DE2234653A1 - Verfahren zur verhinderung des teilchengroessenwachstums bei der herstellung keramischer produkte - Google Patents
Verfahren zur verhinderung des teilchengroessenwachstums bei der herstellung keramischer produkteInfo
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Description
Borax House, Carlisle Place, London, S!.V.r. 1 / ENGLAlTO
BR 48 469
Verfahren zur Verhinderung des Teilchengrößenwachstums bei der- Herstellung keramischer Produkte
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung des Teilchengrößenwachstums während der Herstellung
von Preßteilen aus keramischen Materialien. . ;
Ein übliches Verfahren zur Herstellung von keramischen
Produkten ist das Verpressen unter Erhitzen. Hierdurch wird eine Verdichtung der keramischen Materialien bewirkt.
Diese Verdichtung ist im allgemeinen jedoch mit einem Wachstum der Größe der Teilchen des keramischen
Materials verbunden. Auf dieses Teilchengrößenwachstum wird im allgemeinen der nachteilige Einfluß des Verfahrens
auf die mechanischen Werte des keramischen Endproduktes zurückgeführt. Es ist bekannt, das Wachstum
der Größe der keramischen Teilchen unter derartigen Bedingungen
dadurch zu verhindern, daß man unter die keramischen Teilchen gewisse mechanisch beanspruchte
Metalloxide vermischt, bevor das Verpressen unter Erhitzen durchgeführt wird.
Bis jetzt bestanden diese Verfahren darin, daß das feste pulverförmige Oxid mit dem keramischen Material
vor dem Heißverpressen mechanische vermischt wurde. Es wurde nunmehr gefunden, daß das Oxid vorteilhafterweise
dem lujrainischen Gemiech in Form der Alkoxide des
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entsprechenden Metalls einverleibt -wird.
Dementsprechend ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Verhinderung des Teilchengrößenwachstums keramischer
Materialien im Heißpreßverfahren dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Pulver vor der Verarbeitung mit einer
Lösung oder Suspension eines Metallalkoxids behandelt wird, das sich unter Bildung des entsprechendesn Oxids
in situ zersetzt, wonach das Gemisch unter Heißverpressen zu einem keramischen Produkt mit aufgrund geringerer .
Teilchengröße verbesserter mechanischer Stärke verformt wird.
Die in dem erfindungsgemässen Verfahren eingesetzten ■
Alkoxide entsprechen der allgemeinen Formel M(OR)n , worin M ein zwei- oder dreiwertiges Metall aus der
Gruppe der Erdalkalimetalle (Magnesium, Kalzium, Strontium, Barium) und Aluminium darstellt, R eine
gesättigte Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ist und η eine positive ganze Zahl ist, die der Wertigkeit
des Metalls entspricht.
Erfindungsgemäß wird ein Alkoxid der vorstehend definierten Formel in Form einer Lösung oder Suspension in einem organischen
Lösungsmittel mit einem auf Bor basierenden keramischen Pulver vermischt. Dieses keramische Pulver
kann Borcarbid (B^C) oder ein anderes, Borkohlenstoff
enthaltendes keramisches Material oder einem Borid des feuerfesten Metalls darstellen. Das Gemisch wird unter
Rühren erhitzt, um das Lösungsmittel zu verdampfen und das Alkoxid zu dem entsprechenden Oxid zu zersetzen,
welches sich auf der Oberfläche der Teilchen des keramischen Material niederschlägt. Das Gemisch wird sodann in einer
Kugelmühle auf eine einheitliche Teilchengröße gemahlen und unter Pressen und Erhitzen verdichtet.
• - 3 -
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Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.
40 g Borcarbid werden auf eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 Mikron oder weniger in einer Kugelmühle zermahlen.
Das Pulver wird sodann 14 Minuten unter 2,5 t.s.i. bei einer Temperatur von 2000 bis 2200 0C heiß verpreßt.
Es wurde gefunden, daß das Produkt eine durchschnittliche Teilchengröße von 20 bis 25 Mikron hat.
40 g Borcarbid wurden mit 0,4g pulverförmigem Magnesiumoxid
vermischt und das Gemisch in einer Kugelmühle auf eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 Mikron oder weniger
vermählen. Das Gemisch wurde sodann wie im Beispiel 1 beschrieben heiß verpreßt. Es wurde eine gewisse Einschränkung
des Teilchengrößenwachstums beobachtet. Das Produkt hatte eine Teilchengröße von 10 bis 15 Mikron.
40 g Borcarbid wurde mit einer 7,5 prozentigen Lösung von Magnesiuramethoxid (Mg(OCH,).p) in 20 ml Methanol
vermischt. Das Gemisch wurde unter kontinuierlichem Rühren auf eine Temperatur von 150 0C erhitzt. Bei dieser
Temperatur schlägt sich-Magnesiumoxid auf den Borcarbid-Teilchen
nieder und das Lösungsmittel wird verdampft. Das Gemisch wird sodann in einer Kugelmühle auf eine durchschnittliche
Teilchengröße von 1 Mikron oder weniger vermählen und unter 14 minutigem Vorpressen bei 2,5 t.s.i.
und einer Temperatur von 2000 bis 2200 0C zu Formkörpern
verpreßt. Es wurde gefunden, daß das Produkt eine durch-
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schnittliche Teilchengröße von 2,5 Mikron hatte.
Beispiele 4 bis 6
Die folgenden Geraische wurden in einer Kugelmühle auf eine durchschnittliche Teilchengröße von einem
Mikron oder weniger vermählen:
Beispiel Nr. B,C Alkoxid
4 40 g 1,0 ml 7,5 c/6ige Lösung
von Mg(OCH3)2 in Methanol
5 40 g 1,0 ml 10 ?oige Lösung von
AIpCH(CH5)CH3'] in Äthanol
6 40 g 1,0 ml 7,5 /oige Lösung von
Mg(OCH2CH2CH2CH3)2 in
Methanol
Die Gemische wurden sodann wie in Beispiel 3 beschrieben verarbeitet. Die duchschnittliche Teilchengröße des Produktes
betrug 2,0 bis 2,5 Mikron.
Die Beispiele 3 bis 6 zeigen, daß die Zugabe von bis zu 0,25 % Magnesium- oder Aluminiumoxid in Form alkoholischer
Lösungen dor entsprechenden Alkoxide eine noch deutlichere Verhinderung des Teilchengrößenwachstums als die vorbekannte
Zugabe von pulverförmigem Magnesiumoxid gemäß Beispiel 2 bewirkt.
Patentansprüche
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Claims (5)
1.) Verfahren zur Verhinderung des Teilchengrößenwachstums
von pulverförmigen keramischen Materialien während ihrer Verarbeitung, dadurch gekennzeichnet
, daß r*as Pulver vor der
Verarbeitung mit einem Metallalkoxid behandelt wird.
2.) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallalkoxid während der Verarbeitung zu
dem entsprechenden Oxid zersetzt wird.
3.) Verfahren gemäß Ansprüchen 1 und 2,. dadurch gekennzeichnet, daß solche keramische Pulver behandelt
werden, die Bor- oder Bor- und Kohlenstoff oder ein Borid eines feuerfesten Metalls oder Borcarbid
enthalten.
4.) ■ Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Metallall'.oxi.d der Formel M(OR)
entspricht, wobei M ein zwei- oder dreiwertiges Metall aus der Gruppe Magnesium, Kalzium,Strontium,
Barium oder Aluminium ist, R eine gesättigte Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen darstellt und
η eine positive ganze 'Zahl ist, die der Wertigkeit des Metall M entspricht.
5.) Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Metalloxid Magnesiumraethoxid,
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Magnesiurabuthoxid oder Alurainiumisopropoxid ist
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