DE2554969B2

DE2554969B2 - Glasierbare, nichtporöse keramische Sinterkörper hoher mechanischer Festigkeit mit steatitanalogen elektrischen Isolationseigenschaften

Info

Publication number: DE2554969B2
Application number: DE19752554969
Authority: DE
Inventors: Joachim Ddr 1058 Berlin Graul; Dipl.-Ing. Walter DDR 6900 Jena Liebschwager; Dipl.-Chem. Dr. Horst DDR 1071 Berlin Nieswand; Werner DDR 6530 Hermsdorf Tümmler; Dipl.-Ing. Dr. Joachim DDR 1100 Berlin Wiegmann
Original assignee: KOMBINAT VEB KERAMISCHE WERKE HERMSDORF DDR 6530 HERMSDORF DD
Current assignee: KOMBINAT VEB KERAMISCHE WERKE HERMSDORF DDR 6530 HERMSDORF DD
Priority date: 1974-12-13
Filing date: 1975-12-06
Publication date: 1981-03-19
Also published as: CS215875B1; DE2554969A1; FR2294145B3; DD120008A1; DE2554969C3; BE836596A; RO72155A; SU695988A1; BG48968A1; FR2294145A1

Description

sowie weniger als 1,5 Mol-% Alkalioxid, das eine Transformationstemperatur (Tg) zwischen 640 und 75O°C, einen Erweichungspunkt (T_x^) zwischen 800 und !000⁰C, eine /*«»-Temperatur, bei der die spezifische elektrische Leitfähigkeit

100 · 10-^|0Ohm-' · cm-' erreicht wird, größer als 500⁰C, einen Elastizitätsmodul (E) größer als 0,75 - 10* kp/cm² und einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten Ak (20—400° C) kleiner als 7,5 · 10~⁶ grd-' hat, mit einer Kornverteilung

Kornanteil unter 20 μπι mehr als 80 Gew.-%,

vorzugsweise über 95 Gew.~%
Kornanteil unter 6ß μπι mehr als 45 Gew.-%,

vorzugsweise über 75 Gew.-%
Kornanteil unter 2 μτη mehr als 15 Gew.-%,

vorzugsweise über 25 Gew.-%

besteht

2. Glasierbare, nichtporöse keramische Sinterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korund handelsübliche keramische Tonerde, die aus idiomorphen, tafelförmigen Einzelkristallen besteht, und die keine nennenswerten Anteile an Kristallaggregaten enthält, mit einem Mindestgehalt an λ—AI2O3 von 94 Gew.-% und weniger als 4 Gew.-% 13-Al₂Oa sowie einer Dichte von mindestens 335 g/cm³ und einer spezifischen Oberfläche kleiner als 2 m²/g ist

3. Glasierbare, nichtporöse keramische Sinterkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Korund ein Schrnelzkorundabfali ist

4. Glasierbare, nichtporöse keramische Sinterkörper nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das zerkleinerte Erdalkalialumosilikatglas ein Abfallglas, insbesondere aus der Faserglasherstellung ist.

5. Verfahren zur Herstellung der glasierbaren, nichtporösen keramischen Sinterkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Versatz unier Zusatz von an sich bekannten

Die Erfindung betrifft glasierbare, nichtporöse keramische Sinterkörper hoher mechanischer Festigkeit auf der Basis von Aluminiumoxid unö Glas, bestehend aus bei Temperaturen unter 1050°C, gegebenenfalls unter Formgebung, gesintertem Material sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Sinterkörper. Diese Sinterkörper entsprechen in ihren elektrischen Eigenschaften den wesentlichen Anforderungen für elektrische Werkstoffe nach KER 225 TGL 7838 und übertreffen sie hinsichtlich der mechanischen Festigkeiten.

Es ist bekannt, daß elektrokeramische Erzeugnisse der Gruppe 200 TGL 7838 aus Magnesiumsilikaten, Tonen und Flußmittelzusätzen wie Feldspat bzw. Bariumkarbonat durch einen Brennprozeß bei Temperaturen oberhalb 1350° C hergestellt werden. Dabei bildet sich ein keramischer Scherben, der aus einer Glasphase und der kristallinen Phase Protoenstatit besteht Die elektrischen Eigenschaften des Scherbens werden wesentlich durch die chemische Zusammensetzung der Glasphase bestimmt Enthält sie Alkalien, herrührend aus dem Flußmittel Feldspat, so entsprechen die elektrischen Eigenschaften dieser keramischen Erzeugnisse den Forderungen gemäß dem Typ KER 220, bei Verwendung des Flußmittels Bariumkarbonat hingegen denen des Typs KER 221.

Es ist ferner bekannt, daß aus Aluminiumoxid unter Zusatz von geeigneten gegenüber Aluminiumoxid reaktionsfähigen Gläsern und bzw. oder zu solchen Gläsern reagierenden Rohstoffkomponenten Sinterwerkstoffe mit guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften herstellbar sind, die jedoch Brenntemperaturen über 1300⁰C erfordern.
Hohe Brenntemperaturen, die naturgemäß hohe Kosten verursachen, sind bei allen genannten keramischen Erzeugnissen notwendig, weil zur Bildung des dichten keramischen Scherbens eine bestimmte Menge Schmelzphase erforderlich ist Diese wird aber erst durch Schmelzen der im Versatz enthaltenen Flußmittel bzw. durch zugesetzte Glaskomponente gebildet Von der primär gebildeten Schmelze können dann die weiteren physikalischen und chemischen Umwandlungen ausgehen. Diese erfordern wiederum hohe Brenntemperaturen, damit technisch ausreichende Reaktionsgeschwindigkeiten erreicht werden können.

Es ist bekannt, daß sich die relativ hohen Brenntemperaturen der üblichen keramischen Massen durch Erhöhung des Flußmittelanteils im Versatz senken

lassen. Die Steigerung der FluOmittelanteile in den vorgenannten keramischen Versätzen ist jedoch begrenzt, weil es zu einer unvermeidbaren Deformation der zu fertigenden Werkstücke beim Dichtbrande kommt und gegebenenfalls die geforderten Eigenschaf- ^; ten des Scherbens infolge seines erhöhten Glasanteils nicht erreicht werden können.

Es ist desweiteren bekanntgemacht worden, das durch den Einsatz von vorgefertigten Gläsern bzw. Glasfritten als Flußmittelträger in üblichen Versätzen eine Herabsetzung der Brenntemperatur bis unter 1050⁰C möglich ist So werden in den beiden US-Patentschriften 36 72 092 und 37 07 499 dichte keramische dielektrische Massen beschrieben, die durch Sintern von 40—60 Gew.-% bzw. 75 Gew.-%, feüistgemahlener Bleibariumborosilikatgläser und 60—40 Gew.-% bzw. 25 Gew.-% eines keramischen Pulvers, darunter Aluminiumoxid, unterhalb 1000⁰C innerhalb weniger Minuten herstellbar sind. Den beiden US-Patentschnfien ist zu entnehmen, daß für den besonderen Verwendungszweck der keramischen masse zu dünnen dielektrischen Schichten ein Glas mit besonderen, dem Zweck angepaßten Eigenschäften eingesetzt werden mußten. Die in den US-Patentschriften aufgeführten Blei-, Barium- und Boroxidgehalte sind für das Erreichen der geforderten Viskositätseigenschaften der Gläser erforderlich. Aus den angegebenen chemischen Zusammensetzungen der Gläser berechnen sich die Elastizitätsmoduln (E) zu 0,65 bis 0,70° 10* kp/cm².

Der Fachmann kann daraus entnehmen, daß die Verwendung derartiger Gläser in Verbindung mit den angegebenen keramischen Pulvern unter den offenbarten Bedingungen kein keramische* Produkt liefern kann, das in seinen mechanischen Festigkeitswerten die TGL-Forderungen für KER118 erfüllt

Desweiteren sind keramische Massen bekanntgemacht worden, die auf der Basis AI2O3 und Borsilikatglas unterhalb 1050⁰C zu Isoliermaterialien für Glaslot-Verbindungen in der Halbleiterindtsstrie verarbeitet werden können. Der sowjetische Urheberschein 3 47 602 verwendet dazu eine Masse aus 10 bis 30 Gew.-% einer Spezialtonerde und 90 bis 70 Gew.-% eines nicht näher charakterisierten Borosilikatglases. In einem weiteren sowjetischen Urheberschein (3 51 248) werden für den zuvor genannten Verwendungszweck Massen aus 65 bis 70 Gew.-% Glaspulver und 35 bis 25 Gew.-% eines Gemisches verschiedener Tonerden mit Zusätzen von Talk beschrieben. Schließlich soll auch nach dem sowjetischen Urheberschein 3 86 872 eine spannungsfreie, lötbare Keramik für die Halbleiterindustrie herstellbar sein, indem eine Masse aus 45 bis 80 Gew.-°/o Λ-ΑΙ2Ο3. und 45 Gew.-% eines nicht näher definierten Borosilikatglases unter Zusatz von 5 Gew.-% eines Spezialglases, das zur Vermeidung störender Cristobalitausjcheidungen beim Sintern angesetzt werden muß, gebrannt wird.

Allen drei sowjetischen Urheberscheinen ist gemeinsam das Bestreben bislang übliche Sintergläser durch den Einbau von Füllmitteln, im besonderen AI₂O₃, thermisch und mechanisch zu stabilisieren. Die Stabilisierung von Sintergläsern durch Füllmittel wie AI₂Oi liefert bekanntermaßen keine Produkte, die die Anforderungen der KER 225 erfüllen. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der Mängel des Standes der Technik glasierbare, nicht poröse keramische Sinterkörper auf der Basis von Korund und Glas zu entwickeln, cüc die elektrischen Eigenschaften des Werkstofftyps KER 225 erfüllen und die bereits bei Temperaturen unterhalb 1050⁰C dichtsintern, die jedoch mit Biegefestigkeiten über 1800 kp/cm² bessere mechanische Eigenschaften als herkömmliche Steatitwerkstoffe aufweisen und in dieser Beziehung mit Tonerdeporzellan vergleichbar sind.

Es wurden glasierbare, nicht poröse keramische Sinterkörper hoher mechanischer Festigkeit mit steatitanalogen elektrischen Tsolationseigenschaften, auf der Basis von Korund und Glas, bestehend aius bei Temperaturen unter 1050⁰C, gegebenenfalls unter Formgebung, gesintertem Material gefunden.

Es konnte festgestellt werden, daß die KER 225 entsprechenden elektrischen Eigenschaften uind die KER118 entsprechenden mechanischen Festigkeiten nur mit ErdalkaSaluiriosilikatgläsern, die vorzugsweise Magnesium- und CaJciumoxid enthalten und deren Gehalt an Alkalioxiden sehr gering ist, erreichbar sind, wobei besonders die Gehalte an Magnesium-, Calcium- und Aluminiumoxid derch ihren erhöhenden Einfluß auf den Elastizitätsmodul des Glases die mechanischen Eigenschaften positiv beeinflussen. Um das Sintern des erfindungsgemäßen Gemisches zu einem nicht porösen Sinterkörper zu ermöglichen, ist es notwendig, das Glas in seiner chemischen Zusammensetzung so zu wählen, daß während des Brennprozesses bis zum Beginn des Dichtsinterns keine Sinterblockaden durch Kristallisation der glasigen Phase allein oder im Zusammenwirken mit dem Korund auftreten. In dieser Hinsicht erweisen sich Gehalte an Boroxid im Glas als günstig. Eine Kristallisation der glasigen Phase allein oder im Zusammenwirken mit dem Korund nach dem Dichtsintern des Gemisches bedeutet jedoch keine Verschlechterung der Eigenschaften der gebildeten Sinterkörper.

Die mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der erfindungsgemäßen Gläser dürfen von 20"C bis zur Transformationstemperatur des Glases höchstens wenig größer als die des Korundes sein, um tangentiale Zugspannungen in der Olesmatrix, die zu einer Festigkeitsminderung führen, zu behindern. Die weiteren erforderlichen physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Gläser wurden bereits im vorhergehenden genannt Der Versauaufbau und das Verfahren zur Herstellung von Sinterkörpern aus ihm sind den Ansprüchen zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße Gemisch läßt sich im Rahmen technisch vertretbarer Zeit etwa von der Erweichungstemperatur des Glases an dichtsintern. Die günstigsten Sinterbedingungen liegen, in Abhängigkeit von den durch die Glaszusammensetzung beeinflußten Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften und unter Berücksichtigung einer möglichen Deformation während des Brandes, bei Temperaturen zwischen 25 und 100⁰C oberhalb des Erweichungspunktes des Glases.

Die erfindungsgemäß hergestellten Sinterkörper enthalten praktisch den gesamten Korundgehalt des Rohstoffgemisches in unveränderter Form, wie durch röntgendiffraktometrische Untersuchungen und durch mikroskopische Gefügeuntersuchungen festgestellt

wurde. Die Mikroskopie bestätigte weiter, daß Kernformen und Größenverteilung des Korundes im Sinterkörper denen der Ausgangsmischungen entsprechen. Dieses Verhalten bedingt, daß zur Erzielung nichtporöser Sinterkörper der Glasanteil der erfindungsgemäßen

si Zusammensetzungen mindestens so groß· sein muß, daß er alle Hohlräume, die sich bei der Packung des gerüstbildenden Korundanteiles ergeben, vollständig ausfüllen kann. Um den notwendigen Glasanteil

möglichst gering zu halten, sollte die durchschnittliche Korngröße der eingesetzten Gläser daher vorzugsweise unter der des eingesetzten Korundes liegen- Höhere Glasanteile sind vom Standpunkt der Sinterung zulässig, jedoch sinkt bei zu großem Glasanteil die Festigkeit der s Sinterkörper und die Gefahr einer Deformation der Formkörper während des Dichtbrandes nimmt zu.

Röntgenografische und gefügemikroskopische Untersuchungen an Sinterkörpern aus Korund und Erdalkalislumesilikat-Gläsern ergeben, daß gegen Ende der Dichtsinterung merkliche Anteile kristalliner Phasen ausgeschieden werden können, die mit den erwähnten Methoden nachweisbar sind. Hierbei tritt bei fast allen Gläsern, die Magnesium- und bzw. oder Calciumoxid enthalten, eine Feldspatphase vom Anorthit-Typ auf, deren Menge mit abnehmendem Borgehalt des Glases zunimmt. Die Feldspatphase kann bei einem nahezu borfreien Magnesium-Calciumalumosilikat-Glas nach dem Sintern bis zu 20 Gew.-% des Sinterkörpers ausmachen, während sie bei einem hochaluminiumoxidhaltigen Glas mit einem Boroxidgehalt über 8 Mol-% völlig zurücktritt und statt dessen eine nochquarzähnliche Phase in geringen Mengen auftritt Neben diesen Phasen können je nach der Zusammensetzung des Glases noch geringfügige Anteile anderer Phasen, wie Cristobalit oder gittergestörter Cordierit auftreten, die mit den erwähnten Methoden nachzuweisen waren. Derartige kristalline Ausscheidungen bewirken eine vorteilhafte Stabilisierung der Sinterkörper gegenüber Deformationen bei Erweichen der Glasphase während des Brennprozesses.

Die Zerkleinerung des verwendeten Korunds und des erfindungsgemäßen Glases kann in einer oder mehreren Stufen einzeln oder gemeinsam unter Verwendung an sich bekannter Zerkleiaerungseinrichtungen erfolgen.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen insbesondere darin, daß nichtporöse Sinterkörper mit nahezu beliebiger Formgestaltung auf der Basis von Korund und Glas, die in ihren elektrischen Eigenschaften deu Forderungen von KER 225 und in ihren mechanischen Festigkeiten den Forderungen von KER 118 entsprechen, bei Temperatursn unter 1050⁰C und demgemäß energie- und brennhilfsmittelsparend, hergestellt werden können. Diese Sinterkörper können mit Oberflächenveredelungen in Form von Glasuren nach den in der Keramikindustrie üblichen Verfahren versehen werden.

Die Erfindung wird durch folgende Ausführungsbeispiele noch näher erläutert, wobei die Erfindung aber nicht auf die Beispiele beschränkt ist.

Beispiel 1
Rohstoffe:

1. Es wurde eine handelsübliche keramische Tonerde mit einem Gehalt

an «-AI2O3 von 99 Gew.-%,
einer Dichte von 4,04 g/cm³
einer spezifischen Oberfläche von 0,7 m²/g

eingesetzt, die aus idiomorphen, tafelförmigen

Einzelkristallen bestand und keinen nennenswerten Anteil an Kristallaggregaten aufwies. Diese Tonerde wurde durch kurzes Trockenmahlen

in einer Laoorvibrationskugelmühle so zerkleinert, daß sich folgerde Kornverteilung für das Mahlgut ergab:

60 Kornanteil kleiner als 20 μπι
gleich 91 Gew.-%

Kornanteil kleiner als 63 μπι

gleich 54 Gew.-%
Kornanteil kleiner als 2.0 μπι

gleich 15Gew.-%

2. Gefrittetes Glas mit folgender chemischer Zusammensetzung

SiO₂	57,1 Mol-%	=675° C
AI₂O₃	8,6 Mol-%	= 840° C
B₂O₃	6,8 Mol-%	=500° C
CaO	24,7 Mol-%	=0,87 · KPkp -cm-²
MgO	0,6 Mol-%
R₃O	0,6 Mol-%
F	UMol%
und folgenden physikalischen Parametern:
/tJt(20-400°C) = 3,8 · 10 *grd-'
Tg

it loo
E

Das in Form von Fritte vorliegende Glas wird zunächst mit einem Backenbrecher vorzerkleinert und durch Passieren über einen Magnetschneider vom Eisenabrieb befreit Das vorzerkleinerte Glas wird in einer Laborvibratiunslcugelmühle unter Alkohol naß gemahlen, daß sich folgende Kornverteilung ergibt:

Kornanteil kleiner als 63 μπι

gleich 90 Gew.-%
Kornanteil kleiner als 2,0 μπι

gleich 33 Gew.-%

Jeweils 55,1 g des zerkleinerten Glases werden mit 443 g der feingemahlenen Tonerde einer gemeinsamen kurzzeitigen Mischmahlung unterworfen. 100 g des so erhaltenen Gemisches werden mit 12 ml einer wäßrigen 4,5%igen Lösung von Polyvinylalkohol innig vermischt und zum Granulieren durch ein 1-mm-Sieb gegeben. Das so vorbereitete Gemisch wird jn der für das Trockenpressen üblichen Weise bei einem Preßdruck von lOOOkp/cm² zu zylinderförmigen Formungen gepreßt Die erreichten Preßdichten liegen zwischen 57 und 59% der theoretischen Dichte. Jeweils mehrere Formlinge werden in einem elektrisch beheizten Muffelofen eingesetzt und nach einer Verweilzeit von 30 Minuten bei 600⁰C zum Temperaturausgleich, während der auch die organische Substanz ausbrennt, mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 2 grd/min auf die Sintertemperatur gebracht, bei der die Probekörper verschieden lange gehalten werden. Die nach den verschiedenen Brennbehandlungen entnommenen formbeständigen Sinterkörper besitzen Folgende Eigenschaften:

	Kennwerte	Brand 2	Brand 3
	Brand 1	8/5	975
Sintertemperatur in ⁰C	860	1	1
Sinterdauer in I	2	12,1	11,3
Lineare Brenn- schwindung bes. auf rohen Preßling in ^o/o	12,4

	7	Brand 2	25 54	969	8	Sintertemperatur in °C	Kennwerte	Brand 2
					Sinterdauer in h	Brand I
Fortsetzung	Kennwerte	dicht			Lineare Brennschwindung		975
	Brand I				bezogen auf rohen Preßlling	950	0,5
		2250	Brand 3	in "ro	4	10,0
	dicht			Rohdichte in % der theoretischen Dichte Porositätsprüfung mit	10,3
Porositätspriifung		5,88	dicht	Fuchsinlösung
mit Fuchsinlösung	2050			Mittlere Biegefestigkeit		90,1 dicht
Mittlere Biegefestig			1940	in kp/cm²	91,1 dicht
keit in kp/cm²	—	92,4		/U(50-400°C) in 10-⁶grd-'		1770
Mittlerer lin. therm. Ausdehnungs koeffizient von					1810
50-400°C in					—
grd-' · 10-^fi	93,6		6.1
Rohdichte in % der		89.0
theoretischen Dichte

Die elektrischen fcigenschaftswerte wurden an dem vom keramischen Standpunkt aus günstigsten Brand 2 gemessen und ergeben folgendes:

Spezifischer Volumenwiderstand
bei 200°C > 10¹²Ohm · cm bei400°C = 2 · 10¹⁰Ohm cm bei600°C = 1 ■ 10⁸OlIm · cm

Dielektrischer Verlustfaktor

gemessen bei 3,2 MHz = 8 · 10 ■»

Beispiel 2 Rohstoffe:

1. Tonerde der gleichen Aufbereitung und Kornverteilung wie unter Beispiel 1; ü

2. Gefrittetes Glas mit folgender chemischer Zusammensetzung:

SiO₂	57,1 Mol-%	= 685° C
Al₂O₃	9.3 Mol-%	= 886°C
B₂O₃	7,7 Mol-%	= 500° C
CaO	19,7 Mol-%	= 0,89 ■ 10⁶kp ■ cm-²
MgO	5,9 Mol-%
R₂O	0,7 Mol-%
und folgenden physikalischen Parametern:
A*(50-400°C) = 5,2 · 10-'grd-'
Tg
Isaf:

E

Die Glasfritte r-ird wie unter Beispiel 1 vorzerkleinert und von Eisenabrieb befreit. Das vorzerkleinerte Glas wird in einer Laborscheibenschwingmühle trocken gemahlen, so daß sich folgende Kornverteilung ergibt: Kornanteil kleiner als 20 μπι

gleich 83 Gew.-%
Kornanteil kleiner als 63 μπι

gleich 52 Gew.-%
Kornanteil kleiner als 2,0 μτη
gleich 22 Gew.-%

Jeweils 48,2 g dieses Glasrohrstoffes werden mit 51,0 g des gemahlenen Korundrohstoffes einer kurzzeitigen gemeinsamen Mischmahlung unterworfen. Das so erhaltene Gemisch wird wie unter Beispiel 1 angemacht geformt und gebrannt Die erhaltenen Probekörper zeigen folgende Kennwerte:

uie elektrischen tigenscnatten wuraen an ueni vorn keramischen Standpunkt aus günstigen Brand 1 gemessen und ergaben folgendes:

Spezifischer Volumenwiderstand

bei 200°C - 5,5 · 10" Ohm · cm bei400°C = 2,7 ■ 10» Ohm · cm

bei 600° C = 3,3 · 10⁷ Ohm · cm Dielektrischer Verlustfaktor

ger,-süisen bei 10⁶—10⁷ Hz = 8 · 10~⁴

Beispiel 3
Rohstoffe:

1. Es wurde eine handelsübliche keramische Tonerde mit

einem Gehalt an λ-AI₂O₃ von 99 Gew.-% einer Dichte von 4,06 g/cm³

einer spezifischen Oberfläche von 0,4 ni²/g eingesetzt die aus idiomorphen, tafelförmigen Einzelkristallen besteht und keinen nennenswerten Anteil an Kristallaggregaten aufweist. Diese Tonerde wird durch kurzes Trockenmahlen in einer Vibrationskugelmühle so zerkleinert, daß sich folgende Kornverteilung für das Mahlgut ergibt: Kornanteil kleiner als 20 μπι

gleich 93 Gew.-%
Kornanteil kleiner als 6,3 μτη

gleich 51 Gew.-%
Kornanteil kleiner als 2,0 μίτι

gleich 4 Gew.-%.

2. Scherben eines Glases mit folgender chemischer Zusammensetzung:

SiO₂	613 Mol-%
Al₂O₃	113 Mol-%
B₂O₃	3,1 Mol-%
CaO	11,7 Mol-%
MgO	9,4 Mol-%
BaO	1,1 Mol-%
ZnO	2,1 Mol-%

und folgenden physikalischen Parametern:

AA(20-400³C) = 4,2 ■ lO-'grd"¹

Tg = 703³C

IW, = 820" C

feioo = 500°C

E =0,88- 10»kpcm-2

Die Glasscherben werden wie im Beispiel I, aufbereitet und gemahlen, so daß sich folgende Kornverteilung ergibt:

Kornanteil kleiner als 6,3 um

gleich 95 Gew.-%
Kornanteil kleiner als 2,0 μπι
gleich 34 Gew.-%.

Jeweils 50,9 g des zerkleinerten Glases und 49,1 g der gemahlenen Tonerde werden einer kurzzeitigen Mischmahlung unterworfen. Das so erhaltene Gemisch wird wie unter Beispiel 1 angemacht, geformt und gebrannt.

Die erhaltenen Probekörper zeigen folgende Kennwerte:

Kennwerte Brand I Brand

Brand

Sintertemperatur in ⁰C

Sinterdauer in h Lineare Brennschwindung bezogen auf rohen Kreüüng in%

Rohdichte in % der theoretischen Dichte

900

6 12,8

92,4

dicht

Porositätsprüfung mit Fuchsinlösung Mittlere Biegefestig- 1980 keit in kp/cm²
Ak (50-400° C) in lO-'grd-¹

925

4
13,3

95,0 dicht 2210 7,10

950

2 13,0

93,6 dicht 2260 7,10

Die elektrischen Eigenschaften wurden an dem vom keramischen Standpunkt aus günstigen Brand 3 gemessen und ergaben folgendes:

Spezifischer Volumenwiderstand
bei200°C = 3 · 10'* Ohm cm

bei 400⁰C bei 600° C

1 · 10^l0Ohm ■ cm 1 · ΙΟ⁸ Ohm · cm

35 Dielektrischer Verlustfaktor

gemessen bei 3,2 MHz = 8· 10-"

Claims

Patentansprüche:

1. Glasierbare, nicbtporöse keramische Sinterkörper hoher mechanischer Festigkeit mit steatiuuialogen elektrischen Isolationseigenschaften, auf der Basis von Korund und Glas, bestehend aus bei Temperaturen unterhalb 1050° C gesintertem Material, dadurch gekennzeichnet, daß das zu sinternde Material aus einem innigen Gemisch von 36 bis 60 Gew.-% feinkörnigen Korundes mit einer Korngrößenverteilung

Kornanteil von mehr als 85 Gew.-% unter 20 μια
Kornanteil von mehr als 3 Gew.-% unter 2 μπι

und 64 bis 40 Gew.-% eines zerkleinerten Erdalkalialumosilikatglases aus dem Bereich der chemischen Zusammensetzung in MoI-%

SiO₂ 52 bis 65 Al₂O₃ 7 bis 18 B₂Oj 1 bis 10 CaO 5 bis 26 MgO 0 bis 20 BaO Obis 4 ZnO Obis 3 F₂O₅ Obis 2 F Obis 1,5

Formgebungshilfsmitteln, die bei Temperaturen unter 70O⁰C durch Verdampfen, Zersetzen und bzw. oder Oxydation wieder entfernbar sind, ein inniges Gemisch bereitet wird, das unter Verwendung von in der Keramikindustrie asi sich bekannten Formgebungsverfahren, vorzugsweise unter einem Druck von mindestens 300 kp/cm² verformt, die Formkörper auf eine Temperatur unterhalb 1050° C, vorzugsweise zwischen /»/, des Glases und 100° C darüber, gegebenenfalls unter Einlegen einer Haltezeit bei einer Temperatur unter 640⁰C, aufgeheizt und bei dieser Temperatur dichtgesintert und gegebenenfalls durch Verlängerung der Sinterzeit die Glasphase teilweise kristallisiert wird.