin
dungen.
Die Erfindung soll im folgenden durch sechs spezielle
Ausführungsbeispiele noch mehr im Detail besprochen werden.
Ein Gemisch aus Eisenpulver und Zinkstearat und einem Mono-, Di-
oder Triester der Phosphorsäure mit langkettigen Alkoholen, wie
beispielsweise einem Gemisch von Phosphorsäuremonostearylester
und Phosphorsäuredistearylester mit einem Schmelzpunkt von 70°C,
als Trennmittel wurde zu einem Formkörper gepreßt, wobei der
Anteil der Trennmittel bezogen auf das Gewicht des Eisenpulvers
etwa 1,7 Gew.-% betrug und das Atomverhältnis Zn : P bei etwa 3 : 2
lag. Der Formkörper wurde in einer nicht reduzierenden Atmosphäre,
beispielsweise in Stickstoff, auf eine Temperatur von maximal etwa
550°C erhitzt, wobei die Trennmittel zu ZnO bzw. P2O5 pyrolysier
ten und die entstandenen Oxide mit einander zu Zinkphosphat
reagierten. Zinkphosphat hat - wie festgestellt wurde - einen
hohen spezifischen elektrischen Widerstand, haftet gut an Metallen
und schützt speziell Eisen vor Korrosion. Der erhaltene Verbund
werkstoff eignete sich als weichmagnetisches Material für
schnellschaltende elektrische Ventile.
Ein Gemisch aus Eisenpulver und Cobaltstearat und mit reaktiven
Gruppen modifiziertem Polydimethylsiloxan als Trennmittel wurde zu
einem Formkörper gepreßt, wobei der Anteil der Trennmittel bezogen
auf das Gewicht des Eisenpulvers etwa 1,6 Gew.-% betrug und das
Atomverhältnis Co : Si bei etwa 1 lag. Der Formkörper wurde, wie im
Beispiel 1 beschrieben, weiterbehandelt. Die aus den Trennmitteln
entstandenen Pyrolyseprodukte CoO und SiO2 reagierten dabei zu
CoSiO3. Das Cobaltsilikat hatte auf dem Eisenpulver eine gute
Haftung, war elektrisch gut isolierend und schützte Eisen gut vor
Korrosion.
Ein Gemisch aus Eisenpulver, Cobaltstearat als Trennmittel,
welchem eine stöchiometrische Menge an pyrogener Kieselsäure
(Primärkorndurchmesser < etwa 100 nm) zugesetzt worden war, wurde
zu einem Formkörper gepreßt, wobei der Anteil des Trennmittels
bezogen auf das Gewicht des Eisenpulvers bei etwa 1,3 Gew.-% lag.
Der Formkörper wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, weiterbe
handelt. Das aus dem Trennmittel entstandene Pyrolyseprodukt CoO
reagierte dabei mit dem SiO2 der Kieselsäure zu CoSiO3.
Ein Gemisch aus Eisenpulver und als Trennmittel Zinkstearat und
Eisenstearat wurde zu einem Formkörper gepreßt, wobei der Anteil
der Trennmittel bezogen auf das Gewicht des Eisenpulvers etwa 1,4 Gew.-%
betrug und das Atomverhältnis Zn : Fe bei etwa 1 : 2 lag. Der
Formkörper wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, weiterbehandelt.
Die aus den Trennmitteln entstehenden Pyrolyseprodukte ZnO und
Fe2O3 reagierten dabei miteinander zu dem Spinell Fe2ZnO4
(Franklinit). Spinelle haben - wie festgestellt wurde - eine gute
Haftung auf Eisenpulver, sie sind elektrisch gut isolierend und
sie schützen Eisen ausgezeichnet gegen Korrosion.
Ein Gemisch aus Eisenpulver und Zinkstearat als Trennmittel,
welchem eine stöchiometrische Menge von feinem Fe2O3 zugemischt
worden war, das beispielsweise von der BASF AG als Pigment mit
100 nm Korngröße erhältlich ist, wurde zu einem Formkörper
gepreßt, wobei der Anteil des Trennmittels bezogen auf das Gewicht
des Eisenpulvers etwa 1 Gew.-% betrug. Der Formkörper wurde, wie
im Beispiel 1 beschrieben, weiterbehandelt. Das aus dem
Trennmittel entstandene Pyrolyseprodukt ZnO reagierte mit dem
Fe2O3 zu dem Spinell Fe2ZnO4,
Ein Gemisch, das Eisenpulver und als Trennmittel Nickelstearat
und Eisenstearat enthielt, wurde zu einem Formkörper gepreßt,
wobei der Anteil der Trennmittel bezogen auf das Gewicht des
Eisenpulvers etwa 1,5 Gew.-% betrug und das Atomverhältnis Ni : Fe
bei etwa 1 : 2 liegt. Der Formkörper wurde, wie im Beispiel 1
beschrieben, weiterbehandelt. Die aus den Trennmitteln entstande
nen Pyrolyseprodukte NiO und Fe2O3 reagierten miteinander zu dem
Spinell Fe2NiO4.
Claims (28)
1. Metallpulver-Verbundwerkstoff mit hohem spezifischem elekt
rischem Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens zwei
die Metallpulverteilchen einhüllenden Oxide enthält, wobei die
Oxide mindestens eine gemeinsame Phase bilden.
2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
er weichmagnetisch ist.
3. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Metallpulver im wesentlichen aus Eisenwerkstoffen
besteht.
4. Verbundwerkstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Metallpulver im wesentlichen aus Eisen besteht.
5. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß als die mindestens eine gemeinsame Phase ein
Glas, wie silikatisches oder borhaltiges Glas, oder eine
definierte Verbindung aus der Gruppe der Mischoxide mit Spinell
struktur, der Metallphosphate und der Metallsilikate dient.
6. Verbundwerkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischoxide ausgewählt sind aus der Gruppe Al2MgO4 (Spinell),
Al2ZnO4 (Zinkspinell), Al2MnO4 (Manganspinell), Al2FeO4
(Eisenspinell), Fe2MgO4 (Magnoferrit), Fe3O4 (Magnetit), Fe2ZnO4
(Franklinit), Fe2MnO4 (Jakobsit), Fe2NiO4 (Trevirit), Cr2FeO4
(Chromit) und Cr2MgO4 (Magnochromit).
7. Verbundwerkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
Zink- und Eisenphosphat als Metallphosphate eingesetzt sind.
8. Verbundwerkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
CoSiO3 als Metallsilikat eingesetzt ist.
9. Metallpulver enthaltendes Ausgangsmaterial für die Herstellung
eines Metallpulver-Verbundwerkstoffs mit hohem spezifischem elek
trischem Widerstand insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens zwei Trennmitttel mit
oxidischem Pyrolyserückstand oder mindestens ein Trennmittel mit
oxidischem Pyrolyserückstand und oxidisches Feinpulver beinhaltet.
10. Ausgangsmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
als Trennmittel mindestens eine Metallseife und/oder mindestens
ein Material aus der Gruppe Mono-, Di- oder Triester der
Phosphorsäure, der Borsäure oder der Kieselsäure mit langkettigen
Alkoholen und/oder - gegebenenfalls - mit reaktiven Gruppen
modifiziertes Polydimethyldisiloxan enthalten ist (sind).
11. Ausgangsmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens eine Metallseife ein Stearat ist.
12. Ausgangsmaterial nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Metallion in der Metallseife ausgewählt ist aus
der Gruppe Ca-, Mg-, Al-, Zn-, Co-, Fe-, Ni-, Cu-, Mo- und Mn-Ion.
13. Ausgangsmaterial nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Feinpulver aus mindestens einem Metalloxid
und/oder Kieselsäure gebildet ist.
14. Ausgangsmaterial nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das mindestens eine Metalloxid ausgewählt ist aus der Gruppe
Fe2O3, NiO, ZnO, CoO, MnO, MgO, Cr2O3, CuO, MoO2.
15. Ausgangsmaterial nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Teilchendurchmesser (Primärkorndurchmes
ser) des Feinpulvers < etwa 1 µm ist.
16. Ausgangsmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
der Teichendurchmesser ≦ etwa 100 nm ist.
17. Ausgangsmaterial nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß bezogen auf das Gewicht des Metallpulvers der
Anteil der Trennmittel zwischen etwa 0,1 und etwa 2 Gew.-%, oder
die Summe aus den Anteilen an Trennmittel und Feinpulver zwischen
etwa 0,2 und etwa 3 Gew.-% liegt.
18. Ausgangsmaterial nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Summe aus den Anteilen an Trennmittel und Feinpulver ≦ etwa 2 Gew.-%
ist.
19. Ausgangsmaterial nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Anteil der Trennmittel bzw. die Summe aus den
Anteilen an Trennmittel und Feinpulver zwischen etwa 0,5 und etwa
1,5 Gew.-% liegt.
20. Verfahren zum Herstellen eines Verbundwerkstoffs mit hohem
spezifischem elektrischen Widerstand insbesondere nach einem der
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ausgegangen wird
von einem Ausgangsmaterial insbesondere nach einem der Ansprüche 9
bis 19, daß das Ausgangsmaterial zu Formkörpern gepreßt wird, daß
die Trennmittel durch Erhitzen in einer nicht reduzierenden
Atmosphäre zu Oxiden pyrolysiert und die dann vorliegenden Oxide
unter Bildung mindestens einer gemeinsamen Phase miteinander zur
Reaktion gebracht werden.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
als die mindestens eine gemeinsame Phase eine chemische Verbindung
oder ein Glas erzeugt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verhältnis der zugefügten Mengen an Trennmittel bzw. an Trennmit
tel und Feinpulver, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der
Mengen an mitreagierendem Metall von den Metallpulveroberflächen,
im Hinblick auf die mindestens eine bei der Reaktion der Oxide zu
bildende definierte Verbindung angenähert stöchiometrisch ist.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß der Formkörper auf eine Temperatur deutlich
unterhalb der Sintertemperatur des Metallpulvers erhitzt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das
Metallpulver hauptsächlich Eisenwerkstoffe enthält, und auf eine
Temperatur deutlich < 1150°C erhitzt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß auf
eine Temperatur < etwa 800°C erhitzt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß auf
eine Temperatur zwischen etwa 150 und etwa 550°C erhitzt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekenn
zeichnet, daß in einer nicht reduzierenden Atmosphäre erhitzt
wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß in
einer Stickstoff und/oder Argon enthaltenden Atmosphäre erhitzt
wird.
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