DE1796341C3 - Verfahren zur Herstellung eines glasierten Keramikkörpers mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines glasierten Keramikkörpers mit niedrigem thermischem AusdehnungskoeffizientenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers mit einem linearen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten niedriger als 3,9 · 10 6 aus
einer Masse auf Lithiumaluminiumsilikatbasis, der einen Glasurüberzug mit einem niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten
als der Keramikkörper aufweist. Ein Glasurüberzug gemäß der Erfindung ist glatt,
dicht, hart und rißfrei.
Es ist schwierig, einen Keramikkörper von geringe! Wärmeausdehnung mit einem Glasurüberzug von noch
geringerer Wärmeausdehnung zu versehen. Es wurden schon viele Versuche unternommen, z. B. mit sehr
dünnen Glasurschichten, mit selbstglasierenden Massen und mit Craqueleglasuren. Alle diese Verfahren
führten nicht zu befriedigenden Erfolgen.
Die Ausbildung dünner glasartiger Filme bereitet Schwierigkeiten bezüglich gleichmäßiger Dicke. An 5»
dickeren Stellen entstehen leicht Risse. Selbstglasierende Massen bereiten Schwierigkeiten bezüglich der
Erhitzungs- und Kühlungsbedingungen, und der GIasierungsvorgang
führt nicht zu Produkten gleichbleibender Qualität. Eine Craquelöglasur hat folgende
Nachteile: Da die Glasur einen höheren Ausdehnungskoeffizienten als der Körper hat, wirkt eine Zugspannung
an dessen Oberfläche. Hierdurch wird die Wärmebeständigkeit verringert, und es entstehen Risse, in die
Verunreinigungen eindringen können, was die Reinhaltung und das Aussehen beeinträchtigt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers der eingangs beschriebenen
Art anzugeben. Erfindungsgemäß wird für den Körper eine Masse verwendet, die Petalit,
Spodumen oder Eukryptit und plastischen Ton enthält. Das glasurbildende Material enthält als Hauptkomponente
SiO2.
Aus der deutschen Auslegeschrift 11 24 861 ist es
bekannt, Formkörper aus Petalit mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten durch Zusätze
von Erdalkalioxiden zu verbessern. Nach dieser Druckschrift kann ein poröser keramischer Formkörper, der
durch Brennen einer zu 100",, aus Petalit bestehenden
Masse hergestellt ist, mit einer wasserdichten Glasur mittels eines Schlickers aus 98 Gewichtsprozent Petalit
und 2 Gewichtsprozent Bariumoxid versehen werden. Die Glasur soll eine mindestens um 30 C niedrigere
Brenntemperatur als die höchste BrenntemDeratur des Bisquitkörpers haben.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers mit einem linearen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten niedriger als 3,9 · 10 6 aus einer Masse auf Lithiumaluminiumsilikatbasis,
der einen glatten, dichten und harten Glasurüberzug mit niedrigerem Ausdehnungskoeffizienten
als der Keramikkörper aufweist. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper
aus einer Masse, die 40 bis 90 Gewichtsprozent Petalit, Spodumen oder Eukryptit und 10 bis 60 Gewichtsprozent
plastischen Ton, bezogen auf die Menpe an Petalit, Spodumen, Eukryptit und plastiV: , Ton,
sowie ZnO und/oder SiO2 enthält, mit einem glasurbildenden
Material, das in Molprozenten 60 bis 79 SiO2, 9 bis 12 AI2O3, 0 bis 20 ZnO, 0 bis 7 MgO,
2 bis 5 CaO und 0 bis 7 Li2O enthält, beschichtet wird, worauf durch Erhitzen auf 1250 bis 1350 C unter
Wechselwirkung von Komponenten der Keramikmasse und des Glasurmaterials Kristalle mit niedrigen
Ausdehnungskoeffizienten in der Glasurschicht gebildet werden.
Erfindungsgemäß bilden sich in der Glasurschicht Kristalle von Silica-O in fester Lösung und /J-Spodumen
in fester Lösung, die einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten haben. Silica-O ist eine SiO2-Modifikation,
die im System Li2O—AI2O3—SiO2 entsteht.
Die polymorphe Form hat im wesentlichen die Struktur von Hochquarz (vergleiche Zeitschrift für Kristallographie,
111, 185 bis 189 [1959] und Chemistry and Physics, XIV, 103 [1962]).
Durch den Zusatz von kleinen Mengen metallischer Oxide, Carbonate oder .Silicate, wie MgO, CaCO3,
BaCO3, SrCO3, wird der Temperaturbereich für das
Brennen erweitert. Spuren von K2O und Na2O können
vorhanden sein.
Es ist wesentlich, daß der Keramikkörper entweder ZnO oder SiO2 oder beide enthält oder das glasurbildende
Material ZnO enthält.
Der thermische Ausdehnungskoeffizient der Glasur kann durch Regelung der Mengen an ZnO und Li2O
über den breiten Bereich von 3,9 · 10~β bis Null
variiert werden. Eine Nachbehandlung durch nochmaliges Erhitzen ist nicht erforderlich.
Dadurch, daß die Glasurschicht einen niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten als der Körper hat, wird
die Festigkeit des Endprodukts erhöht.
Das erfindungsgemäß hergestellte Produkt hat eine glatte, dichte und harte Glasuroberfläche; es absorbiert
kein Wasser. Das gute Aussehen und die Dauerhaftigkeit sind hervorragende Eigenschaften für Tafelware
und industrielle Zwecke. Man erreicht eine hohe physikalische Festigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit
ohne Rißbildung.
Die Herstellung des Grünkörpers erfolgt auf übliche Weise. Nach Auftragen der Glasur wird bei 3250 bis
1350 C gebrannt.
Beispiel Eine Mischung aus
Gewichtsprozent
Petalit 65
plastischem Ton 22
Quarzsand 10
Zinkweiß 3
IO
wurde in einer Kugelmühle gemahlen und gemischt. Aus der aufgeschlämmten Mischung wurden Eisenbestandteile
und überschüssiges Wasser entfernt. Dann wurde der Körper durch Drehen oder Gießen geformt.
Als glasurbildendes Material wurden is
Gewichtsprozent
Quarzsand 10
Petalit .55
Kaolin (calciniert) 18 *>
Kalkstein 4
Zinkweiß 13
in einer Kugelmühle fein gemahlen und gemischt und in gleichmäßiger Verteilung auf die Oberfläche des
Grünkörpers oder Bisquitkörpers aufgebracht. Der überzogene Körper wurde dann bei 1250 bis 1300 C
gebrannt.
Das Produkt hatte folgende Eigenschaften:
Biegefestigkeit 600 kg/cm2
Linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient des Körpers 0,8 · 10"6
Linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient der Glasur 0,3 · 10-«
TemperaUirwechselbeständigkeit
(beim Abschrecken) 600 C
Farbe weiß
Oberflächenbeschaffenheit matt, dicht
und hart.
Claims (1)
- ί.Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers mit einem linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten niedriger als 3,9 · 10 6 aus einer Masse auf Lithiumaluminiumsilikatbasis, dereinen glatten, dichten und harten Glasurüberzug mit niedrigerem Ausdehnungskoeffizienten ais der Keramikkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus einer Masse die 40 bis 90 Gewichtsprozent Petalit, Spodumen oder Eukryptit und 10 bis 60 Gewichtsprozent plastischen Ton, bezogen auf die Menge an Petalit, Spodumen, Eukryptit und plastischen Ton, sowie ZnO und/oder SiO, enthält, mit einem glasurbildenden Material, das "in Molprozenten 60 bis 79 SiO.,, 9 bis 12 AI2O3, 0 bis 20 ZnO, 0 bis 7 MgO, 2 bis 5 CaO und 0 bis 7 Li2O enthält, beschichtet wird, worauf durch Erhifzen auf 1250 bis 1350 C unter Wechselwirkung ao von Komponenten der Keramikmasse und des Glasurmaterials Kristalle mit niedrigen Ausdehnungskoeffizienten in der Glasurschicht gebildet \verden.»5
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4869965 | 1965-08-12 | ||
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Publications (3)
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|---|---|
| DE1796341A1 DE1796341A1 (de) | 1974-05-30 |
| DE1796341B2 DE1796341B2 (de) | 1976-05-06 |
| DE1796341C3 true DE1796341C3 (de) | 1976-12-16 |
Family
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