DE2915570A1 - Undurchlaessige cordierit-glaskeramik - Google Patents
Undurchlaessige cordierit-glaskeramikInfo
- Publication number
- DE2915570A1 DE2915570A1 DE19792915570 DE2915570A DE2915570A1 DE 2915570 A1 DE2915570 A1 DE 2915570A1 DE 19792915570 DE19792915570 DE 19792915570 DE 2915570 A DE2915570 A DE 2915570A DE 2915570 A1 DE2915570 A1 DE 2915570A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- glass
- impermeable
- cordierite
- mno
- mol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 21
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 title claims description 20
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 title claims description 17
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 28
- 241000365446 Cordierites Species 0.000 description 17
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 8
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 8
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 3
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- PWVUXRBUUYZMKM-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxyethoxy)ethyl octadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCCOCCO PWVUXRBUUYZMKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 1
- 229940031768 diglycol stearate Drugs 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- YLGXILFCIXHCMC-JHGZEJCSSA-N methyl cellulose Chemical compound COC1C(OC)C(OC)C(COC)O[C@H]1O[C@H]1C(OC)C(OC)C(OC)OC1COC YLGXILFCIXHCMC-JHGZEJCSSA-N 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- -1 or of the ceramized Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007582 slurry-cast process Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910000500 β-quartz Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C12/00—Powdered glass; Bead compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B32/00—Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products
- C03B32/02—Thermal crystallisation, e.g. for crystallising glass bodies into glass-ceramic articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0036—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
- C03C10/0045—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3 and MgO as main constituents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
ALEXANDER R. HERZFELD -3 6 Frankfurt a. m. so
RECHTSANWALT O ZEPPEUNALLEE 71 0 Q 1 C C T Π
BEI DEM LANDGERICHT FRANKFURT AM MAIN TELEFON 0611/779125 *» \J I OO / U
Anmelderin: Corning G-lass ¥orks
Corning, H.Y., USA
Corning, H.Y., USA
Undurchlässige Cordierit-Glaskeramik
Die Erfindung betrifft undurchlässige, gesinterte Glaskeramiken mit Cordierit als Hauptkristallphase, und ein
Verfahren zu ihrer Herstellung.
Bekanntlich sind glaskeramische Cordierite aus Glaspulver der stöchiometrischen Zusammensetzung 2MgO^AIpO., -5SiOp
nicht genügend sinterfähig. Bei dem Versuch der Sinterung entstehen meist poröse, körnige, schwache Körper. Man ist
daher bestrebt^ ohne Verschlechterung der hohen Feuerfestigkeit,
der niedrigen Wärmedehnung und der ausgezeichneten Isolierwirkung die Sinterfähigkeit zu verbessern.
Die US-PS 3,450,546 behandelt die Herstellung durchsichtiger Cordierit-Glaskeramik aus Glaspulver durch kurze Sinterung
und anschließende, verdichtende Kristallisierung bei 1200 14250C.
Größte Schwierigkeiten entstehen aber bei Herstellung
909843/0968
von Körpern komplexer Form, oder von Überzügen oder Abdichtungen. Die US-PS 3,926,648 versucht, die Sinterfähigkeit durch
Zusatz geringer Mengen K2O und/oder CSpO (0,3 - 1,5 Mol.-%) zu
Gläsern nahe an der Cordieritstöchiometrie zu verbessern. Nach der US-PS 4,015,048 sollen genau dosierte Mengen (0,7 - 5,6
Moli-%) der Oxide BaO, PbO, SrO, CaO, die Sinterfähigkeit verbessern.
Die GB-PS 882,227 beschreibt den Zusatz geringer Mengen von Manganoxiden (3-4 Gew.-%) zum Rohansatz, um die
Brenntemperatur zu senken und die Sinterfähigkeit der Ansätze
zu verbessern. Dieses Verfahren bedingt allerdings den Zusatz von Flußmitteln, welche die Erhöhung der Wärmedehnung des gebrannten
Körpers zur Folge haben. Die US-PS 3,885,977 schließlich betrifft anisotrope polykristalline, gesinterte Keramiken
mit Oordierit als Hauptkristallphase, in deren Rohansatz bis zu 98 % des MgO durch MnO ersetzt wird, jedoch ohne die überraschende
Wirkung der Entstehung undurchlässiger und u.U. sogar hohlraumfreier Endprodukte erkannt oder nahegelegt zu haben.
Die Erfindung hat die Schaffung gut sinterfähiger, undurchlässiger,
und vorzugsweise hohlraumfreier Cordierit-Glaskeramiken zur Aufgabe.
Die Aufgabe wird durch die undurchlässige, gesinterte, Cordierit-Glaskeramik
der Erfindung gelöst, welche aus 1,7 - 2,4 RO«1,9 2,4
Al2O3.4,5 - 5,2 SiO2 besteht, wobei RO 10 - 75 Mol.-96 MgO
und 25 - 90 Mol.-96 MnO ist.
- 3 909843/0968
Dabei bleiben die günstigen Eigenschaften des Cordierit, insbesondere
die hohe elektrische Resistivität und die niedrige
Wärmedehnung erhalten.
Eine noch gesteigerte Sinterfähigkeit bis zur TJndurchlässigkeit, verbunden mit niedriger Wärmedehnung wird erhalten, wenn
die Zusammensetzung des Glaspulvers, oder des keramisierten,
glaskeramischen Pulvers, sich der Cordieritstöchiometrie 2RO'2Al2CU-5SiOp annähert» Ein besonders günstiger Zusammensetzungsbereich
des RO ist 40 - 80 Mol.-% MnO und 20 - 60 Mol.-?6
MgO, besonders nahe an der stöchiometrischen Zusammensetzung
Wärmedehnungswerte von 12 χ 10™ /0C bei 25 - 100O0O wurden im
bevorzugten Bereich 2 (0,7 MnO-O,3 MgO)'2Al2O,'5SiO2 erreicht.
Fach dem Verfahren der Erfindung wird ein geeigneter Ansatz zum
Glaserschmelzen, dieses gepulvert und geformt und der Formling
bei 950 - 13000C zur undurchlässigen Glaskeramik gesintert.
Vorzugsweise wird das Glas unmittelbar zur gewünschten Korngröße zerkleinert, und das Glaspulver geformt und zur undurchlässigen
Cordierit-Glaskeramik gesintert. Möglich ist es aber auch, das Glas vor oder nach der Zerkleinerung zur Cordieritstruktur
zu kristallisieren, dann bis zur gewünschten Korngröße zu mahlen, dann zum Körper zu formen, und diesen bis zur TJndurchlässigkeit
zu brennen.
- 4 _ 909843/0968
-Jr-
Die zur Herstellung des Glaspulvers geeigneten Ansätze können aus den Oxiden oder diese beim Schmelzen ergebenden Stoffen bestehen.
Die Schmelztemperaturen sind je nach dem Anteil MnO verschieden,
z.B. 165O0C bei niedrigem, 155O0C bei höherem Anteil.
Das geschmolzene Glas wird zweckmäßig als feiner Strom in Wasser geleitet (abgeschreckt), oder in bekannter Weise zu Platten gegossen
und gemahlen. Die Zerkleinerung zu Partikelgrößen -325 Tylermesh erfolgt beispielsweise durch Mahlen in einer Kugelmühle
oder einer mit Pluidenergie betriebenen sogenannten Troastmühle. Bevorzugt wird eine mittlere Korngröße von 8 - 12/um.
Die Zusammensetzung der erfindungsgemäß verwendeten Glaspulver
umfaßt den in Mol.-?6 ausgedrückten Bereich 1,7 - 2,4 RO, 1,9 2,4 AIpO-,·4,5 - 5,2 SiOp, wobei RO eine Kombination von 25 Mol.-96
MnO und 10 - 75 Mol.-96 MgO ist.
Besonders günstige Produkte wurden erhalten, wenn die Cordieritzusammensetzung
annähernd stöchiometrisch ist, also 2RO·2AIpO^*
5SiO2.
Die cordieritbildende Kristallisation des Glaspulvers oder der
Glaspartikel beginnt bei etwa 700 - 9000C. Als erste Phase entsteht
bei etwa 9000C β-Quarz. Die differentielle Wärmeanalyse
zeigt eine vollständige Kristallisation der manganhaltigen Cordieritstruktur bei 950 - 12-000C, je nach den verhältnismäßigen
Anteilen MgO und MnO. Bei hohem MgO-Gehalt ^60 Mol.-%,
dauert die ρ-Quarzphase am Beginn der Mn-Cordieritkristallisation
bei etWii95O0 an, während "bei MnO
>40 Mol-% die ß-Tor
der Mn-Oordieritkristallisation bei etwa 11500C anderen,
nicht näher "bestimmten Phasen weicht. Zur Kristallisation zur
C ordier it struktur muß daher "bei über 95O°G gebrannt werden, zur
"vollständigen Kristallisation je nach den MnO - MgO-Mengen auf 950 - 12000G. Normalerweise ist die Haltezeit (Gesamteinwirkungszeit
im Brennbereich) nicht kritisch. Meist genügt 1 Stunde, wenn nicht sehr große Formlinge aus Glaspulver bearbeitet werden.
Die Sinterfähigkeit der Glaspulver zur Gordieritstruktur steigt
mit zunehmendem MnO-Gehalt. Zusammensetzungen mit mehr als
90 Mol-% MnO haben äußerst hohe Wärmedehnungskoeffizienten (etwa 60 χ ΊΟ"ν0O von Zimmertemperatur bis 10000C), die vermutlich
auf der Bildung anderer, nicht aus Gordierit bestehender
Phasen beruht.
Eine Brenntemperatur über 13000G kann in den erfindungsgemäß
hergestellten Produkten auch zur Entstehung mehrerer, nicht aus Cordierit bestehender Phasen führen. Die Höhe der maximal
stabilen Temperatur ist aber verschieden; sie beträgt z. B. 1300°G bei hohen MnO-Anteilen (80 - 90 Mol-% RO), während bei
hohem MgO-Gehalt (etwa 75 Mol-% RO) das xrodukt qualitativ gut
bis 1A50°C bleiben kann. Wie sich herausstellte, ist nach der
Kristallisation der Glaspulver zur Gordierxtstruktur der für
die Herstellung undurchlässiger Keramiken aus keramischem Pulver geeignete Brennbereich enger (1250 - 1300°0) als der Brennbereich
bei unmittelbarer Herstellung aus dem Glaspulver (950 Ί300°0).
909843/0 96 8
Werden die Sinterlinge aus Glaspulver geformt, so können die
Stärke der Verdichtung, die Sinterfähigkeit und die Schrumpfung
des Endprodukts durch die Brenngeschwindigkeit beeinflußt werden, langsames Brennen, etwa 20 - 25°C/Std., führt meist zu weniger
dichten Körpern mit geringerer Brennschrumpfung und niedrigerer
Wärmedehnung als im Falle höherer Brenngeschwindigkeit, z.B. 200 - 300°C/Std. Wahrscheinlich begünstigt der langsamere Brand
die Cordieritbildung, indem mehr Zeit zur Erreichung des Gleichgewichtszustandes
besteht. Durch Brennen im Vakuum oder in Sauerstoff werden die Produkte nicht nur undurchlässig, (das werden
sie auch ohne Vakuum oder Sauerstoffatmosphäre) sondern außerdem auch noch hohlraumfrei.
Ferner wurde für den Fall der unmittelbaren Sinterung aus Glaspulver
gefunden, daß die Zerkleinerungsmethode zur Bereitung des Pulvers von Einfluß auf die Sinterfähigkeit bis zur Undurchlässigkeit
und die Wärmedehnung des Endprodukts ist. In der Kugelmühle gemahlenes Glaspulver wird durch den Kugelabrieb
leicht mit Aluminiumabfällen verunreinigt. Hier ist schnellere Brennung günstig, weil dies die Verdichtung zur Erzielung der
Undurchlässigkeit begünstigt. Die für in der Kugelmühle gemahlene Glaspulver fcei MnO Anteilen von 25 - 90 Mol.-96 des RO
erzielten Wärmedehnungswerte reichten von 14 - 22 χ 10" '/0C bei
25 - 10000C. Ein entsprechendes in der Troastmühle gemahlenes
Glas führt zu einem leichten bis zur Undurchlässigkeit sinterbaren Gegenstand etwas niedrigerer Wärmedehnung. Dies ist die
bevorzugte Zerkleinerungsmethode. Wird eine möglichst hohe,
909843/0968
■ 3 . ■ .. ' 2815570
maximale Verdichtung angestrebt, kann es günstiger sein, diese Wirkung durch Mahlen des Glases in der Troastmühle und nicht
durch Erhöhung des MnO Gehalts zu erzielen, da eine solche Erhöhung die Einsatztemperatur des Endprodukts herabsetzt.
Die Glaskeramiken der Erfindung haben Wärmeausdehnungskoeffizienten
von etwa 12 - 22 χ 10"'/0C bei 25 - 10000O, Niedrigere
Werte, 12 - 17 x 10" /0G im gleichen Temperaturbereich lassen
sich durch MnO Anteile von 40 - 80 Mol.-#- des RO und MgO Anteile
von 20 - 60 Mol.-?£ des RO erreichen, besonders, wenn die Gesamtzusammensetzung
die molare Zusammensetzung 2RO·2Α120.,·5SiO2 hat.
Die Brenngeschwindigkeit, die Methode der Glaszerkleinerung
(Kugelmühle, Troastmühle), die relativen Anteile MnO, MgO und die Annäherung an die Cordieritstöchiometrie sind alles veränderliche
Größen, welche die Wärmedehnung, die Sinterfähigkeit und die Stärke der Verdichtung der Körper oder überzüge bei unmittelbarer
Herstellung aus dem Glaspulver beeinflussen. Kur die beiden letztgenannten Faktoren beeinflussen die Sinterfähigkeit
und die Stärke der Verdichtung bei Herstellung aus keramisiertem Pulver.
In der folgenden Tabelle bezeichnen die Nr. 2-7 erfindungs™
gemäße Glaszusammensetzungen in Gewichtsteilen auf Oxidbasis«,
90984 3/096
| 1 | 0 | 5 | T | A B | - Λ - | L | E | 4 | I | 5 | 7 | 6 | 8 | 7 | ZJ t | |
| 100 | 2 | 2 | E L | 55 | 70 | 6 | 80 | 2 | 90 | |||||||
| 3 | 25 | 3 | 45 | 30 | 4 | 20 | 9 | 10 | ||||||||
| Mol.-^i MnO | 139, | 75 | 40 | 3 | 0 | |||||||||||
| Mol.-°/o MgO | 348, | 60 | 57 | 37, | 24, | 12. | ||||||||||
| Ansätze | 512, | 100 | ,2 | J | 320 | ,8 | 313, | 309, | 305, | |||||||
| MgO | - | 335 | ,0 | 78, | ,6 | 471 | ,4 | 461, | 454, | 448, | ,2. | |||||
| Al2O3 | 492 | ,9 | 327, | 9 | 150, | ,4 | 187, | 211, | 234, | ,0 | ||||||
| SiO2 | 71 | »5 | 481, | 8 | ,4 | ,7 | ||||||||||
| MnO2 | 111, | ,2 | ||||||||||||||
Die Ansätze können aus beliebigem, die Oxide in den angegebenen Anteilen ergebenden Stoffen zusammengestellt werden. Die Probe I
besteht aus reinem (100 %) Magnesium-Cordierit, während die
Proben 2-7 der Formel 210'2Al2O,'5SiO2 entsprechen. Die Ansätze
wurden 7 Stunden an der Luft bei Temperaturen von 155O0C
für MnO-reiche Ansätze bis 165O0O für MgO-reiche Ansätze in
Platintiegeln geschmolzen. Die Schmelze wurde in Wasser gegossen (abgeschreckt) und das abgeschreckte Glas in einer
Troastmühle auf Partikelgrößen von etwa 8 - 12/um gemahlen.
Hieraus können iOrmkörper, meist durch Trockenpressen, Schlämmgießen
oder Extrudieren, gefertigt werden.
- 9 909843/0968
Zur Herstellung von Glaspulver der Zusammensetzung Nr. 5 der Tabelle I wurde ein Ansatz während 7 Stunden an der Luft "bei
165O0C erschmolzen. Das Glas wurde abgeschreckt, getrocknet
und in einer Troastmühle auf mittlere Kormgrößen von 8 - 10 /um
zerkleinert und mit einer wässerigen, 3 %-igen Carbowaehslösung (Polyäthylenglyeol) granuliert. Das Granulat wurde zu 3 x 1/2 χ
1/4" großen Barren geformt und an der Luft mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 300°0/Std. während 2 Stunden bei 11500C gebrannt.
Das erhaltene Produkt hatte eine Porosität von 0,0 %
und eine Wärmedehnung von 13,7 x 10"^/0C *>ei 25 - 10000C.
Gute Dehnungswerte wurden nach Brand an Luft, in Sauerstoff, oder im Vakuum erzielt.
Nach Beispiel I hergestelltes Glaspulver wurde mit 6 Gew.-%
Methylcellulose (Methocel-4000) und 0,5 % Diglycolstearat
trocken gemischt und in einer Mischmühle mit 25»5 - 29 % Wasser
weich gemacht. Hieruas konnten ohne Schwierigkeiten lange Wabenkörper
(3,5 x 7 x 4") mit 143 dreieckigen Zellen pro inch
extrudiert werden. Die Wabenkörperblöcke wurden mit den Zellen senkrecht stehend auf 2 χ 4" Träger aus Crystar gesetzt, deren
Decke zur Verringerung der Wärmeaufnahme auf 1/16" dünn geschliffen
wurden. Ferner wurden in die Träger 1/8" große Schlitze gesägt und in der 1/16" dünnen Decke 1/4" breite
Schlitze gelassen. Ein 3" breites Band aus 20 mil dicker
909843/0 96 8 -10-
Keramikfaser wurde tun den Boden der Wabenkörper gelegt und ein 3/4" dicker Aufsatz aufgesetzt, dessen Mitte ausgesägt wurde,
sodaß 7/8" und 1 1/8" Breiten an den Seiten und Enden freiblieben.
Der Körper wurde mit einer Aufbeizgeschwindigkeit von 1100°C/Std. auf 11000O erhitzt, 1 3/4 Std. gehalten und mit
250 C/Std. gekühlt. Die durchschnittliche Wärmedehnung betrug
12,5 x 10~7/°C bei 25 - 10000O. Die Messung mit dem Porösitätsmesser
ergab eine Wandporösität von 0,0 %. Die Probestücke waren risse- und verwerfungsfrei.
Aus den Ansätzen 2, 4, 6 und 7 der Tabelle I wurden nach Beispiel
I zwei Satz 3 x 1/2 χ 1/4" große Barren gefertigt, und der eine mit 25°C/Std. bei 950 und 11500C 2 Stunden Halten auf
jeder Stufe, der andere mit 200°C/Std. bei 9400C, 11400C, 2 Std.
Halten auf jeder Stufe, gebrannt. Die Messung der Wärmedehnungen ergab höhere Dehnungswerte bei gesteigerter Erhitzungsgeschwindigkeit.
Ferner wurde festgestellt, daß bei steigenden MnO Anteilen zur vollen Kristallentwicklung der Cordieritstruktur eine
Brenntemperatur über 95O°C erforderlich ist.
- 11 -
S09843/0968
Proben
25°C/Std. Erhitzung
95O°C Halte 11500C Halte
200°C/Std. Erhitzung
9400C Halte 11400C Halte
Wärmeausdehnungskoeffizient (1O~7/°C tei 25 - 10000C)
14,5 17,0 40,0 41,0
15,2 15,6 13,4 15,4
16,0 21,8 39,0 38,4
15,2 18,0 17,0 21,4
Nach Beispiel I hergestellte Probestücke entsprechend Nr. 1, 2, 5, 6, 7 der Tabelle I wurden als Barren 2 Stunden auf 11400C
erhitzt. Ihre Abmessung betrug sodann 2,6 χ 1/4 x 1/2". Sie wurden zur Bestimmung der Volumenresistivität bei Gleichstrom
im Temperaturbereich 300 - 55O0C erhitzt und die folgenden
Meßwerte verzeichnet.
log ρ (Ohm-Centimeter)
310 356 418 517
10,92 13,77 13,44 13,20 11,69
10,05 12,76 12,44 12,37 11,01
9,30 11,85 11,85 11,71 10,34
8,33 10,79 10,72 10,63 9,20
903843/0968
- 12 -
Ein Rohansatz nach Nr. 5 wurde an der Luft bei 165O0C zu einem
Glas erschmolzen, und das Glas in einer Troastmühle zu einem Pulver der durchschnittlichen Teilchengröße 9,6/um zerkleinert.
Das Pulver wurde bei 11500C während 3 1/2 Stunden zu Cordierit
kristallisiert und zu einem Pulver der durchschnittlichen Größe 11,5/um zerkleinert. Aus diesem Pulver wurden 3 x 1/2 χ 1/4"
große Barren trockengepreßt, gebrannt und bei 13000C gehalten.
Es entstanden undurchlässige Glaskeramikkörper der Wärmedehnung 17 x 10"7/°C bei 25 - 10000C.
Ein nach. Beispiel V hergestelltes Glas wurde abgeschreckt (Einleiten
eines dünnen Glasstrangs in Wasser). Ein erster Teil der Glaspartikel wurde 3 1/2 Std. bei 11500C, ein zweiter Teil 6 Std.
bei 1050°C keramisiert, und die entstandenen Mangancordieritpartikel
zu 7,8 /um Pulver zermahlen, und aus diesem Pulver zwei
Probestücke der Abmessung 3 x 1/2 χ 1/4" geformt. Die Formstücke wurden bei 13000C gebrannt und ergaben undurchlässige, gesinterte
Glaskeramiken.
- 13 9098 A3/0968
Claims (9)
1./ Undurchlässige gesinterte Cordierit-Glaskeramik, dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus
1,7 - 2,4 EO-1,9 - 2,4 Al2O3M, 5 -5,2 SiO2 besteht, wobei
RO 10 - 75 M0I.-96 MgO und 25 - 90 Mol.-# MnO ist.
2. Glaskeramik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die molare Zusammensetzung 2RO·2Al2O,·5SiO2 ist.
3. Glaskeramik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß RO 20 - 60 Mol.-56 MgO und 40 - 80 M0I.-J6 MnO ist.
4. Verfahren zur Herstellung der undurchlässigen Glaskeramik nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein
geeigneter Ansatz zum Glaserschmelzen, dieses gepulvert und
geformt, und der Formling bei 950 - 13000O zur undurchlässigen
Glaskeramik gesintert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das
Glas vor Formung zu Korngrößen von 0,043 mm (-325 lyles mesh)
zerkleinert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zu Glaspartikeln zerkleinerte Glas zu Cordierit kristallisiert
wird und die Oordieritpartikel vor Formung und Sinterung auf Korngrößen unter 0,043 mm (
<-325 Tyler mesh) zerkleinert werden.
909843/0968
ORiGJNAL INSPECTED
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas zu Korngrößen von 8 - 12/um gepulvert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sinterung im Vakuum oder Teilvakuum durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sinterung in Sauerstoff durchgeführt wird.
909843/0968
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US89936978A | 1978-04-24 | 1978-04-24 | |
| US05/944,856 US4191583A (en) | 1978-04-24 | 1978-09-22 | Manganese cordierite glass-ceramics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2915570A1 true DE2915570A1 (de) | 1979-10-25 |
Family
ID=27129230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19792915570 Withdrawn DE2915570A1 (de) | 1978-04-24 | 1979-04-18 | Undurchlaessige cordierit-glaskeramik |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4191583A (de) |
| JP (1) | JPS54141813A (de) |
| DE (1) | DE2915570A1 (de) |
| FR (1) | FR2424238A1 (de) |
| IT (1) | IT1112589B (de) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4297140A (en) * | 1980-07-03 | 1981-10-27 | Corning Glass Works | Ceramic foam cement |
| US4300953A (en) * | 1980-07-03 | 1981-11-17 | Corning Glass Works | Dense cordierite containing manganese |
| USRE31405E (en) * | 1980-07-03 | 1983-10-04 | Corning Glass Works | Ceramic foam cement |
| US4786542A (en) * | 1986-02-20 | 1988-11-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Setters and firing of ceramic honeycomb structural bodies by using the same |
| JPH0623059B2 (ja) * | 1986-11-17 | 1994-03-30 | 株式会社クボタ | ガラスセラミツクス製品の製造方法 |
| US6300263B1 (en) | 1999-12-16 | 2001-10-09 | Corning Incorporated | Low-expansion cordierite glass ceramics |
| US7927682B2 (en) * | 2006-06-30 | 2011-04-19 | Corning Incorporated | Low-microcracked, porous ceramic honeycombs and methods of manufacturing same |
| US7618699B2 (en) * | 2006-06-30 | 2009-11-17 | Corning Incorporated | Low-microcracked, porous ceramic honeycombs and methods of manufacturing same |
| EP2592059B1 (de) * | 2007-11-30 | 2020-09-23 | Corning Incorporated | Mischung zum Auftragen auf Honeycomb Körpern |
| US20090297764A1 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Douglas Munroe Beall | Stablized Low-Microcracked Ceramic Honeycombs And Methods Thereof |
| US9828283B1 (en) * | 2016-07-29 | 2017-11-28 | Corning Incorporated | Kanoite glass-ceramics |
| WO2020018290A1 (en) | 2018-07-16 | 2020-01-23 | Corning Incorporated | Setter plates and methods of ceramming glass articles using the same |
| WO2020018408A1 (en) | 2018-07-16 | 2020-01-23 | Corning Incorporated | Methods for ceramming glass with nucleation and growth density and viscosity changes |
| CN112437760A (zh) | 2018-07-16 | 2021-03-02 | 康宁股份有限公司 | 包含均匀脱模剂涂层的玻璃基材及其陶瓷化方法 |
| CN112437759A (zh) * | 2018-07-16 | 2021-03-02 | 康宁股份有限公司 | 具有改善的翘曲的玻璃制品的陶瓷化方法 |
| KR102356026B1 (ko) | 2018-07-16 | 2022-02-08 | 코닝 인코포레이티드 | 개선된 특성을 갖는 유리 세라믹 물품 및 이의 제조 방법 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3450546A (en) * | 1966-05-26 | 1969-06-17 | Corning Glass Works | Transparent glass-ceramic articles and method for producing |
| US3885977A (en) * | 1973-11-05 | 1975-05-27 | Corning Glass Works | Anisotropic cordierite monolith |
| US3940255A (en) * | 1974-08-05 | 1976-02-24 | Ferro Corporation | Process for making cordierite glass-ceramic having nucleating agent and increased percent cordierite crystallinity |
| US3926838A (en) * | 1974-12-09 | 1975-12-16 | Corning Glass Works | Transparent, crystalline, cathodoluminescent materials |
| US4015048A (en) * | 1975-03-03 | 1977-03-29 | Corning Glass Works | Ceramic articles having cordierite coatings |
-
1978
- 1978-09-22 US US05/944,856 patent/US4191583A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-04-18 DE DE19792915570 patent/DE2915570A1/de not_active Withdrawn
- 1979-04-23 JP JP5023079A patent/JPS54141813A/ja active Pending
- 1979-04-23 FR FR7910204A patent/FR2424238A1/fr active Pending
- 1979-04-24 IT IT22127/79A patent/IT1112589B/it active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4191583A (en) | 1980-03-04 |
| IT7922127A0 (it) | 1979-04-24 |
| JPS54141813A (en) | 1979-11-05 |
| IT1112589B (it) | 1986-01-20 |
| FR2424238A1 (fr) | 1979-11-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2915570A1 (de) | Undurchlaessige cordierit-glaskeramik | |
| US4843047A (en) | Method for producing a high strength feldspathic porcelain | |
| DE2449996C2 (de) | ||
| DE69013857T2 (de) | Schmelzgegossenes feuerfestes Material mit hohem Zirkoniumoxid-Gehalt. | |
| DE69518025T2 (de) | Extrudierte keramische Wabenstruktur und Verfahren | |
| US4219344A (en) | Method of producing manganese cordiertie glass-ceramics | |
| DE3800536C2 (de) | ||
| DE1496496B2 (de) | Verfahren zur herstellung eines oberflaechenentglasten glases mit einer gegenueber dem nicht entglasten glas scharf begrenzten mikrokristallinen oberflaechenschicht | |
| EP0339379B2 (de) | Sinterformkörper auf Basis von Aluminiumtitanat, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung | |
| DE1080465B (de) | Metall-keramischer Koerper | |
| DE2554969C3 (de) | Glasierbare, nichtporöse keramische Sinterkörper hoher mechanischer Festigkeit mit steatitanalogen elektrischen Isolationseigenschaften | |
| DE3881436T2 (de) | Extrudierte whiskerverstärkte keramische Verbundstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung. | |
| DE2200002B2 (de) | Ungebrannte heterogenesclunelzei"le Mischung | |
| EP0600378B1 (de) | Porzellan, Porzellanversatz sowie Verfahren zur Herstellung des Porzellans | |
| DE3118302A1 (de) | Hochdichte, reaktionsgesinterte gegenstaende aus siliciumoxynitrid | |
| DE2459177A1 (de) | Keramische stoffzusammensetzung mit hohem tonerdegehalt zur herstellung von gesinterten, keramischen gegenstaenden | |
| DE2028604A1 (de) | Keramische Fritte und Verfahren zum Herstellen derselben | |
| DE2632422A1 (de) | Feuerleichtsteine auf der basis von siliciumoxynitrid | |
| DE1471337B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von porzellanartigen Gegenständen | |
| EP0658521B1 (de) | Blei- und cadmiumfreie Glasfrittenzusammensetzung | |
| EP0472876B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Vorstufen von Hochtemperatursupraleitern | |
| DE2645555C3 (de) | Keramischer Sinterkörper und Verfahren zum Herstellen | |
| DE2045646A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Gegenstandes aus Fritten eines viskosen Glases | |
| DE4031467C1 (de) | ||
| DD278919A3 (de) | Dichte keramische formkoerper und verfahren zu ihrer herstellung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: HERZFELD, A., RECHTSANW., 6370 OBERURSEL |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |