Verfahren zur Herstellung gepreßter, insbesondere stranggepreßter
keramischer Werkstoffe Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gepreßter,
insbesondere stranggepreßter keramischer Werkstoffe. Unplastische keramische Werkstoffe,
beispielsweise Bariumtitanat, Mangan-Zink-Ferrit oder dgl.,werden vor ihrer Sinterung
zu mechanisch festen Körgern
einem Preßverfahren unterworfen. Bei
diesem Preßverfahren erhalten diese Vderkstoffe die gewünschte Kernform. Dabei ist
es erwünscht,-daß die Kernpreßlinge nicht. nur leicht zu vorpressen sind, sondern-auch
mach dem Pressen eine genügende Rohfestigkeit aufweisen, ehe sie bei der anschließenden
Sinterung zu einem mechanisch festen Körper zusammensintern. Da derartige keramische
Werkstoffe insbesondere in der Elektrotechnik, z.B. als Dielektrika für keramische
Kondensatoren oder als Ferromagnetika für elektrische Spulen und dergleichen, verviendei
werden, ist es auch erwünscht, die elektrischen Eigenschaften derartiger keramischer
Körper dem gewünschten Verwendungszweck entsprechend anzupassen. So wird beispielsweise
ein besonderer Wert auf niedrige Verluste deraxt;iger keramischer Dielektrika bzw.
Ferromagnetika gelegt.Process for the production of pressed, especially extruded
ceramic materials The invention relates to a method for producing pressed,
especially extruded ceramic materials. Non-plastic ceramic materials,
For example, barium titanate, manganese-zinc-ferrite or the like., Before they are sintered
to mechanically strong bodies
subjected to a pressing process. at
This pressing process gives these materials the desired core shape. It is
it is desirable that the core compacts not. are only easy to pre-press, but also
make the pressing have a sufficient raw strength before they are in the subsequent
Sintering together to form a mechanically solid body. Since such ceramic
Materials especially in electrical engineering, e.g. as dielectrics for ceramic
Capacitors or as ferromagnetic materials for electrical coils and the like are used
it is also desirable to improve the electrical properties of such ceramic
Adapt the body to the desired purpose. For example
special emphasis on low losses of the ax; iger ceramic dielectrics resp.
Ferromagnetics placed.
Um diese Forderungen zu erfüllen, muß das Preßverfähren, insbesondere
die Art der dem Preßverfahren unterworfenen Preßmischung, für diesen Zweck geeignet
sein. So hat man bereis keramische Pulvermässen, iiie Ferritpulver, mit Wasser naßs
gemahlen, mit einem Bindemittel, das insbesondere in gelöster Form zugegeben wird,
versehen und unter Hinzufügen eines Schmiermittels dem Preßverfahren zugeführt.
Dabei hat das Bindemittel die Aufgabe, dem Kernpreßling eine ausreichende Rohteilfe:t1*g'-keit
zu verleihen, und das Schmiermittel dient der Verbesserung der Fließfähigkeit der
zu verpressenden Masse. So ist es bereits
bekannt, eine Polyvinylalkohollösung
bei etwa ?0 bis 80o0 an-
zusetzen, diese etwa 10%ige Polyvinylalkohollösung
dem naßgemahlenen keramischen Pulver zuzugeben und nach Hinzufügung
von die Fließfäigkeit erhöhenden Schmiermitteln zu verpressen.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist das Trocknen des naßgemahlenen
Pulvers sowie das Austreiben überschüssigen Wassers
aus den gemischten
Gut. Das Austreiben ist vielfach deshalb
notwendig, da verschiedene
Bindemittel aus verarbeitungstech-
nischen Gründen nur als niedrig
konzentrierte Lösungen zuge-
geben werden können, ein bestimmter Bindemittelanteil
jedoch
erforderlich ist. Das gemischte Pulver ist jedoch wegen des
überhöhten
Feuchtegehaltes nicht mehr preßfähig. Aufgabe der Erfindung ist die-Verbesserung
eines derartigen
Verfahrens; dabei soll auf das Abdampfen
überschüssigen Wassers
im gemischten Gut soweit wie möglich verzichtet
werden.. Außer-
dem soll der Preßdrnck durch Erhöhung der Fließfähigkeit
des
zu verpressenden keramischen Materials herabgesetzt werden.
Bei.einem
Verfahren zur Herstellung gepreßter, insbesondere
stranggepreßter, keramischer
Werkstoffe, wobei zur Verbesse-
rung ihrer Fließfähigkeit
und Rohfestigkeit die gemahlenen
und zu verpressenden unplastischen
Substanzen mit@einem Bin-
demittel versetzt und anschließend mit
einem Schmiermittel ver-
sehen werden, werden erfindungsgemäß die ungemahlenen,
unplastischen Substanzen trocken mit dem Bindemittel versetzt
und
mit diesem gemahlen.In order to meet these requirements, the pressing process, in particular the type of pressing mixture subjected to the pressing process, must be suitable for this purpose. Ceramic powder compounds, ie ferrite powder, have already been ground wet with water, provided with a binder, which is added in particular in dissolved form, and fed to the pressing process with the addition of a lubricant. The task of the binding agent is to give the pressed core a sufficient amount of raw parts, and the lubricant is used to improve the flowability of the mass to be pressed. Thus, it is previously known to fix a polyvinyl alcohol at about 0? Arrival to 80o0 to add these about 10% polyvinyl alcohol solution to the wet milled ceramic powder and to press by adding the increasing Fließfäigkeit lubricants. Disadvantages of this process are the drying of the wet-ground powder and the driving out of excess water from the mixed material. Stripping is often necessary because various binders can only be added as low- concentration solutions for processing reasons , but a certain proportion of binder is required. However, the mixed powder can no longer be pressed because of the excessive moisture content. The object of the invention is to improve such a method; Registered to the evaporation of excess water in the mixed well so far as possible be omitted .. outside the set of Preßdrnck be reduced to be pressed ceramic material by increasing the flowability of the. Bei.einem method for producing pressed, in particular extruded, ceramic materials, wherein tion for improving their flowability and green strength, the milled and DEMITTEL offset to be pressed aplastic substances with @ a bond and are then comparable to see with a lubricant According to the invention the unground, non-plastic substances dry mixed with the binder and ground with this.
Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei der Verwendung von Alginat
als Bindemittel und der trockenen Mahlung dieses Bindemittels mit dem unplastischen
keramischen Pulver das Maßmahlen und der Trocknungsprozeß unterbleiben können, ohne
daß die Preßeigenschaften gegenüber dem bekannten Verfahren verschlechtert sind.
Die Fließfähigkeit wird sogar verbessert und der Preßdruck von beispielsweise 0,5
t/cm2 auf 0,3 t/em2 vermindert. Die Rohteilfestigkeit beträgt etwa 150
kg/cm 2 gegenüber 100 kg/cm 2 bei Verwendung von Polyvinylalkohollösung,
die nach einem kostspieligen Naßmahlprozeß dem keramischen Mahlgut zu-' gesetzt
ist. Das trocken zugegebene Bindemittel wird beim Feinmahlen, insbesondere in Schwingmühlen,
besonders fein und gleichmäßig im Pulver verteilt. Dies äußert sich später in einem
homogenen Gefüge der Preßlinge und einer erhöhten Rohteilfestigkeit. Weiterhin ist
infolge dieser guten Verteilung die Fließfähigkeit der zu verpreßenden Substanzen
besser und demzufolge der Preßdruck niedriger als bei Pulvern, die nach den bekannten
Verfahren aufbereitet werden: Die Zugabe des Bindemittels und die trockene Mahlung
erfolgen vorteilhaft in einer Kugel- oder Schwingmühle, wobei in einer weiteren
Ausbildung der Erfindung der Zusatz einer geringen
Menge Stearat
eine weitere Verbesserung der Preßeigenschaf ten ergibt. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist auch anwendbar auf das Verpressen von derartigen Substanzen, die erst bei der
Sinterung nach dem Pressen zu keramischen Substanzen umgeformt werden. Derartige
Ausgangsstoffe sind beispielsweise Metalloxide, wie (e203, Mn0 und Zn0, die sich
beim Sintern zu Mangan-Zink-Ferrit umformen.It has been shown that, particularly when alginate is used as a binder and this binder is dry-milled with the non-plastic ceramic powder, the dimensional milling and drying process can be omitted without the pressing properties being impaired compared to the known method. The flowability is even improved and the pressing pressure is reduced from, for example, 0.5 t / cm2 to 0.3 t / cm2. The raw part strength is about 150 kg / cm 2 compared to 100 kg / cm 2 when using polyvinyl alcohol solution, which is added to the ceramic grist after an expensive wet grinding process. The binder added dry is distributed particularly finely and evenly in the powder during fine grinding, especially in vibratory mills. This later manifests itself in a homogeneous structure of the compacts and an increased strength of the raw part. Furthermore, as a result of this good distribution, the flowability of the substances to be pressed is better and consequently the pressing pressure is lower than with powders prepared according to the known processes Further development of the invention, the addition of a small amount of stearate results in a further improvement in the press properties. The method according to the invention can also be used for pressing substances of this type which are only reshaped into ceramic substances during sintering after pressing. Such starting materials are, for example, metal oxides such as (e203, Mn0 and Zn0, which are transformed into manganese-zinc-ferrite during sintering.
Im Folgenden ist ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren angegeben:
Eine bei etwa 11000C gesinterte Mischung von Pe203, MnO und Zn0 wird in einer Kugelmühle
mit 1,7 Gew% Ammonium-Alginat und 0,3 Gei@F"a Zink-Stearat 6 Stunden trocken gemahlen.
Anschließend wird das Mahlgut in einer Mischmaschine 30 Minuten mit 0,6 Gev Glykol,
2,3 Gevrj einer Wachsemulsion und 13. Gew% Wasser gemischt. Aus dieser Mischung
werden Antennenstäbe mit 10 mm Durchmesser stranggepreßt. Nach dem Trocknen werden
die Stränge auf die gewünschte Antennenstablänge zerschnitten und in bekannter Weise
in einem Durchlaufofen bei ca. 1200°C gesintert. Ammoniumalginat bietet den Vorteil,
daß keine unerwünschten Rückstände nach der Sinterung im keramischen Körper verbleiben.An example of the method according to the invention is given below: A mixture of Pe203, MnO and ZnO sintered at about 11000C is mixed in a ball mill with 1.7 wt.% Ammonium alginate and 0.3 Gei @ F "a zinc stearate for 6 hours The ground material is then mixed in a mixer for 30 minutes with 0.6 Gev glycol, 2.3 Gevrj of a wax emulsion and 13% by weight of water. Antenna rods with a diameter of 10 mm are extruded from this mixture. After drying, the strands are extruded cut to the desired antenna rod length and sintered in a known manner in a continuous furnace at about 1200 ° C. Ammonium alginate offers the advantage that no undesirable residues remain in the ceramic body after sintering.
Es zeigt sich, daß ein derartiges Verfahren gegenüber dem seither
bekannten Verfahren zu einer-bedeutenden Verminderung
der Herstellungskosten
führt, ohne daß die elektrischen und magnetischen Eigenschaften der erfindungsgemäß
hergestellten Antennenstäbe verschlechtert sind.It turns out that such a process has been compared to since then
known methods to a significant reduction
the manufacturing costs
leads without the electrical and magnetic properties of the invention
manufactured antenna rods are deteriorated.