DE2027574A1 - Gebrannter Keramikkörper - Google Patents
Gebrannter KeramikkörperInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen gebrannten Keramikkörper* ineoesondere einen Zündkerzenieolator,welcher ein Seaktioneprodukt
von 94,0 bia 96,5 <Jow.-% Ai2°3 ^114 ^B^ste^reehend 6,0 bi· 3,5
Gew.*% einer Mischung von SiO2, OaO und HgO enthält· Gebrannt»
Keramikkörper dieser Art, die einen hohen Anteil von
enthalten, sind in der TJSi-Fatentfohrift 3 16? 438 beeohrieben. Sie Zueaaowneetisung der in der üai-Patentechrift beechriebenen leraaikkörper 1st derart, daß während der Sinterung ein
Maximales Auemaß der Qlaekrietallisation auftritt» wodurch ein
leramikkörper Bit einem relativ hohen Elastizitätsmodul und ei*
ner geringen Beetändigkeit gegenüber plötslicher Eemperaturrer»
änderung (Wärsxeachock) erhalten wird·
Sas bei gebrannten Keramikkörper]! für die Verwendung als Züadktrseniaolatoren auftretende Problem igt, eiata EecaalldEurp·»
•ti erhalten, des» geeignete Kgensehafttn aineiohlioh elektri- ,
»eher Ieolierun^ aueretehende festi^keit mü «in·
OOtili/IIM
Beständigkeit gegenüber Ab splittern unter d@n oft- raßetea
raturänderungsn, denen eine Zündkerze während d@s Gebrauches
widerstehen muß, besitzt»
Der Index der Absplitterbeständigkeit oder übt lactam der B@«* ■■
ständigkeit gegenüber plötzlicher fei©®ratmrT@rii»äer»Bg für
einen Keramikkörper, der als aaximale f©a^8ratB3e€iff#2?esss ΔΦ»
der ein Keramikkörper ohne aas Abspittenuag auftritt» wides*»
stehen kann^ejS^pr^}arefoiial - zm -Jr9 .worin k die
fähigkeit des Körpers, S die Festigkeit des
Elastizitätfflftodul d®s Körpers uM.
koeffissient des Körpers sini· Aub dieser B@ii©kasg ist
ersichtlich, daß es für ©ine lx®h® B@sttod±gk©it" geg
plötsucher (Cemperaturveränderung, dl® im folg<aad®s
schockböständigkeit genannt werden wird, ©rfosederlieh ist,
einan Keramikkörper mit hoher Poetigköitj mit einem n±<sc
niedrigen Wärmeausdehnungsko@ffigi®at©n
mikkörpern, welche einen hohen Anteil <9© - 9S Saw^) Aluvlnlimoxyd
enthalten, sind Mm Sö@ffi»ient©n eier VSmeleitfahi^ceit k.
und der Värmeaugdo-MOBg C^. praktisch konstant® Baher ist
für solche SeraiBikkörpes1 praporti@&al su i/l9 usd
VärmeechockbeBtändigk®it bei
Keramikkörpers su
Körpers niedrig sein«
Tür die Lösung der Keraaikkörper deduren &$,®9 SaS die
HiBohung von SiO2, CaO wad Μφ in doa dea getoaimten
kBrper bildenden Beaktien^pr@dulct so auisgeifilü.t Merdea« dai die
ZueejDMnaetaung "Aimwt
föraigen Bereieliaa litgfet- ter
und D auf «ine® ärtiacaei
*'■-·'-■ - BAD ORIGINAL,
SiO2 OaO
| B | 46 % | 2027574 | |
| A | •46 % | 44 % | |
| 60 % | 39 % | 10 % | 60 % |
| 32 % | 15 % | 37 % | |
| ο <tL | |||
eine kristalline Phase von Spinell, die 3 Gew.-% dee
gebrannten Körpers nicht übersteigt, vorliegt·
Die Anwesenheit einer kleinen, geregelten Menge von HgO
relativ zu den Mengen von SiOg und CaO dient dazu, die
Entglasung und Kristallisation wahrend der Herstellung des
Keramikkörpers auf ein Minimum hex&zusetjsexu Eine solche
geregelte Menge von HgO kristallisiert rasch Innerhalb dee
Körpers -unter Bildung einer Menge einer kristallinen Phase von Spinell von nicht mehr al a etwa 3 Gew«-# des Körpers,
wie durch Böntgenstrahlbeugung festgestellt wurde«
Diese kristalline Phase besitzt eine feinkörnige Struktur, und dient als Puffer- oder Inhibierungemittel gegenüber weiterer Glas-Krlstallieation. Der so hergestellte Keramikkörper
besitzt eine hohe Festigkeit und einen niedrigeren Elastizität»«·
modul im Vergleich zu bekannten Keramikkörpern, die als Zündkerzenisolatoren
verwendet werden« Im Vergleich, mit diesen
bekannten Keramikkörpern betragt der Verluetwinkel der «rfindungegemäSen
Keramikkörper, &♦ h. derjenigen, dl· eine inner·
halb der Parallelogrammfläche von Figur 1 liegende SlO2 *
CaO - MgO-Zusammensetzung besitsen, nicht weniger als
0,001, gemessen bei einer Frequenz von 10 QSs*
Beispiele von erfindungsgemäßen gebrannten Keramikkörpern
sind in der folgenden Tabelle II wiedergegeben, In dieser
Tabelle sind die Zusammensetzungen, der gebrannten Keramik*
körper und die wichtigen physikalischen Eigenschaften dieser Körper aufgeführt. 2 der Körper, nämlich der Körper Ca) und
der Körper (c), die in der Tabelle II aufgeführt elnd, stellen,
bevorzugte Ausführungeformen der Erfindung dar, der Körper (·.),
0 09 8 84/1899
* · BAD ORIGINAL
weil das zur Herstellung des entsprechenden, nicht gesinterten
"Grünlings" verwendete Äusgangsrohmaterial überlegene mechanische HandhaiTungselgenechaften, die später beschrieben werden,
besitzt; und der Körper (c),. weil er den Körper mit dem höchsten Index der Wärmeschockfestigkeit der in der Tabelle II wiedergegebenen Beispiele darstellt.
Wie später in der Beschreibung erläutert wird, werden gebrannte Keramikkörper der Erfindung nach der bekannten Arbeitsweise der Formung entsprechender nicht gesinterter Grünlinge aus
einer Mischung des geeigneten Rohmaterials und Sinterung dieser Grünlinge bei erhöhter Temperatur zur Herstellung des gebrannten Keramikkörpers hergestellt. Zum Unterschied zu den
bekannten, gebrannten Keramikkörpern, die für Zündkerzen!so-1 at or en verwendet werden, können die Keramikkörper der Erfindung bei einer niedrigeren Sintertemperatur und einer reduzierten Gesamtbrennzeit hergestellt werden. Bei der Herstellung
der erfindungsgemäBen Keramikkörper während einer gesamten Zeitspanne von 20 h (verglichen mit der bekannten Zeit von
mindestens 24 h) werden die entsprechenden Grün-Preßkörper auf eine Sintertemperatur von etwa 1593 0O erhitzt, auf dieser Temperatur für eine Zeitspanne von 0,5 bis 1 h zur Ausbildung der Keramikkörper gehalten, und die Keramikkörper werden
dann auf Umgehungstemperatur abgekühlt, wobei die Zeit zur
Erhitzung der Grün-Preßkörper auf die Sintertemperatur annähernd gleich der Seit ist, die zur Abkühlung der i*ramikkörper auf Umgebungstemperatur angewandt wird. Dl« Verwendung
einer niedrigeren Sintertemperatur und einer kürzeren Brennzeit ergibt eine beträchtliche Zeit- und Kosteneinsparung bei
der Herstellte der erfindungsgemäBen Keramikkörper im Vergleich zu bekannten Keramikkörpern, wie dies zuvor erwähnt
wurde·
Gebrannte Keramikkörper, die die gewünschten physikalischen
Eigenschaften besitzen, bestehen im wesentlichen au« einem Reaktionsprodukt, welches - berechnet als Oxyde - 9% bit 96,5
Gew.-^ A12°3 enthält, wobei der Rest eine Mischung von
- 4 -. 009884/1899
CaO und HgO ist, dessen Zusammensetzung auf einem dreiachsigen
Gew.-^-Diagramm für eine SiO2 * OaQ - HgO-Mi schling ein«
parallalograsiiaforaige Fläche definiert, die von dem durch die
Punkt© A, Bj C und D in Fig. 1 wiedergeg*b«nen ZusejUMneetsun»
gen "begrenzt ist und in der folgenden Tabelle X aufgeführt
isti
1 S. 1
SiO2 60 % 46 % m % 60 %
CaO 32% 39 % 44 % 37%
% 10 % 3 %
In άβτ folgenden Tabelle II sind die Zueasaeneetsungen ron
gebrannten Körpern der Erfindung zueaeaen Mit phyeilcaliachen
Eigenschaften, einechließlich der Enoop1 sehen Wikroh&rte,
welch« ein Maß der Dichte der Körperatruktrur ist, dee feet igkeitsBOdul· (H yon S) und dee StaetisitatflMduls (If iron I)9
aufgeführt« Die nicht in Klanern gesetste Wert· eine θ
jeden Bestandteiles in jeder Zusammenstellung steifen die Oew·-
TIe. dee Bestandteiles dar, wahrend die eingeklammerten Werte
die Gew.-% «lass Jeden der angegebenen Bestandteile auf Ba*
sie der Geeamtbestandteile la törper mit Annehme des iluminl
oxydes darstellen. Die eingeklammerten Werte slaft auf ds« drei
acheigen Diagramm der ?ig. 1 wiedergegeben und liegen innerhalb der Pallalelogrammfläohe, welche die flieh· der Eusammensetzung der minimalen JEtxtglaeung ron Ülim wiedergibt. .
(a) Cb) (o) (d)
94,5 953 96.S 95,7
5 *)
2.1 1,0 1.3
BAD ORIGINAL
(a)
MgO O9? 0,4 0,3 0,7
(-13.2 %) (9,1 %) (8,1 %) (ij,2 %)
Mikrohärte 1240 1324 1306 1326
M Ton S 54,6, 58,6, 60 * 58,0 ,
χ ICK." χ 1Ορ χ 1Ορ ar 1(K
M von E 43,856 45,53 6 44,33 β 45,55 6
χ 1Ob χ 1Ob χ 10 ■ χ 1Ob
ΔΤ^(3/Ε) 1,24 1,30 1,40 1,29
Zn» Vergleioh ait dan hooh«>altmlj
auf welche sich, dia Erfindung baal^ht, sind in der
Taböll© III di® Stisasaa^nsatsimg «ad die physitelisöh e&arakt·«*
rietisehen Daten fite· tsnpiseiie hoc
die außerhalb dor farallelograiBiafläcna voa Fig. 19 li®g®n9
aufgeführt. Dia Körper der."vorh^rigsn fabell© -Il b©gita©a
WarsieschookbeatSndigfcsit und aia#
40 % gfföEa-i? als did Wenigen fe
, - 6 -■
0 0 9 884/1199 v BÄD original
CD
C2)
(3)
(O
OBi
SiO2
CaO
Hlkrohärt· K von S H τοπ B
93,6 94,9 93,6
4,4 (76,0 %)
3,0 (63,9%) 2,3 (43,4 %)
0,1 (1,7 %) 1,2 (25,5%) 3,6 (56,6%)
1,3 (22,3%) 0,5 (10,6#) 1140 1332
42 χ 105 53,7 x
43»Χ* 106 52,1 χ ίο6
89,72 83,2
8.0 (80,8 %) 13,2 (78,1 %)
1.1 (11,1 %) 1,1 (6,5 %)
0,976
1,04
| 103 | 0,8 | (8,1 %) | ο r ίο6 | 2, | 6 (1$,4 %). | |
| 1058 | 106 | 1304 | 1,05 | 1143 | ||
| 45,2 ac | 44, | 39 | ,4 3C1O3 | |||
| 4^.3 r | 42, | 39 | ,4 χ 106 | |||
| 0,98 | 0,986 | |||||
Im folgen&.-jn wird ajahaad ©ines Beispieles mit besonderem
bezug auf den in der Tabelle II als Körper (a) aufgeführten,
in Ubereiastimrnung alt der &finduüg hergestellten bevorzugten Körper eine typ! sehe-, bei der Bildung solcher Körper
angewandte Arbeltsweise beschrieben«
Eine Ausgangsrohmischung von kommerziell erhältlichen Be*
etandteilen in annähernd den in der folgenden fabeile If
aufgeführten Gewicht st eil en wird in einer Srehkugelaühle
gemahlen, wobei an eich bekannte, organische Verbindungen, z. Bc Wachs und öl, zu der Mischung zugegeben werden, um
die Handhabung der "Grünmischung" zu unterstützen.
| Al2O, Talkum |
Tabelle IV | Köroer Cc), | |
| • | Kaolinton CaIciumoarbonat |
^Örper ^a)1 | 92,4 0,8 4,2 2,4 |
| 91,3 1,8 5,5 |
|||
organische Verbindungen (Wachs, Ol usw.) 1,8 1*8
Sie Mischung wird dann m der gntfineehaen ?ov» v«rformt, d. h.
Eur Bildung eines Zündkereenisolator«>GrUnlins0, wie in Tig· Z
gezeigt, verformt, der dann zur Herstellung dee in Tabelle II
aufgeführten β rf indunge gemäßen Körper« für jede Auf zählung
der Rohmaterialien der Tabelle IT gebrannt wird. Während der
als (a) bezeichnete Körper einen etwas niedrigeren Δ T-Wert
als derjenige von Körper (c) besitzt, hat dae AuagangsfflAterial
für Körper (a) bessere mechanische Han&b^buag»eigenschaften,
009884/1 899
dies ist unter dem Gesichtspunkt der BersteBunn wesentlich·
Die wie in Fig. 2 geformten "Grünpresaling·" können nach el«»
nem kürzeren Zeitplan und bei einer niedrigeren Temperatur brannt werden» als dies von dem vorbekannten Stand der Technik
gelehrt wurde. Insbesondere können die erfindungegemäBen Körper
sowohl in einer oxydierenden, als auch in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von etwa 1593
gebrannt werden, wobei die Körper auf dieser Temperatur für eine Zeitspanne von etwa 0,5 hie 1 h gehalten werden. Die Brenn·
temperatur kann nach einem Brennplan erreioht werden, bei welchem
sowohl die Auf hei zunge«· als auch die Abkühlungs ab schnitt β
hinsichtlich der Zeit gleich sind, und wobei die gesamt· Brenn»
zeit nicht mehr als 20 h beträgt. Der Stand der Technik gibt hinsichtlich dieser Bedingungen einen 24-stündigen Brennplan
bei etwa 1635 0G 8^ · Unter dem Gesichtspunkt der Herstellung
ist daher klar, daß eine beträchtliche. Zeit« und Kosteneinsparung vorliegt.
9 ■·
009884/1899
BAD ORIGINAL
Claims (2)
- PatentansprücheGebrannter Keramikkörper, insbesondere in Jona eines ZündkerzeniBolators, der ein Reaktionsprodukt von 94,0 bis 96V5 Gew.i-% ^2^3 ^nü- entsprechend 6,0 bis 3*5 GaWi-Ji einer Mischung von SiO2, CaO und MgO umfaßt, dadurch gekennzeichnet , daß die Anteile der Bestand* teile dieser Mischung so ausgewählt sind, daß die Zus&men« setzung der Mischung innerhalb einer parallelogramnfdrmigen Fläche liegt, die von der durch die Punkte A, B, 0 und D auf einem dreiachsigen Gew.-^-Diagrsaa für SiOg - CaO MgO-Mi schlingen gegebenen ZuseanensetEungen wie folgt begrenzt wird:
Ä B 0 60 SiO2 60 % 46 % 46 % 37 OaO 32% 39 % 44 % 3 MgO 15 % 10 % und eine kristalline, 3 Gew»-»$ dee gebrannten Körpers nicht übersteigende Phase von Spinell vorliegt«2· Gebrannter Keramikkörper nach Anspruch 1, dadurch ge· kennzeichnet , daß das Beaktionsprodukt - ausgedrückt als Oxyde - 94,5 Gew.-# Al3O5, 2,5 Gew.*# SiO2, - 2.1 Gew.~# CaO und 0,7 Gew.-# MgO enthält.3· Gebrannter Keramikkörper nach Anspruch 1, dadurch ge* kennzeichnet, daß das Reaktionsprodukt * aus· gedrückt als Oxyde - 96,2 Gew.-^ Al3O3, 2,2 Gev.«# SiO2,1.2 Gew.-# CaO und 0,3 Gew.*% MgO enthält.- 10 009884/1899BAD ORIGINALVerfahren zur Herstellung eines gebrannten Keraaikkörpers, Insbesondere In Form eines Zündkerzenisolators, hergestellt durch Sintern eines entsprechenden Grünpreßlingeβ bei einer erhöhten Temperatur- dadurch gekennzeichnet , daß der Grünpreßling bei einer Gesamtbrenndauer von etwa 20 h auf eine Sintertemperatur von etwa 1593 0C erhitzt wird, auf dieser Temperatur für eine Zeitspanne von etwa 0,5 bis 1 h zur Bildung des Keramifckörpera gehalten wird, und der Keramikkörper dann auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird, wobei die zur Erhitzung des Grünpreßlinge auf ßinterteape· ratur verwendete Zeit annähernd der zur Abkühlung des Keramikkörpera auf Umgebungstemperatur verwendeten Zeit gleich ist.- 11 009884/1099BAD ORIGINALLeerseite
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US83041369A | 1969-06-04 | 1969-06-04 | |
| US83041369 | 1969-06-04 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2027574A1 true DE2027574A1 (de) | 1971-01-21 |
| DE2027574B2 DE2027574B2 (de) | 1972-08-31 |
| DE2027574C3 DE2027574C3 (de) | 1977-01-13 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2566767A1 (fr) * | 1984-06-27 | 1986-01-03 | Champion Spark Plug Co | Ceramique et son procede de production |
| WO1993023346A1 (de) * | 1992-05-14 | 1993-11-25 | Robert Bosch Gmbh | Gesintertes aluminiumoxidprodukt |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2566767A1 (fr) * | 1984-06-27 | 1986-01-03 | Champion Spark Plug Co | Ceramique et son procede de production |
| WO1993023346A1 (de) * | 1992-05-14 | 1993-11-25 | Robert Bosch Gmbh | Gesintertes aluminiumoxidprodukt |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA925689A (en) | 1973-05-08 |
| GB1268018A (en) | 1972-03-22 |
| FR2049907A5 (de) | 1971-03-26 |
| DE2027574B2 (de) | 1972-08-31 |
| US3615763A (en) | 1971-10-26 |
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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