DE2932789A1 - Polykristalline transparente spinelsinterkoerper und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Polykristalline transparente spinelsinterkoerper und verfahren zu deren herstellungInfo
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- C04B35/443—Magnesium aluminate spinel
Description
Die Erfindung betrifft einen polykristallinen, transparenten Spineisinterkörper und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Ein transparenter Spinelsinterkörper aus hauptsächlich Aluminiumoxid
und Magnesiumoxid hat eine kubische Kristallstruktur und zeigt keine Doppelbrechung. Deshalb zeigt ein transparenter
Spinelsinterkörper eine ausgezeichnete Lichtdurchiässigkeit im sichtbaren Spektrum und gegenüber Infrarotstrahlen.
Folgende Verfahren zur Herstellung von polykristallinen,
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transparenten Spinelsinterkörpern sind bekannt:
(1) eine stöchioraetrische Mischung aus Al2O3 und MgO
wird heissverpresst.
(2) Eine stöchiometrische Pulvermischung aus A^O3
und MgO wird zusammen mit Kalziumoxid (CaO) oder Magnesiumoxid (MgO) gebrannt.
(3) Eine Pulvermischung aus Al2O3 und einem in bezug
auf den Spinel stöchiometrischen Überschuss an MgO
wird zusammen mit mehr als 0,2 Gew.% LiF gebrannt.
(4) Ein Aluminiumoxid-Einkristall (Saphir) oder ein polykristalliner hochdichter Aluminiumoxid-Sinterkörper
wird mit MgO-Dampf unter Bildung eines Spineis in Berührung gebracht.
Diese Verfahren haben jedoch folgende Nachteile: Beim Verfahren des Heissverpressens einer stöchiometrischen Mischung
aus Al2O3 und MgO gemäss (1) wird eine Form aus Kohlenstoff
verwendet und deshalb ist der gebildete Sinterkörper immer ein dunkler Sinterkörper mit einer einfachen Form und darüber
hinaus ist der Sinterkörper aufgrund seiner niedrigen Produktivität teuer. Beim Brennen einer stöchiometrischen Pulvermischung
aus Al2O3 und MgO zusammen mit CaO oder MgO gemäss (2)
und beim Brennen einer Pulvermischung aus Al2O3 und einer
stöchiometrischen überschussmenge gegenüber dem Spinel an MgO mit mehr als 0,2 Gew.% LiF gemäss (3), muss eine verhältnismässig
grosse Menge an einem Additiv verwendet werden und deshalb ist der gebildete Sinterkörper unrein und zeigt
eine schlechte Lichtdurchlässigkeit. Beim Inberührungbringen
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von Aluminiumoxid-Einkristallen oder polykristallinen Aluminiumoxid-Sinterkörpern mit MgO-Dampf gemäss %4) ist
es sehr schwierig, die Menge an MgO-Dampf zu kontrollieren und daher ist die Herstellung eines homogenen Sinterkörpers
schwierig.
Die Erfinder haben verschiedene Untersuchungen angestellt, um die vorerwähnten Nachteile der üblichen Verfahren zu vermeiden
und es ist ihnen gelungen, die optischen Fehler, welche die Lichtdurchlässigkeit von üblichen polykristallinen
Spineisinterkörpernerniedrigt, zu vermeiden, mittels des
synergistischen Effektes aufgrund der Kombination einer spezifisch begrenzten Zusammensetzung, bestehend aus MgO
und einer stöchiometrischen überschussmenge an Al2O- für
den Spinel, einer spezifisch begrenzten Menge einer Sinterhilfe und spezifisch begrenzter Brennbedingungen und dadurch
ist es den Erfindern gelungen, polykristalline transparente Spineisinterkörper mit hoher Lichtdurchlässigkeit
herzustellen.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen polykristallinen transparenten Spineisinterkörper zur Verfügung
zu stellen, der hauptsächlich aus Al2O3 und MgO im
Molverhältnis von Al2O3/MgO von 0,52/0,48 bis 0,70/0,30 und
mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,1 Gew.% LiF zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines polykristallinen transparenten
Spinelsinterkörpers, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Al3O3 mit MgO oder einer Aluminiumverbindung
mit einer Magnesiumverbindung, die durch Kalzinieren in Al2O3
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oder MgO überführt werden, in einem Molverhältnis von Al2O3/MgO im Bereich von 0,50/0,50 bis 0,525/0,475 vermischt,
die Mischung bei 1150 bis 1300°C kalziniert, die kalzinierte
Mischung mit 0,01 bis 0,2 Gew.% LiF, bezogen auf das Gewicht der kalzinierten Mischung, vermischt, und die erhaltene
Mischung zu einer gegebenen Form verformt und dabei den Formkörper einer ersten Brenntemperatur bei 1200 bis 1400°C
und dann einer zweiten Brenntemperatur bei 1700 bis 19000C
in einer Wasserstoffatompshäre, im Vakuum, oder einer inerten
Gasatmosphäre unterwirft, wobei die Temperatursteigerungsrate nicht mehr als 100°C/h im Temperaturbereich zwischen
der ersten Brennstufe und der zweiten Brennstufe beträgt.
Die vorliegende Erfindung beruht insbesondere auf der Entdeckung, dass beim Brennen eines Rohmaterialpulvers, enthaltend
Aluminiumoxid in einer etwas grösseren Menge als der stöchiometrischen Menge des Spineis entspricht und enthaltend
weiterhin eine spezifisch begrenzte Menge an LiF unter spezifisch begrenzten Bedingungen das Rohmaterialpulver
bei einer Temperatur, die niedriger als die Brenntemperatur bei den üblichen Verfahren ist, zu einem Sinterkörper
mit einer höheren Dichte als bei üblichen Sinterkörpern gebildet werden kann, und dass man so einen Spinelsinterkörper
mit einer ausgezeichneten Lichtdurchläjsigkeit erhält.
Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen,
transparenten Spinelsinterkörpers gemäss der Erfindung näher erläutert.
AI2O.3 und MgO oder eine Aluminiumverbindung und eine Magnesiumverbindung,
die durch Kalzinierung in Al3O3 bzw. MgO
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überführt werden, werden in einem Molverhältnis von Al^O^
im Bereich von 0,50/0,50 bis 0,525/0,475 vermischt, um einen
Spinelsinterkörper mit einem gegebenen Mischungsverhältnis von Al2O3/MgO zu erhalten. Die erhaltene Mischung wird gründlich
in einer Kugelmühle gemischt und dann bei 1150 bis 13000C
an der Luft vorzugsweise wenigstens 1 Stunde kalziniert. Die erhaltene Mischung, vorzugsweise in feinteiliger Form,
wird mit 0,01 bis 0,2 Gew.% LiF, bezogen auf die Menge der kalzinierten Mischung, unter Erhalt einer Rohmaterialmischung
gemischt. Um die kalzinierte Mischung homogen mit LiF zu vermischen, werden die kalzinierte Mischung und LiF vorzugsweise
in einer Kugelmühle zusammen mit destilliertem Wasser vermählen. Dann wird die erhaltene Rohmaterialmischung
vollständig getrocknet und weiter getrocknet, zusammen mit einem zeitweiligen Bindungsmittel, wie Polyvinylalkohol
und dergleichen, als Formhilfe. Nachdem die getrocknete Mischung vorzugsweise auf eine gleichiaäcsige Grosse gebracht wurde,
indem man sie durch ein 60-Maschen-Sieb (JIS-Standard) siebt, wird sie in die gewünschte Form gebracht. Der Formkörper
wird dann in einer Wasserstoffatmosphäre, im Vakuum oder
einer Inertgasatmosphäre gebrannt. Dabei wird das Brennen des Formkörpers zweistufig vorgenommen. Das erste Brennen des
Formkörpers wird durchgeführt, indem man den Artikel bei einer konstanten Temperatur im Temperaturbereich von 1200 bis
14000C hält oder indem man ihn allmählich mit einer Temperatursteigerungsrate
von etwa 50°C/h in den Temperaturbereich von 1200 bis 1400°C bringt, und das zweite Brennen des
in der ersten Stufe gebrannten Artikels wird durchgeführt, indem man den Artikel bei einer konstanten Temperatur im
Temperaturbereich von 1700 bis 1900°C brennt oder ihn allmählich
mit einer Temperatursteigerungsrate von nicht mehr als 50°C/h auf den Temperaturbereich von 1700 bis 1900°C bringt,
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wobei die Temperatursteigerungsrate innerhalb des Temperaturbereiches
zwischen der ersten Brennstufe und der zweiten Brennstufe nicht mehr als 1OO°C/h beträgt. Auf diese Weise
erhält man einen polykristallinen transparenten Spineisinterkörper,
der der gestellten Aufgabe entspricht. Es ist besonders wichtig, dass beim Brennen des in der ersten Stufe gebrannten
Artikels die Temperatursteigerungsrate im Temperaturbereich zwischen der ersten Brennstufe und der zweiten Brennstufe
nicht mehr als 1OO°C/h ausmacht.
Als A^Oo-Rohmaterial und MgO-Rohmaterial kann entweder
pulverförmiges AI2O.,, pulverförmiges MgO oder eine Aluminiumverbindung
und eine Magnesiumverbindung, die Al2O3 bzw.
MgO bei der thermischen Zersetzung ergeben, verwendet werden. Vorzugsweise verwendet man eine Aluminiumverbindung
und eine Magnesiumverbindung, weil dabei eine gleichmässige Mischung von feinteiligem Al-O^-Pulver und MgO-Pulver gebildet
wird. Der transparente Spineisinterkörper gemäss der
Erfindung enthält AloO^ in einem Molverhältnis die mehr als
dem Molverhältnis der Ausgangspulverraischung aus Al2O3 und
MgO für den Spinel entspricht, und zwar aufgrund des Verdampf ens von MgO aus dem Sinterkörper während des Brennens.
Das Verhältnis von Al2O3 zu MgO in dem erhaltenen Sinterkörper
hängt von der Zusammensetzung der für den Spinel verwendeten Ausgangspulvermischung aus Al-O3 und MgO, der Brenntemperatur
und der Brennzeit und dergleichen ab. Für einen Spinelsinterkörper mit einer guten Lichtdurchlässigkeit ist
es jedoch erforderlich, dass das Molverhältnis von Al2O->/MgO
im Vereich von 0,52/0,48 bis 0,70/0,30 liegt. Ist das MoI-verhältnis
von Al2O3/MgO höher als 0,70/0,30, so kann sich
eine zweite Phase, die hauptsächlich aus Al2O3 besteht, an
den Korngrenzen niederschlagen, während bei einem Molverhältnis
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von Al2O3/MgO von niedriger als 0,52/0,48 aufgrund des
starken Kornwachstums Poren nicht vollständig vermieden werden können. Ein Spinelsinterkörper mit einem Molverhältnis
von mehr als 0,70/0,30 oder weniger als 0,52/0,48 hat deshalb eine sehr schlechte Lichtdurchlässigkeit.
Aus folgendem Grund wird die Menge an LiF, die in dem Sinterkörper
enthalten ist, auf 0,001 bis 0,1 Gew.% beschränkt. Beträgt die Menge mehr als 0,1 Gew.%, so schlägt sich die
zweite Phase an der Korngrenze des Spineis nieder, während bei einer Menge von weniger als 0,001 Gew.% Poren nicht
vollständig vermieden werden und der Sinterkörper, der mehr als 0,1 Gew.% oder weniger als 0,001 Gew.% LiF enthält,
zeigt eine schlechte Lichtdurchlässigkeit.
Auch der Grund, warum das Molverhältnis von Al2Oo zu MgO
in der Ausgangs-Al2O--und -MgO-Pulvermischung für den Spinel
im Bereich von 0,50/0,50 bis 0,525/0,475 begrenzt ist,
ist darin zu sehen, dass bei einem Molverhältnis von Al2O.,/MgO
von mehr als 0,525/0,475 eine zweite Phase, die hauptsächlich aus überschüssigem Al2O7 besteht, sich an der Korngrenze
niederschlägt, und die Lichtdurchlässigkeit des erhaltenen
Sinterkörpers abnimmt.
Die Ausgangs-Al2Oo~ und -MgO-PuIVermischung für den Spinel
wird bei 1150 bis 13000C kalziniert. Der Grund hierfür ist
der folgende: Bei einer KaIzinierungstemperatur von niedriger
als 11500C reagiert Al2O3 nicht ausreichend mit MgO und es
bilden sich Spinelpulver mit ungleichmässigen Mengenverhältnissen
an Al2O3/MgO. Bei einer Kalzinierungstemperatur von
mehr als 1300 C findet ein zu starkes Kornwachstum statt und ein gleichmässiger Kornwuchs in der nachfolgenden Brennstufe
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ist gestört.
Der Grund, warum die kalzinierte Mischung aus Al^O3 und
MgO mit 0,01 bis 0,2 Gew.% LiF, bezogen auf die Menge der Mischung, vermischt wird, ist der folgende: Beträgt die
Menge an LiF mehr als 0,2 %, verbleiben mehr als 0,1 Gew.% LiF in dem Sinterkörper und die zweite Schicht schlägt sich
nieder und vermindert die Lichtdurchlässigkeit des Sinterkörpers. Beträgt die Menge an LiF weniger als 0,01 Gew.%,
so nimmt die in dem Sinterkörper verbleibende Menge an LiF auf weniger als 0,01 Gew.% ab und die Wirkung von LiF
tritt nicht ein und man kann keinen transparenten Spinelsinterkörper erhalten.
Auch die Brennatmosphäre, die auf eine Wasserstoffatmosphäre,
Vakuum oder ein Inertgas begrenzt ist, muss eingehalten werden, weil man sonst keinen transparenten Spineisinterkörper erhält.
Der Grund, warum die primäre Brenntemperatur im Bereich von 1200 bis 1400OC durchgeführt wird, ist der, dass bei einer
ersten Brenntemperatur von weniger als 1200°C sich ein dichter Sinterkörper bildet, während bei einer Brenntemperatur
von mehr als 1400°C in der nachfolgenden Brennstufe ein zu starkes Kornwachstum eintritt. Der Grund, warum die
Temperatursteigerungsrate für den in der ersten Temperatur gebrannten Artikel im Temperaturbereich zwischen der ersten
Brennstufe und der zweiten Brennstufe auf nicht mehr als 100°C/h begrenzt ist, ist darin zu sehen, dass bei einer
Temperatursteigerungsrate von mehr als 100°C/h ein schneller lokaler Kornwuchs stattfindet, und sich die Poren in dem
Artikel schliessen und daher die Lichtdurchlässigkeit in dem erhaltenen Sinterkörper erniedrigt wird.
- 11 030010/0722
Der Grund, warum die zweite Temperatur auf 1700 bis 1900°C
begrenzt ist, ist darin zu sehen, dass bei einer Brenntemperatur von weniger als 17000C kein Spinelsinterkörper mit
einer sehr guten Lichtdurchlässigkeit erzielt werden kann, während bei einer Brenntemperatur von mehr als 1900°C ein
zu starkes Kornwachstum eintritt und sich Risse an den Korngrenzen bilden.
Das nachfolgende Beispiel beschreibt die Erfindung und soll nicht limitierend ausgelegt werden.
Reine Reagentien aus Ammoniumalaun und Magnesiumnitrat werden so vermischt, dass die Mischung AIjO3 und MgO im Molverhältnis
enthält, wie es in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt wird und die entstandene Mischung wird an der Luft 3 Stunden
bei 1200°C kalziniert. Durch Rontgenstrahlbeugungsmessung
wurde festgestellt, dass das kalzinierte Pulver das Röntgenstrahl
lbeugungsmus ter eines Spineis aufwies, wobei das Pulver eine Korngrösse von nicht mehr als 1 um hatte. Das kalzinierte
Pulver wurde mit LiF in den in Tabelle 1 gezeigten Mengen, bezogen aif die Menge des kalzinierten Pulvers vermischt,
und die entstandene Mischung wurde im feuchten Zustand 3 Stunden zusammen mit Kunststoffkugeln vermählen. Die so behandelte
Mischung wurde 1 Stunde bei 5000C an der Luft erhitzt, um
Plastikrückstände zu entfernen und dann mit 2 Gew.% PVA (Polyvinylalkohol) vermischt und getrocknet. Anschliessend
wurde die Mischung durch ein 60-Maschen-Sieb (JIS-Standard)
gesiebt, um eine einheitliche Korngrösse zu erhalten. Die Pulver wurden zunächst in einer Form geformt und dann in einer
isostatischen Presse bei einem Druck von 2500 kg/cm verformt. Die erhaltenen Formkörper wurden 3 Stunden bei 700°C an
der Luft zur Entfernung des Binders erhitzt. Dann wurde der
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so behandelte Formkörper in einer in Tabelle 1 gezeigten Atmosphäre einem ersten Brennen bei 1300 C während 3 Stunden
und anschliessend einem wieteren zweiten Brennen unterworfen, wobei die Temperaturen und Zeiten in Tabelle 1 gezeigt
werden. Zwischen der ersten und der zweiten Brennstufe wurde der in der ersten Stufe gebrannte Artikel von 13000C
auf 1700°C mit einer Temperatursteigerungsrate, wie sie in Tabelle 1 gezeigt wird, erhitzt.
Zum Vergleich wurden Sinterkörper unter den gleichen Bedingungen wie oben angegeben hergestellt, mit der Ausnahme, dass das
Molverhältnis von Al^O^/MgO in der Ausgangs-Al2O3~ unä -MgO-PuIVermischung
für den Spinel, die zugegebene Menge an LiF, bezogen auf dei kalzinierte Mischung aus Al2O3 und MgO, oder
die Temperatursteigerungsrate zwischen der ersten und zweiten Brennstufe ausserhalb des erfindungsgemässen Bereiches
lagen.
Die erfindungsgemässen Spinelsinterkörper wurden mit den
Vergleichsspinelsinterkörpern hinsichtlich des Molverhältnisses von Al2O3 zu MgO, dem LiF-Gehalt und der Lichtdurchlässigkeit
bei einer Dicke von 1,5 mm und einer Wellenlänge von 0,6 um verglichen und die erhaltenen Ergebnisse
werden in Tabelle 1 gezeigt.
- 13 -
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Probe
Zusar.unensetzung d .Ausgangs-A^O,-u.MgO-PuIVermischung
für den
Nr. Spinel (Molverh.)
erfindungsgemässe
Sinterkörper
Sinterkörper
Al2O3
MgO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
0,501
0,501
0,501
0,501
0,501
0,505
0,505
.0,505
0,505
0,505
0,505
0,512
0,512
0,512
0.512
0.512
0,525
0,525
0,525
0,525
0,525
0,501
0,501
0,501
0,501
0,505
0,505
.0,505
0,505
0,505
0,505
0,512
0,512
0,512
0.512
0.512
0,525
0,525
0,525
0,525
0,525
0,499 0,499 0,499 0,499 0.499 0,495 0,495 0,495 0.495
0,495 0,495 0.48S 0,488 0,488
0,488 0,488
0,475 0,475 0,475 0,475 0,475
zugegebene Menge an LiP (Gew.%)
Atmo-
phärdTemperatur °
0,05 0,05 0,10 0,20 0,20
0,01 0,01 0,01 0,10 0,10 0,20 0,05 0,05
0,15 0,15 0,20 0,10 0,10 0,15 0,20 0,20
vacuum vacuum
H2 vacuum
vacuum vacuum
H2 vacuum
Maximale Brenntempera türen u. Zei
ten
1.700 1.800 1,800
700 800 700 850 800 800 800 850 800 850 750 750 700 700 850 800 800
1.800
Zeit (h)
5 5 5 1 5 10 10 3 3 3
10
10
10
10
15 10 10 10
Temperatursteigerungs
rate zwischen 1 300
und 17OO°C
rate zwischen 1 300
und 17OO°C
h)
20
50
50
50
100
100
20
20
50
100
100
50
100
100
50
50
50
100
100
·
20
50
50
50
100
100
Zusammensetzung des
Sinterkörpers (MoI-verhMltnis)
Sinterkörpers (MoI-verhMltnis)
Al2O3
MgO
0,557
0,603
0,596
0,527
0,583
0,573
0,646
0,575
0,570
0,576
0,641
0,618
0,628
0,597
0,607
0,573
0,579
0,697
0,637
0,623
0,629
0,603
0,596
0,527
0,583
0,573
0,646
0,575
0,570
0,576
0,641
0,618
0,628
0,597
0,607
0,573
0,579
0,697
0,637
0,623
0,629
0,443 0,397 0,404 0,473 0,417 0,427 0,354
0,425 0,430 0,424 0,359 0,382 0,372 0,403
0,393 0,427 0,421 0,303 0,363 0,377 0,371
LiF-Ge
halt
(Gew.%)
0,024 0,010 0,022 0,100 0,041 0,004 0,001
0,004 0,034 0,031 0,030 0,012 0,011 0,053 0,038 0,081
0,048 0,010 0,021 0,055 0,045
In- lineh durchlössigkeit
64,5 67,1 67,5 60,1 61,3 62,8 69,0 64,0
60,5 6S.8 64,5 72,3 60,7 62,5 61,0 64,8
65,1 60,5 63,8 63,1 66,5
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Zusammensetzung d. Au s g ang S-Al2O3-u.MgO-PuIvermi-Probe
schung für den Nr. Spinel (Molverh.)
Al2O3
MgO
zugegebene llenge an LiF (Gev/.%)
AtmosphärdTemperatur
(0C)
Maximale Brenntempera türen u. Zei ten
Zeit (h)
Temperatursteigerungs-zung
rate zwischen 1 300 und 17000C
Zusammensetdes
Sinterkörpers (Molverhältnis)
Al2O3
MgO
LiF-Ge-I
halt
(Gew.%)
In-linodurchlässigkeit
Vergleichs
si l'iter-
si l'iter-
korper
22
23
24
25
26
27
23
29
30
31
32
33
23
24
25
26
27
23
29
30
31
32
33
0.-163
0,463
0,463
0,480
0,480
0,480
0,533
0,533
0,553
0,551
0,551
0,551
0,463
0,463
0,480
0,480
0,480
0,533
0,533
0,553
0,551
0,551
0,551
0,537 0,537 0,537 0,520 0,520 0,520 0,467
0,467 0,467 0,449 0,449 0,449
0,40 | II2 |
0,40 | Ar |
0,10 | Ar |
0,30 | vacuum |
0,30 | CO |
0,20 | CO |
0,10 | H2 |
0,10 | H2 |
0,35 | H2 |
0,15 | vacuum |
0,40 | H2 |
0,10 | H2 |
1.650 1.750 1.750 1.600 1.800 1.800 1,750 1.850 1.850
1.600 1,800 1.800
10
10
15
10 5 5
10 10 10
0,486 0,547 0,551 0,501 0,565 0,559 0,618 0,652 0,659
0,579 0,655 0,650
0,514 0,453 0,449 0,499 0,435 0,441 0,382 0,348 0,341
0,421 0,345 0,350
0,220 0,140 0,035 0,140 0,098
0,065 0,030 0,021 0,063 0,071 0,100 0,026
41,3 39,5 41,6 47,2 38,1 35,7 48,9 45,6 44,3 42,1 44,7
42,3
CO CO K)
en
Aus Tabelle 1 wird ersichtlich, dass alle Spineisinterkörper
gemäss der Erfindung eine In-linedurchlässigkeit von
mehr als 60 % aufweisen und somit eine sehr gute Lichtdurchlässigkeit haben, während die Vergleichs-Spinelsinterkörper,
die unter Bedingungen hergestellt wurden, die ausserhalb des erfindungsgemässen Bereiches liegen, eine sehr schlechte
In-linedurchlässigkeit aufweisen.
Wie erwähnt, haben die erfindungsgemässen polykristallinen transparenten Spinelsinterkörper eine sehr gute Lichtdurchlässigkeit
aufgrund der synergistischen Wirkung der Kombination des spezifisch limitierten Mischungsverhältnisses von
Al2Oo zu MgO, wobei die Menge an AIjO3 grosser ist als die
stöchiometrische Menge von Al2O3 im Spinel, der spezifisch
begrenzten Zugabemenge von LiF und der Temperatursteigerungsrate von nicht mehr als 1OO°C/H innerhalb der spezifisch
begrenzten Temperaturbereiche. Die erfindungsgemässen Sinterkörper
sind besonders geeignet als Material für Entladungslampen oder andere optische Materialien, wie Fenster,
die infrarote Strahlen hindurchlassen, Uhrengläser und dergleichen und für zahlreiche industrielle Anwendungen.
030010/0722
Claims (2)
1. Polykristalliner transparenter Spinelsinterkörper, bestehend
hauptsächlich aus Al3O3 und MgO, im Molverhältnis
von Al2O3/MgO im Bereich von 0,52/0,48 bis
0,70/0,30, und einem Gehalt von 0,001 bis 0,1 Gew.% LiF.
2. Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen transparenten Spineisinterkörpers gemäss Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , dass man Al2O3 mit MgO
oder eine Aluminiumverbindung mit einer Magnesiumverbindung, die zu Al2O3 bzw. MgO bei einer Kalzinierung überführt
030010/0722
werden, im Molverhältnis von A^O^/MgO im Bereich von
0,50/0,50 bis 0,525/0,475 mischt, dass man die Mischung
bei 1150 bis 13000C kalziniert, dass man die kalzinierte
Mischung mit 0,01 bis 0,2 Gew.% LiF, bezogen auf die Menge der kalzinierten Mischung, mischt, dass man die erhaltene
Mischung zu einer gegebenen Form formt und den Formkörper einer ersten Brennung bei 1200 bis 1400°C
und dann einer zweiten Brennung bei 1700 bis 1900°C
unter einer Wasserstoffatmosphäre, im Vakuum oder einer Inertgasatmosphare unterwirft, wobei die Temperatursteigungsrate
im Temperaturbereich zwischen der ersten und der zweiten Brennstufe nicht mehr als 100 C/h beträgt
.
03001 n/0722
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---|---|---|---|
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Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4392979A (en) * | 1980-09-04 | 1983-07-12 | Dow Chemical Co. | Magnesium aluminate anion exchangers |
JPS5973431A (ja) * | 1982-10-21 | 1984-04-25 | Ngk Insulators Ltd | スピネル微粉末の製造法 |
JPS59121158A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-13 | 日本碍子株式会社 | 多結晶透明スピネル焼結体の製造法 |
US4769352A (en) * | 1984-07-23 | 1988-09-06 | Norton Company | Refractory cement containing lithium fluoride flux |
JPS61286263A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-16 | 日本特殊陶業株式会社 | 低温焼結磁器組成物 |
US5244849A (en) * | 1987-05-06 | 1993-09-14 | Coors Porcelain Company | Method for producing transparent polycrystalline body with high ultraviolet transmittance |
US4930731A (en) * | 1987-05-06 | 1990-06-05 | Coors Porcelain Company | Dome and window for missiles and launch tubes with high ultraviolet transmittance |
US5001093A (en) * | 1987-05-06 | 1991-03-19 | Coors Porcelain Company | Transparent polycrystalline body with high ultraviolet transmittance |
US4983555A (en) * | 1987-05-06 | 1991-01-08 | Coors Porcelain Company | Application of transparent polycrystalline body with high ultraviolet transmittance |
DE3887697T2 (de) * | 1987-05-06 | 1994-05-11 | Coors Porcelain Co | Transparenter polykristalliner gegenstand mit erhöhter ultraviolettdurchlässigkeit, verfahren zur herstellung und anwendung. |
EP0332393B1 (de) * | 1988-03-09 | 1994-06-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Körpers aus gesintertem Spinell |
US5082739A (en) * | 1988-04-22 | 1992-01-21 | Coors Porcelain Company | Metallized spinel with high transmittance and process for producing |
DE4305170C1 (de) * | 1993-02-19 | 1994-07-28 | Daimler Benz Ag | Magnesium und Aluminium enthaltender Spinell, sowie Verfahren zu dessen Synthese und Verwendung des Spinells |
US5545360A (en) * | 1993-06-08 | 1996-08-13 | Industrial Technology Research Institute | Process for preparing powders with superior homogeneity from aqueous solutions of metal nitrates |
ZA947677B (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-02 | Programme 3 Patent Holdings | Method of making spinel compounds |
KR100444178B1 (ko) | 2001-12-26 | 2004-08-09 | 한국전자통신연구원 | 스피넬계 유전체 세라믹 조성물 및 그를 이용한 유전체 세라믹 제조방법 |
DE102004004259B3 (de) * | 2004-01-23 | 2005-11-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Transparente polykristalline Sinterkeramik kubischer Kristallstruktur |
US7528086B2 (en) * | 2005-03-24 | 2009-05-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Magnesium aluminate transparent ceramic having low scattering and absorption loss |
US7211325B2 (en) | 2005-03-24 | 2007-05-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fluoride salt coated magnesium aluminate |
JP2006273679A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | スピネル焼結体、光透過窓および光透過レンズ |
JP4806952B2 (ja) * | 2005-04-12 | 2011-11-02 | 東ソー株式会社 | 透光性セラミックス |
KR101456732B1 (ko) | 2006-12-21 | 2014-10-31 | 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 | 투과 광학 소자 |
IL191836A (en) * | 2008-05-29 | 2011-06-30 | Univ Ben Gurion | A single-stage thermal process for the production of a transparent sonicated spinel |
DE102009046036B4 (de) | 2009-10-27 | 2014-02-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung von redispergierbaren hochreinen Nanospinellpulvern und redispergierbares hochreines Nanospinellpulver |
DE102009055984A1 (de) * | 2009-11-20 | 2011-06-09 | Schott Ag | Gefärbte Spinell-Optokeramiken |
DE102009055987B4 (de) * | 2009-11-20 | 2018-10-18 | Schott Ag | Spinell-Optokeramiken |
US20130160492A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Guillermo R Villalobos | Polished, hot pressed, net shape ceramics |
US9624136B2 (en) | 2014-07-01 | 2017-04-18 | Corning Incorporated | Transparent spinel article and tape cast methods for making |
WO2019187324A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | Jx金属株式会社 | MgAl2O4焼結体及び該焼結体を用いたスパッタリングターゲット、並びにMgAl2O4焼結体の製造方法 |
CN111848184A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 武汉理工大学 | 一种高铝含量镁铝尖晶石透明陶瓷粉体及其制备方法 |
CN114031392B (zh) * | 2021-12-15 | 2023-03-17 | 烁光特晶科技有限公司 | 一种惰性气氛烧结镁铝尖晶石透明陶瓷的方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3769049A (en) * | 1967-12-27 | 1973-10-30 | Hitachi Ltd | Transparent sintered alumina and process for preparing the same |
GB1356200A (en) * | 1970-07-31 | 1974-06-12 | Bosch Gmbh Robert | Ignition distributors for internal combustion engines |
US3834915A (en) * | 1972-07-24 | 1974-09-10 | Gte Sylvania Inc | Fine grain translucent alumina |
US3846146A (en) * | 1972-04-07 | 1974-11-05 | Philips Corp | Transparent articles of aluminum oxide and method of manufacturing said articles |
GB1397974A (en) * | 1971-08-03 | 1975-06-18 | Ceraver | Process for manufacturing articles of transparent alumina |
US3899560A (en) * | 1968-04-01 | 1975-08-12 | Avco Corp | Method of preparing transparent alumina |
GB1443741A (en) * | 1973-07-03 | 1976-07-21 | Nikex Nehezipari Kulkere | Process for the manufacture of translucent polycrystalline alumina bodies |
SU530015A1 (ru) * | 1975-10-24 | 1976-09-30 | Предприятие П/Я А-3944 | Шихта дл изготовлени прозрачной шпинели |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3026210A (en) * | 1961-01-03 | 1962-03-20 | Gen Electric | Transparent alumina and method of preparation |
US3768990A (en) * | 1972-08-25 | 1973-10-30 | Coors Porcelain Co | Method for making heat resistant transparent optical elements |
US3950504A (en) * | 1974-09-26 | 1976-04-13 | Quigley Company, Inc. | Process for producing magnesium aluminate spinel |
-
1978
- 1978-08-14 JP JP9894778A patent/JPS5527837A/ja active Granted
-
1979
- 1979-08-08 US US06/064,841 patent/US4273587A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-08-09 GB GB7927727A patent/GB2031399B/en not_active Expired
- 1979-08-13 DE DE2932789A patent/DE2932789C2/de not_active Expired
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3769049A (en) * | 1967-12-27 | 1973-10-30 | Hitachi Ltd | Transparent sintered alumina and process for preparing the same |
US3899560A (en) * | 1968-04-01 | 1975-08-12 | Avco Corp | Method of preparing transparent alumina |
GB1356200A (en) * | 1970-07-31 | 1974-06-12 | Bosch Gmbh Robert | Ignition distributors for internal combustion engines |
GB1397974A (en) * | 1971-08-03 | 1975-06-18 | Ceraver | Process for manufacturing articles of transparent alumina |
US3846146A (en) * | 1972-04-07 | 1974-11-05 | Philips Corp | Transparent articles of aluminum oxide and method of manufacturing said articles |
US3834915A (en) * | 1972-07-24 | 1974-09-10 | Gte Sylvania Inc | Fine grain translucent alumina |
GB1443741A (en) * | 1973-07-03 | 1976-07-21 | Nikex Nehezipari Kulkere | Process for the manufacture of translucent polycrystalline alumina bodies |
SU530015A1 (ru) * | 1975-10-24 | 1976-09-30 | Предприятие П/Я А-3944 | Шихта дл изготовлени прозрачной шпинели |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4273587A (en) | 1981-06-16 |
DE2932789C2 (de) | 1982-07-15 |
GB2031399A (en) | 1980-04-23 |
GB2031399B (en) | 1982-08-11 |
JPS5727055B2 (de) | 1982-06-08 |
JPS5527837A (en) | 1980-02-28 |
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