DE10302519B3 - Keramisches Schichtsystem und dessen Verwendung in einem Gassensorelement - Google Patents
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Abstract
Es wird ein keramisches Schichtsystem (5') mit einer ersten Keramikschicht (10') und einer zweiten Keramikschicht (12') vorgeschlagen, die über eine elektrisch isolierende Zwischenschicht (11') voneinander getrennt sind. Die elektrisch isolierende Zwischenschicht (11') wird dabei von einem porösen, zumindest im Wesentlichen oxidkeramischen Werkstoff gebildet, der durch Reaktionssintern einer Ausgangsmischung mit mindestens einem Metall und/oder mindestens einer Metalllegierung sowie mindestens einem keramischen Ausgangswerkstoff erhalten worden ist. Daneben wird ein Gassensorelement mit einem derartigen keramischen Schichtsystem (5') vorgeschlagen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein keramisches Schichtsystem sowie ein Gassensorelement mit einem derartigen keramischen Schichtsystem.
- Stand der Technik
- Planare Gassensorelemente oder Lambdasonden sind in der Regel als keramische Mehrlagenstruktur auf Basis von Zirkoniumdioxidschichten aufgebaut und werden meist über einen Siebdruckprozess hergestellt. Bei Betrieb des Gassensorelementes wird dieses über ein internes Heizelement auf eine Betriebstemperatur von ca. 600°C bis ca. 900°C erwärmt. Da Zirkoniumdioxid-Keramik in diesem Temperaturbereich elektrisch leitfähig ist, muss dabei das Heizelement in dem Gassensorelement über eine Isolationsschicht gegenüber der im Zusammenwirken mit Elektroden und unter dem Einfluss eines Messgases und/oder eines Referenzgases ein Messsignal bereitstellenden Festelektrolytschicht des Gassensorelementes, die beispielsweise aus Zirkoniumdioxid oder yttriumstabilisiertem Zirkoniumdioxid besteht, elektrisch entkoppelt werden. Ein mögliches Material für eine solche Isolationsschicht ist Aluminiumoxid. Dabei ist jedoch zu beachten, dass aufgrund der eingesetzten Siebdrucktechnik die maximal erreichbare Schichtdicke der Isolationsschicht aufbautechnisch begrenzt ist und zudem unvermeidbare Verunreinigungen deren elektrische Isolationsfestigkeit begrenzen.
- In
US 2002/0008024 A1 wurde vorgeschlagen, als Substratmaterial für ein Heizelement eines Gassensors eine Schicht aus Aluminiumoxid mit höherer Isolationsfestigkeit zu verwenden, so dass auf zusätzliche Isolationsschichten gegenüber der Festelektrolytschicht verzichtet werden kann. Dadurch soll sich gleichzeitig auch eine unerwünschte elektrische Einkopplung von von dem Heizelement ausgehenden elektrischen Störsignalen in die Festelektrolytschicht des Gassensors reduzieren. Im Einzelnen ist dort vorgesehen, zunächst einen Aufbau mit keramischen Grünfolien unterschiedlicher Zusammenset zung bereit zu stellen, wobei sogenannte Heizerfolien aus Al2O3 und sogenannte Sensorfolien aus ZrO2 bzw. yttriumstabilisiertem ZrO2 bestehen. Bei diesem Sensoraufbau können die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der eingesetzten keramischen Materialien und die daraus resultierenden mechanischen Spannungen jedoch zu Problemen hinsichtlich Langzeitstabilität des Sensorelementes führen. Insbesondere ist bei einem derartigen Aufbau die Ausbildung von Rissen und/oder ein Ablösen einzelner Schichten zu befürchten. - Aus
DE 689 18 473 T2 sind funktionelle keramische Formkörper mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit bekannt, die durch Sintern mit einer hohen Maßhaltigkeit und Genauigkeit herstellbar sind und jeweils mindestens eine dielektrische Eigenschaft aufweisen. Zwischenschichten mit relativen Dielektrizitätskonstanten kleiner als 8 sowie einem spezifischen elektrischen Widerstand von wenigstens 1010 Ωm sind jedoch nicht offenbart. - Weiter wird in
DE 42 14 594 A1 ein Verbundkörper aus mehreren Schichten eines elektrisch isolierenden und eines elektrisch leitenden Werkstoffes beschrieben. Dabei kann zwischen den Schichten eine Zwischenschicht angeordnet sein, wobei die Zwischenschicht durch metallische Materialien wie z. B. Kupfer, Titan, Zirkonium, Aluminium, Nickel oder Chrom gebildet wird. Eine Zwischenschicht aus einem oxidkeramischen Werkstoff ist nicht vorgesehen. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines keramischen Schichtsystems mit einer ersten Keramikschicht und einer zweiten Keramikschicht, die über eine elektrisch isolierende Zwischenschicht voneinander getrennt sind, wobei die Zwischenschicht eine besonders gute elektrische Isolationsfestigkeit gewährleisten und gleichzeitig einen stabilen, sich auch unter Temperaturschwankungen nicht lösenden mechanischen Zusammenhalt zwischen den Keramikschichten vermitteln soll. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gassensorelement mit einer verringerten Heizereinkopplung in die eigentlichen Sensorschichten bereitzustellen.
- Vorteile der Erfindung
- Das erfindungsgemäße keramische Schichtsystem hat gegenüber dem Stand der Technik insbesondere in dem Fall, dass die erste Keramikschicht und/oder die zweite Keramikschicht auf ZrO2-Basis ausgebildet sind, den Vorteil einer erhöhten elektrischen Isolationsfestigkeit. Weiter bildet die Zwischenschicht vorteilhaft eine bis zu Temperaturen von etwa 1000°C und auch unter dem Einfluss eines Abgases eines Kraftfahrzeuges eine dauerhafte, thermisch stabile Verbindung zwischen den beiden Keramikschichten.
- Vorteilhaft ist darüber hinaus, dass das erfindungsgemäße keramische Schichtsystem sowohl in einem Co-firing-Prozess, als auch in einem Post-firing-Prozess herstellbar ist. Insofern können sowohl kleine gesinterte keramische Sensorchips mit einem gesinterten keramischen Träger als auch großflächige keramische Folien miteinander verbunden werden. Weiter kann man bei der Herstellung des keramischen Schichtsystems sowohl von laminierten keramischen Grünfolien ausgehen, die über eine in die elektrisch isolierende Zwischenschicht zu überführende Ausgangsmischung miteinander verbunden und danach gesintert werden, als auch von gesinteren keramischen Schichten, die mit der Ausgangsmischung versehen und in einem zweiten Sinterprozess miteinander verbunden werden, wobei die Ausgangsmischung in die elektrisch isolierende Zwischenschicht überführt wird.
- Bei dem erfindungsgemäßen Gassensorelement ist vorteilhaft, dass die interne Heizerstruktur, die über die Zwischenschicht von der oder den eigentlichen sensitiven Festelektrolytschichten des Gassensorelementes getrennt ist, durch das Einbringen der elektrisch isolierenden Zwischenschicht in das keramische Schichtsystem deutlich reduzierte Störsignale in diese sensitiven Schichten einkoppelt.
- So ist besonders vorteilhaft, wenn die elektrisch isolierende Zwischenschicht eine möglichst niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist. Daneben ist vorteilhaft, wenn sie auch bei hohen Temperaturen, d.h. Temperaturen von 700°C bis 1000°C, einen möglichst hohen Ohm'schen Widerstand besitzt.
- Hinsichtlich der Vermeidung von Spannungen, insbesondere beim Herstellungsprozess oder bei Betrieb des Gassensorelementes unter wechselnden Temperaturen, ist weiter vorteilhaft, wenn die Zwischenschicht einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der zumindest näherungsweise dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der ersten Keramikschicht und/oder der zweiten Keramikschicht entspricht, oder der zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der ersten und der zweiten Keramikschicht liegt.
- Besonders vorteilhaft ist, wenn die elektrisch isolierende Zwischenschicht zwei Keramikschichten miteinander verbinden, die beide aus Zirkoniumdioxid oder yttriumstabilisiertem Zirkoniumdioxid ausgebildet sind.
- Der Einsatz eines Reaktionssinterprozesses zur Herstellung der elektrisch isolierenden Zwischenschicht bietet schließlich den Vorteil, dass durch das Mischungsverhältnis der Ausgangsmaterialien und eine geeignete Prozessführung der Wärmeausdehnungskoeffizient der Zwischenschicht, die mechanische Anbindung der Zwischenschicht an die erste und/oder die zweite Keramikschicht und die Wärmeleitfähigkeit und die mechanische Stabilität der Zwischenschicht sowie auch des gesamten keramischen Schichtsystems variiert und optimiert werden kann.
- Zeichnungen Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
1 einen ersten Verfahrensschritt bei der Herstellung eines keramischen Schichtsystems,2 einen nachfolgenden Verfahrensschritt und3 das schließlich erhaltene keramische Schichtsystem im Schnitt. - Im Folgenden wird die Herstellung eines keramischen Schichtsystems
5' über einen Cofiring-Prozess beschrieben, es sei jedoch zunächst betont, dass ebenso auch ein Postfiring-Prozess, ausgehend von miteinander zu verbindenden, bereits gesinterten keramischen Schichten, eingesetzt werden kann. - Die
1 zeigt eine erste keramische Grünfolie10 und eine zweite keramische Grünfolie12 , die jeweils einseitig auf einander gegenüber liegenden Seiten flächig mit einer Ausgangsmischung11 versehen worden sind. Die erste keramische Grünfolie10 und die zweite keramische Grünfolie12 ist beispielsweise eine übliche keramische Grünfolie auf Basis von Zirkoniumdioxid oder yttriumstabilisiertem Zirkoniumdioxid, wie sie bei der Herstellung von planaren Gassensorelementen eingesetzt werden. - Die Ausgangsnschung
11 wird auf die beiden miteinander zu verbindenden Grünfolien10 ,12 , bevorzugt über ein Siebdruckverfahren, ein Dispens-Verfahren, ein Sprüh-Verfahren oder ein analoges Verfahren aufgebracht. - Anschließend erfolgt dann ein Zusammenfügen, d.h. ein Laminieren, der ersten keramischen Grünfolie
10 und der zweiten keramischen Grünfolie12 , die nun über die Ausgangsmischung11 miteinander verbunden sind, so dass ein laminiertes Schichtsystem5 gemäß2 entsteht. - Nach diesem Laminieren wird das laminierte Schichtsystem
5 dann gesintert, so dass das gesinterte keramische Schichtsystem5' gemäß3 entsteht. - Durch dieses Sintern wird die erste keramische Grünfolie
10 in die erste Keramikschicht10' , die Ausgangsmischung11 in die Zwischenschicht11' und die zweite keramische Grünfolie12 in die zweite Keramikschicht12' überführt. - Die Temperatur beim Sintern des laminierten Schichtsystems
5 entspricht bevorzugt üblichen Sintertemperaturen bei der Herstellung von planaren Gassensorelementen ausgehend von laminierten keramischen Grünfolien auf Basis von Zirkoniumdioxid. Bei diesem Sintern wir gleichzeitig die Ausgangsmischung11 über einen Reaktionssinterprozess in die elektrisch isolierende Zwischenschicht11' überführt. - Abweichend von
1 ist es im Übrigen auch möglich, die Ausgangsmischung11 lediglich auf eine der keramischen Grünfolien10 ,12 aufzubringen, und dann gemäß2 bzw.3 weiter zu verfahren. - Die Zwischenschicht
11' , die nach dem Sintern aus der Ausgangsmischung11 entstanden ist, ist ein im Wesentlichen oxidkeramischer Werkstoff, der durch Reaktionssintern einer Ausgangsmischung mit mindestens einem Metall und/oder mindestens einer Metalllegierung sowie mindestens einem keramischen Ausgangsstoff erhalten worden ist. Die Metalllegierung ist dabei eine Legierung eines Elementes der zweiten oder dritten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente mit einem Element der ersten und/oder der zweiten Hauptgruppe und/oder der vierten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente. Das Metall ist bevorzugt ein Element der zweiten oder dritten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere Aluminium. Der der Ausgangsmischung zugesetzte keramische Ausgangswerkstoff ist bevorzugt ein Metalloxid, insbesondere ein Erdalkalimetalloxid wie Magnesiumoxid, oder ein Oxid mit mindestens einem der Elemente Scandium, Yttrium, Lanthan, Magnesium, Aluminium, Calzium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Eisen, Tantal, Wolfram oder Silizium wie SiO2, TiO2, MgAl2O4, oder Y2O3. - Die Herstellung der Ausgangsmischung
11 und deren Überführung durch Reaktionssintern in die Zwischenschicht11' ist ansonsten bereits in AnmeldungDE 102 22 788.8 erläutert. Demnach geht man von einer reaktiven Metall-Keramik-Mischung wie einer Mischung mit Magnesiumoxid, Zirkoniumoxid, Fosterit, Al2O3 oder einem Spinell mit Aluminium oder einer Al-Mg-Legierung aus. - Beispielsweise geht man von der Legierung AlMg5 (5 Gew% Mg) aus, die bevorzugt als Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 30 μm vorliegt. Dieser Aluminium-Magnesium-Legierung wird dann ein Magnesiumoxid-Pulver mit einer mittleren Pulverteilchengröße von bevorzugt kleiner 10 μm, beispielsweise 4 μm, zugesetzt. Konkret besteht die Ausgangsmischung aus 54,76 Gew% AlMg5 und 45,24 Gew% MgO. Diese Zusammensetzung entspricht einem stöchiometrischen Verhältnis von Aluminium und Mg-MgO, aus dem theoretisch zu 100% durch Reaktionssintern ein Spinell der Struktur MgAl2O4 entstehen kann.
- Alternativ kann bei dem Reaktionssintern auch eine Pulvermischung aus reinem Aluminium oder einer anderen Aluminium-Magnesium-Legierung mit Magnesium-Oxid eingesetzt werden, der auch weitere Zusätze wie beispielsweise MgAl2O4, Al2O3, TiO2, SiO2, ZrO2 und/oder Fe2O3 zugemischt sein können.
- Anschließend wird die vorstehend erläuterte Ausgangsmischung dann als Ausgangsmischung
11 , wie in1 gezeigt, auf die erste keramische Grünfolie10 und die zweite keramische Grünfolie12 aufgetragen. - Nach dem Laminieren gemäß
2 findet dann eine thermische Behandlung des laminierten Schichtsystems5 in bevorzugt sauerstoffhaltiger Atmosphäre statt, wobei während dieser thermischen Behandlung ein Reaktionssintern der Ausgangsmischung11 erfolgt. - Im Einzelnen umgeben sich im Laufe dieses Reaktionssinterns die Aluminiumpartikel bzw. Metalllegierungspartikel zunächst mit einer dünnen Oxidschicht, danach verflüssigt sich das im Inneren dieser oberflächlich oxidierten Partikel befindliche Metall, bevor im Weiteren die Oxidschicht aufbricht und das freiwerdende flüssige Metall durch Kapillarkräfte in die umgebende Matrix mit Magnesiumoxid gesaugt wird. Dabei reagiert Aluminium bzw. Magnesium mit dem zur Verfügung stehenden Sauerstoff zu Al2O3 und bildet schließlich mit dem Magnesiumoxid ein Spinell der Art MgAl2O4. Weiter bildet sich dabei auch ein weitgehend geschlossenes Netzwerk aus Al2O3, MgO und MgAl2O4 mit einer weitestgehend geschlossenen Porosität und einer schaumartigen Struktur aus. In Abhängigkeit von Vorverdichtung und Zusammensetzung kann dabei auch ein einphasiger Körper aus MgAl204 und darin eingeschlossenen Poren erreicht werden.
- Die genannten Zusätze wie Al2O3 TiO2 und ZrO2 können als katalytisch aktive Stoffe bei dem erläuterten Reaktionssintern dienen. Daneben beeinflussen sie die Benetzung. Schließlich sind sie auch als passive Füllstoffe geeignet.
- Das bei dein Reaktionssintern eingesetzte Temperaturprogramm entspricht bekannten Temperaturprogrammen bei dein Sintern der keramischen Grünfolien
10 ,12 bei der Herstellung von planaren Gassensorelementen. - Hinsichtlich weiterer Details zu Zusammensetzung der Ausgangsmischung und Struktur und Zusammensetzung der erhaltenen Zwischenschicht
11' sowie weiteren Details zu dein bei dein Reaktionssintern ablaufenden Prozessen sei im Übrigen aufDE 102 22788 A1 verwiesen. - Insbesondere sei betont, dass der im Wesentlichen oxidkeramische Werkstoff der isolierenden Zwischenschicht weitgehend geschlossene Poren aufweist. Daneben ist er gasdicht ist.
- Durch die Bestandteile der Ausgangsmischung und die bevorzugt oxidische Gasatmosphäre wird überdies erreicht, dass die Zwischenschicht
11' auch bei Temperaturen von 700°C bis 1000°C elektrisch isolierend ist. Sie weist bei Raumtemperatur einen spezifischen elektrischen Widerstand von wenigstens 1010 Ωm, insbesondere mindestens 1014 Ωm, auf. Die Dicke der elektrisch isolierenden Zwischenschicht11' beträgt bevorzugt weniger als 100 μm. Ihre relative Dielektrizitätskonstante ist bevorzugt kleiner als 8.
Claims (7)
- Keramisches Schichtsystem mit einer ersten Keramikschicht (
10' ) und einer zweiten Keramikschicht (12' ), wobei die erste und/oder die zweite Keramikschicht (10' ,12' ) aus einer Al2O3-Schicht oder einer Schicht aus ZrO2 oder yttriumstabilisiertem ZrO2 besteht, und wobei die beiden Keramikschichten (10' ,12' ) über eine elektrisch isolierende Zwischenschicht (11' ) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Zwischenschicht (11' ) von einem porösen oxidkeramischen Werkstoff gebildet ist, der durch Reaktionssintern einer Ausgangsmischung mit mindestens einem Metall und/oder mindestens einer Metalllegierung sowie mindestens einem keramischen Ausgangswerkstoff erhältlich ist, und dass die Zwischenschicht (11' ) eine relative Dielektrizitätskonstante kleiner als 8 und einen spezifischen elektrischen Widerstand von wenigstens 1010 Ωm aufweist. - Keramisches Schichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (
11' ) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der zumindest näherungsweise dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der ersten Keramikschicht (10' ) und/oder der zweiten Keramikschicht (12' ) entspricht, oder der zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der ersten und der zweiten Keramikschicht (10' ,12' ) liegt. - Keramisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Keramikschichten (
10' ,12' ) eine Festelektrolytschicht, insbesondere aus ZrO2 oder yttriumstabilisiertem ZrO2, ist. - Keramisches Schichtsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalllegierung eine Legierung eines Elementes der zweiten oder dritten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente mit einem Element der ersten und/oder der zweiten Hauptgruppe und/oder der vierten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente ist, und dass das Metall ein Element der zweiten oder dritten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere A1, ist.
- Keramisches Schichtsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Ausgangswerkstoff ein Metalloxid, insbesondere ein Erdalkalimetalloxid wie MgO, oder ein Oxid mit mindestens einem der Elemente Sc, Y, La, Mg, Al, Ca, Ti, Zr, Hf V, Nb, Fe, Ta, W oder Si wie SiO2, TiO2, MgAl2O4 oder Y2O3, ist oder enthält.
- Verwendung eines keramischen Schichtsystems nach einem der vorangehenden Ansprüche in einem Gassensorelement, insbesondere einem planaren Gassensorelement oder einer Lambdasonde.
- Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (
11' ) eine interne Heizerstruktur des Gassensorelementes von einer Festelektrolytschicht des Gassensorelementes trennt.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004029529A1 (de) * | 2004-06-18 | 2006-01-12 | Robert Bosch Gmbh | Keramisches Schichtsystem mit einer mechanischen Stress abbauenden Zwischenschicht |
| WO2016198917A1 (en) * | 2015-06-11 | 2016-12-15 | Centro Sviluppo Materiali S.P.A. | Refractories for applications in combustion chambers intended for producing energy and/or waste disposal |
| WO2018033553A1 (de) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | Heraeus Sensor Technology Gmbh | Poröses material, pulver zur herstellung eines porösen materials, verfahren zur herstellung eines porösen materials und bauteil |
| CN109781937A (zh) * | 2017-11-15 | 2019-05-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于传感器的传感器元件的密封元件和其制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4214594A1 (de) * | 1992-05-03 | 1993-11-04 | Roland Dr Ing Emmrich | Verbundkoerper, bestehend aus geometrisch bestimmten segmenten eines elektrisch isolierenden und eines elektrisch leitenden werkstoffes |
| DE68918473T2 (de) * | 1988-03-04 | 1995-02-09 | Hitachi Ltd | Funktionaler keramischer Formkörper und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| DE10222788A1 (de) * | 2002-05-23 | 2003-12-11 | Univ Bremen | Keramischer Werkstoff mit einer zumindest im Wesentlichen oxidkeramischen Matrix und darin eingebettenten Poren sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
-
2003
- 2003-01-23 DE DE2003102519 patent/DE10302519B3/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68918473T2 (de) * | 1988-03-04 | 1995-02-09 | Hitachi Ltd | Funktionaler keramischer Formkörper und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| DE4214594A1 (de) * | 1992-05-03 | 1993-11-04 | Roland Dr Ing Emmrich | Verbundkoerper, bestehend aus geometrisch bestimmten segmenten eines elektrisch isolierenden und eines elektrisch leitenden werkstoffes |
| DE10222788A1 (de) * | 2002-05-23 | 2003-12-11 | Univ Bremen | Keramischer Werkstoff mit einer zumindest im Wesentlichen oxidkeramischen Matrix und darin eingebettenten Poren sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004029529A1 (de) * | 2004-06-18 | 2006-01-12 | Robert Bosch Gmbh | Keramisches Schichtsystem mit einer mechanischen Stress abbauenden Zwischenschicht |
| WO2016198917A1 (en) * | 2015-06-11 | 2016-12-15 | Centro Sviluppo Materiali S.P.A. | Refractories for applications in combustion chambers intended for producing energy and/or waste disposal |
| US10611691B2 (en) | 2015-06-11 | 2020-04-07 | Rina Consulting—Centro Sviluppo Materiali S.P.A. | Refractories for applications in combustion chambers intended for producing energy and/or waste disposal |
| WO2018033553A1 (de) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | Heraeus Sensor Technology Gmbh | Poröses material, pulver zur herstellung eines porösen materials, verfahren zur herstellung eines porösen materials und bauteil |
| TWI650302B (zh) * | 2016-08-16 | 2019-02-11 | Heraeus Sensor Technology Gmbh | 多孔材料、用來製造多孔材料之粉末、用來製造多孔材料之方法，及元件 |
| CN109641800A (zh) * | 2016-08-16 | 2019-04-16 | 贺利氏传感器科技有限公司 | 多孔材料、用于生产多孔材料的粉末、生产多孔材料的方法和组件 |
| KR20190041494A (ko) * | 2016-08-16 | 2019-04-22 | 헤래우스 센서 테크놀로지 게엠베하 | 다공질 재료, 다공질 재료의 제조용 분말, 다공질 재료의 제조 방법 및 부품 |
| KR102227277B1 (ko) * | 2016-08-16 | 2021-03-11 | 헤라우스 넥센소스 게엠베하 | 다공질 재료, 다공질 재료의 제조용 분말, 다공질 재료의 제조 방법 및 부품 |
| CN109641800B (zh) * | 2016-08-16 | 2022-06-21 | 贺利氏先进传感器技术有限公司 | 多孔材料、用于生产多孔材料的粉末、生产多孔材料的方法和组件 |
| CN109781937A (zh) * | 2017-11-15 | 2019-05-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于传感器的传感器元件的密封元件和其制造方法 |
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