DE2059679A1 - Hochwertige dichtgesinterte Aluminiumoxid-Keramik - Google Patents
Hochwertige dichtgesinterte Aluminiumoxid-KeramikInfo
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Description
FormteiLe aus dichtgesintertem Aluminiumoxid haben in den letzten Jahren zunehmende Bedeutung in der Technik gewonnen. Sie sind z. B, im Normenblatt DIN 40 685 "Keramische Isolierstoffe für die Elektrotechnik" in den Gruppen 706, 708 und 710 orfaßt. Diese Gruppen unterscheiden sich hinsieht Hch des Aluminiumoxidgehalts (Gew%) im fertigen Erzeugnis, Die hochwertigsten Stoffe sind diejenigen der Gruppe 710, die über 99,0 Gew% Aluminiumoxid enthalten. Da FormteiIe aus solchen Stoffen sieh schwer herztellen Lassen, hat man durch Zusatz anderer Stoffe, also durch Verhindern <J^s Aluminiumoxidgehalts des fertigen Erzeugnisses, die Fertigung er leichtert. Besonders nachtei Hg für die Fertigung der Stoffe der Gruppe 710 ist, daß die Rohmasse sich nicht gut formen läßt und die Temperatur für die Dichtsinterung über 1600 C liegen muß. Auch die weniger hochwertigen Aluminiumoxide der Gruppe 708 mit 90 bis Gew% Aluminiumoxidgehalt weisen Brenntemperaturen im Bereich von etwa 1600 bis 1700 °C für die üichtsinterung auf.
Gegenstand der Erfindung ist eine Aluminiumoxid-Keramik mit dem ALuminiumoxidgeha.lt der Gruppe 708, bei der als Zuschlagstoffe solche Schwermetalloxide verwendet werden, die eine Sinterung im Bereich von nur 1270 bis 1400 °C ermöglichen. Trotz dieser als sehr niedrig zu
bezeichnenden Temperaturen werden durch die neue Aluminiumoxid-Keramik die meinen Eigenschaften, insbesondere die mechanische Festigkeit und
die •Järn.eLeitfähigkeit der Stoffe nach Gruppe 708 erreicht oder sogar
üoertrot fen. £s treten lediglich ein größerer dielektrischer Verlustfaktor unq äin verminderter elektrischer Ourchgangswiderstand auf,
deren zahlenmäßige Werte jedoch (auch innerhalb der Elektroteohnik)
für viele Anwendungen ausreichend sind. Bemerkenswert ist ferner, daß
die Stoffe nach der Erfindung sich gut nach den bekannten Einbrennverfahren metallisieren lassen, und zwar sowohl für Wmich- als auch
für Hartlöten,
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- 2 -BAD ORIGINAL
- £ -
2. 12.
Χ*
Erfindungsgemäe entsteht die neue Aluminiumoxid-Keramik durch die
Sinterung eines Pulvergemisches aus reiner Tonerde und Zuschlagen von 3 bis 8 GeWA einer Mischung aus 3 oder mehr Oxiden der Schwermetall der Atomnummern 22 bis 29; die Formkörper werden im Temperatur
bereich von nur 72,70 bis 14-00 C, vorzugsweise 1300 bis 1350 C, dichtgesintert. Als Zuschlagstoffe dienen vorzugsweise Oxide der Schwermetalle der Atomnummern 24- bis 27, also Chromoxid, Manganoxid, Eisenoxid und Kobaltoxid, in etwa gleichen Gewichtsanteilen. Bei der
Sinterung können sich aus den SchwermetaLloxiden Verbindungen bilden,
die als Spinell kristallisieren, z. B. als Ferrite. AnstelIe der
Schwermetalloxide können auch Rohstoffe verwendet werden, aus denen
sich im Brande die Oxide bei Verflüchtigung der übrigen BestandteiIe
bilden, z. B. Manganoxid aus Mangankarbonat.
Die Herste I lung des Stoffes geschieht in folgender Weise. Es wird ein
handeIsübliches Aluminiumoxid-Pulver von hohem Reinheitsgrad und hoher
Reaktionsfähigkeit und einer mittleren Korngröße von etwa 1,5 μ/η verwendet. Dieses wird in Wasser gemahlen, wobei als Mahlhilfsmittel
organische Lösungen dienen, vorzugsweise Spiritus. Die Plastifizierung
erfolgt mit Wasser im Quirl. Die Masse geht sodann zur Erzeugung eines Preßkorna von etwa 250 μ/η in den Sprühtrockner. Danach werden die Teile
geformt, z. B. im Trockenpreßverfahreni und anschließend im Temperaturbereich von 1270 bis 14-00 °C, vorzugsweise 1300 bis 1350 °C, dichtgesintert. Die entstehenden Erzeugnisse sind durch und durch schwarz und absolut undurchlässig für sichtbares und ultraviolettes Licht.
Sie besitzen die im Normenblatt DIN 40 635 vorgeschriebenen Eigenschaften für die Stoffe der Gruppe 708 hinsieht I ich der mechanischen
Fest igkei t und der Wärme leitfähigkeit. Die Biegefestigkeit beträgt
2600 bis 3600 kp/cm2 odt
18 kcal/mhgrd oder mehr.
2800 bis 3600 kp/cm oder darüber, die Wärmeleitfähigkeit 12 bis
Die Erzeugnisse nach der Erfindung können vorzüglich auf den verschiedensten Gebieten der Technik verwendet werden, da sie gegenüber
anderer, g leichwert igen Erzeugnissen infolge der außergewöhnlich
niedrigen Temperatur für die Dichtsinterung in besonder* wirtschaftlicher Weise hergaste I It werden. In der Elektrotechnik können sie
als Isolierstoffe eingesetzt warden, «ie eignen sich vorzüglich für
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die Herste tlung von Formteilen, die absolut undurchlässig für sichtbares und ultraviolettes Licht sein müssen, z. B. Deckel und Grundplatten von Flachgehäusen für integrierte Schaltungen mit Halbleitern, In der Elektrowärmetechnik können sie vorieilhaft als Tragkörper von bandförmigen Heizleitern dienen, da sie einen gewissen
Anteil der von den Heizleitern erzeugten Wärme zwar aufnehmen, aber
(infolge ihrer schwarzen Farbe) in den umgebenden Luftraum stark
abstrahlen. Zwar sind derartige Tragkörper bereits grundsätzlich
bekannt, hergestelIt aus Stoffen der Gruppe 610 nach DIN 40 685.
Diese weisen jedoch höchstens 80 Gew% Aluminiumoxid und somit eine
wesentlich geringere mechanische Festigkeit auf als die Stoffe nach
der Erfindung. Außerdem sind sie braun und nicht schwarz, so daß
auch die Strahlungswirkung vermindert ist. - Im Maschinenbau können
die Stoff» nach der Erfindung u. a. für Formteile verwendet werden,
bei
dmnmn
groß·
Härte
erforderlich i*t.
Pa tentansprüche
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Claims (4)
- S t β m a g ty Lauf, 2. 12. 1970Patent-Abteilung ' St. P. 1263Ρα ten tansprücheVerfahren zur Herste I lung hochwertiger dichtgesinterter Aluminiumoxid-Keramik, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulvergemisch aus überwiegend reiner Tonerde und Zuschlagen von 3 bis 8 Gew% einer Mischung aus 3 oder mehr Oxiden der Schwermetalle der Atomnummern 22 bis 29 geformt und anschließend im Temperaturbereich von 1270 bis 14-00 C, vorzugsweise 1300 bis 1350 C, dichtgesintert wird.
- 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschläge Oxide der Metalle der Atomnummern 24· bis 27 verwendet werden.
- 3.) Verwendung von Erzeugnissen nach Anspruch 1 als Deckel oder Grundplatten von Flachgehäusen für integrierte Schaltungen mit Halb leitern.
- 4.) Verwendung von Erzeugnissen nach Anspruch 1 als Tragkörper von bandförmigen elektrischen Heizleitern.209825/ 1065
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| FR2109804A5 (en) | 1972-05-26 |
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