DE3222739A1 - Verfahren zum verschliessen der enden eines aus einem gebrannten, gesinterten oder reaktionsgesinterten keramischen material bestehenden rohres - Google Patents

Verfahren zum verschliessen der enden eines aus einem gebrannten, gesinterten oder reaktionsgesinterten keramischen material bestehenden rohres

Info

Publication number
DE3222739A1
DE3222739A1 DE19823222739 DE3222739A DE3222739A1 DE 3222739 A1 DE3222739 A1 DE 3222739A1 DE 19823222739 DE19823222739 DE 19823222739 DE 3222739 A DE3222739 A DE 3222739A DE 3222739 A1 DE3222739 A1 DE 3222739A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sintered
pipe
fired
reaction
stopper
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.)
Granted
Application number
DE19823222739
Other languages
English (en)
Other versions
DE3222739C2 (de
Inventor
Gerd Dipl.-Phys. Dr. 7990 Friedrichshafen Willmann
Rainer 7778 Markdorf Willneff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dornier System GmbH
Original Assignee
Dornier System GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dornier System GmbH filed Critical Dornier System GmbH
Priority to DE19823222739 priority Critical patent/DE3222739C2/de
Publication of DE3222739A1 publication Critical patent/DE3222739A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3222739C2 publication Critical patent/DE3222739C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/001—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating directly with other burned ceramic articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/343—Alumina or aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/345—Refractory metal oxides
    • C04B2237/348—Zirconia, hafnia, zirconates or hafnates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/365—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/76—Forming laminates or joined articles comprising at least one member in the form other than a sheet or disc, e.g. two tubes or a tube and a sheet or disc
    • C04B2237/765—Forming laminates or joined articles comprising at least one member in the form other than a sheet or disc, e.g. two tubes or a tube and a sheet or disc at least one member being a tube
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/84—Joining of a first substrate with a second substrate at least partially inside the first substrate, where the bonding area is at the inside of the first substrate, e.g. one tube inside another tube

Description

  • Verfahren zum Verschliessen der Enden eines aus einem ge-
  • brannten, gesinterten oder reaktionsgesinterten kermaischen Material bestehenden Rohres Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschliessen der Enden eines aus einem gebrannten, gesinterten oder reaktionsgesinterten keramischen Material bestehenden Rohres.
  • Ausgehend von einem Pulver oder Pulvergemisch werden nach einem Mischprozess, bei welchem Hilfsmittel für die Formgebung oder Zusätze für den Brand oder die Sinterung beigegeben und homogen verteilt werden, durch einen Formgebungsprozess keramische Bauteile, sogenannte Grünlinge, hergestellt. Nach erfolgter Formgebung und Vortrocknung werden die Grünlinge gebrannt bzw.
  • einem Sinterprozess unterzogen und dadurch in einen festen Zustand überführt. Das Brennen der Grünlinge erfolgt deutlich unterhalb der Temperatur, bei welcher das dazu verwendete Material bzw. das Bauteil vollständig in den schmelzflüssigen Zustand übergeht.
  • Nach erfolgtem Brennen bzw. Sintern oder Reaktionssintern haben keramische Bauteile und Formstücke vergleichsweise zu deren Grünlinge in ihren Eigenschaften Veränderungen erfahren, welche sich u.a. in der Zunahme ihres Raumgewichts, in der Abnahme ihrer Porösität und in einer deutlichen Erhöhung in ihrer Festigkeit auswirken.
  • Komplizierte Bauteile und Formstücke, z.B. ein langes, einseitig geschlossenes Rohr, sind in einem Stück nur schwer herstellbar und werden deshalb aus Komponenten entweder vor dem Brennen bzw. Sintern oder Reaktionssintern, z.B. durch Garnieren oder nachdem Brenn- bzw. Sinter- oder Reaktionssinterprozess durch Kleben, Kitten oder Löten mit Glas- oder Metallot zusammengefügt. Ohne besondere Zusätze oder Hilfsstoffe ist ein Verbinden gebrannter bzw. gesinterter oder reaktionsgesinterter keramischer Komponenten nicht möglich. Allgemein gilt, dass mechanische Eigenschaften eines Verbundes bei Verwerndung von Zusätzen schlechter sind als die des Grundmaterials, da es praktisch unmöglich ist, über weite Temperaturbereiche den Wärmekoeffizienten und Elastizitätsmodul von Keramik und Fügehilfsmittel ideal aufeinander abzustimmen, so dass mit Spannungen im Verbund zu rechnen ist.
  • Aufgrund solcher Spannungen im Fügebereich ist die Lebensdauer des Bau- oder Formteils stark verringert, die Ausfallwahrscheinlichkeit erhöht und die maximale Belastbarkeit im Vergleich zum Grundmaterial stark herabgesetzt. Ausserdem beeinträchtigen Hilfsstoffe wie Lote, Kitt oder Kleber unter Umständen die Funktion des Gesamtbau- oder -formteils. Dies ist stets der Fall, wenn Eigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit oder selektive Ionenleitfähigkeit für Meßzwecke ausgenutzt werden.
  • Bei den im allgemeinen hohen Einsatztemperaturen diffundieren die Hilfsstoffe in das Gitter der Keramik und verändern die elektrischen Eigenschaften in unzulässiger Weise.
  • Aus der Praxis bekanntgewordene Fügetechniken (DE-OS 30 03 186) verwenden ohne Verwendung von Hilfsstoffen z.B. zum Verschweissen eines gebrannten keramischen Rohres das (Preß)-Diffusionsschweissen unterhalb des Schmelzpunktes an, bei welchem kein Zusatz erfolgt.
  • Das Diffusionsschweissen erfordert eine sehr gute Bearbeitung der zu verbindenden Flächen (z.B. durch aufwendiges Polieren), so dass es unwirtschaftlich und nur für einfachste, möglichst ebene Geometrien möglich ist. Ausserdem verlaufen die Diffusionsvorgänge langsam, so dass starke Gefügeveränderungen mit Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Bau- oder Formteiles zu befürchten sind.
  • Ein Verschliessen eines gebrannten keramischen Rohres durch Schmelzschweissen ohne fremde Zusätze gelingt im allgemeinen nicht bei Rohren mit Innendurchmessern über ca-. 0,5 cm. Der Rand des Rohres schmilzt zwar auf, der Hohlraum füllt sich aber nicht mit Schmelze; diese verbleibt aufgrund der Oberflächenspannung auf dem Rand in Form einer Wulst.
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu finden, mit welchem ein offenes, gebranntes keramisches, gesintertes oder reaktionsgesintertes Rohr durch Schweissen an seinen Enden in kurzer Zeit so verschlossen wird, dass das Rohr gasdicht ist, sich dabei in seiner chemischen Zusammensetzung nicht ändert und in seiner Geometrie (Rundung, Ovalität und Geradheit) erhalten bleibt.
  • Erfindungsgemäss sind zur Lösung der gestellten Aufgabe die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 und die der ihm folgenden Unteransprüche vorgesehen.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Reinheitsbedingungen während des einfach durchzuführenden Schweissprozesses eingehalten werden können und der Schweissvorgang selbst in kurzer Zeit durchführbar ist. Eine Gefügeänderung durch die Wärmebehandlung tritt praktisch nicht ein. Auch treten bei nicht dickwandigen Bau- und Formteilen keinerlei Risse aufgrund thermischer Spannungen auf. Besondere Vorkehrungen zur Abkühlung können unberücksichtigt bleiben.
  • Ein Ausführungsbeispiel ist folgend beschrieben und aus einer Skizze ersichtlich.
  • Die Figur zeigt einen Schnitt durch ein mit einem Stopfen 1 an einer Seite verschweisstes und verschlossenes gebranntes keramisches Rohr 2 aus 99,7 %-igem O(-Aluminiumoxid (Al2O3).
  • Es ist geeignet für einen Schmelzpunkt von ca. 2050 OC und für Einsatztemperaturen bis ca. 1900 OC. Das Rohr ist einseitig verschlossen.
  • In das gerade abgesägte, nicht nachgearbeitete, aber gereinigte Rohr 2 wird als Stopfen 1 ein Abschnitt eingeführt, der von einem Vollstab aus rohrgleichem Material abgetrennt wurde. Der Durchmesser D1 des z.B. zylindrischen Stopfens 1 ist dem Innendurchmesser D2 des Rohres 2 anzupassen, wobei ein Spalt S zwischen Stopfen 1 und Rohrinnenwand von ca. 0,5 bis 1 mm zulässig ist. Vorzugsweise sollte die Höhe h des Stopfens 1 ca. 0,5 bis 1 mal dem Innendurchmesser D2 entsprechen. Der Spalt S füllt sich beim Schweissvorgang durch die Schmelze 3 ganz oder teilweise.
  • Das Verschweissen von Rohrende und Stopfen erfolgt mit einem herkömmlichen Acethylen-Sauerstoffbrenner in Umgebungsluft.
  • Das so verschlossene Rohr ist-rissfrei und gasdicht (geprüft mit einem Helium-Lecksucher).
  • Selbstverständlich sind Rohre und Stopfen aus anderen keramischen Oxidmaterialien, z.B. ß -Aluminiumoxid, teil- oder vollstabilisiertes Zirkoniumoxid oder aus Nichtoxidkeramik, z. B.
  • mit Silizium infiltriertes Siliziumkarbid mit dem gleichen Schweissverfahren miteinander verbindbar.
  • Leerseite

Claims (10)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Verschliessen der Enden eines aus einem gebrannten, gesinterten oder reaktionsgesinterten keramischen Material bestehenden Rohres, dadurch gekennzeichnet, dass in das bzw. die Enden des Rohres (2) als Verschluss ein Stopfen (1) eingebracht wird, welcher in seiner chemischen Zusammensetzung und im Mischungsverhältnis den Komponenten des Rohres (2) entspricht oder angepasst ist und dass das Rohr (2) durch ein gemeinsames Verschmelzen von Rohrende(n) und Stopfen (1) ohne Zusatz verschlossen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen ein ungebrannter bzw. nicht gesinterter oder nicht reaktionsgesinterter Pulverpreßling ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen vorgebrannt, gesintert, reaktionsgesintert oder gebrannt ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen aus einem dem Rohr in dessen Zusammensetzung identischen Material besteht.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen aus einem dem Rohr gleichen, jedoch in seiner chemischen Zusammensetzung nicht identischen Material besteht.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des gebrannten Stopfens nach dem Aufschmelzen in das Material des Rohres übergeht bzw.
    sich damit verbindet.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschmelzen mit einem Brenner erfolgt.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschmelzen durch induktives Erhitzen mit oder ohne Suszeptor erfolgt.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschmelzen durch Erhitzen mittels Wärmestrahlung erfolgt.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschmelzen an Luft, in Schutzgas oder im Vakuum erfolgt.
DE19823222739 1982-06-18 1982-06-18 Verfahren zum Verschliessen der Enden eines aus einem gebrannten, gesinterten oder reaktionsgesinterten keramischen Material bestehenden Rohres Expired DE3222739C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823222739 DE3222739C2 (de) 1982-06-18 1982-06-18 Verfahren zum Verschliessen der Enden eines aus einem gebrannten, gesinterten oder reaktionsgesinterten keramischen Material bestehenden Rohres

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823222739 DE3222739C2 (de) 1982-06-18 1982-06-18 Verfahren zum Verschliessen der Enden eines aus einem gebrannten, gesinterten oder reaktionsgesinterten keramischen Material bestehenden Rohres

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3222739A1 true DE3222739A1 (de) 1983-12-22
DE3222739C2 DE3222739C2 (de) 1986-02-27

Family

ID=6166241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823222739 Expired DE3222739C2 (de) 1982-06-18 1982-06-18 Verfahren zum Verschliessen der Enden eines aus einem gebrannten, gesinterten oder reaktionsgesinterten keramischen Material bestehenden Rohres

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3222739C2 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1923138B2 (de) * 1968-05-17 1973-07-19 Corning, Glass Works, Corning, N Y V St A ) Verfahren zur herstellung einer hermetischen verbindung wenigstens zweier polykristalliner koerper aus al tief 2 o tief 3
DE3003186A1 (de) * 1980-01-30 1981-08-06 Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen Verfahren zur verbindung von bauteilen aus siliziumverbundwerkstoffen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1923138B2 (de) * 1968-05-17 1973-07-19 Corning, Glass Works, Corning, N Y V St A ) Verfahren zur herstellung einer hermetischen verbindung wenigstens zweier polykristalliner koerper aus al tief 2 o tief 3
DE3003186A1 (de) * 1980-01-30 1981-08-06 Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen Verfahren zur verbindung von bauteilen aus siliziumverbundwerkstoffen

Also Published As

Publication number Publication date
DE3222739C2 (de) 1986-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69936117T2 (de) Keramik Entladungsgefäss für eine Entladungslampe
DE1207851B (de) Verfahren zur Herstellung eines aus einem Stueck bestehenden keramischen Koerpers
DE2321715A1 (de) Thermistor und verfahren zu seiner herstellung
DE3833914A1 (de) Verfahren zur herstellung eines beta-aluminiumoxid-feststoffelektrolyt-trennrohres
DE2548732A1 (de) Elektrische entladungslampe
DE3016893A1 (de) Lichtbogenrohr fuer hochdrucknatrium- dampfentladungslampen mit verbesserter endabdichtung und verfahren zu deren herstellung
DE2011216A1 (de) Bodenrost sowie Verfahren zur Herstellung desselben
DE1923138B2 (de) Verfahren zur herstellung einer hermetischen verbindung wenigstens zweier polykristalliner koerper aus al tief 2 o tief 3
DE2852404A1 (de) Dichtungsvorrichtung zur gasdichten durchfuehrung von elektroden an geschlossenen elektrischen schmelzoefen
DE2945513A1 (de) Verfahren zum heissisostatpressen von poroesen formkoerpern aus siliziumkeramik
DE2263035A1 (de) Galvanische zelle in einem sauerstofffuehler
DE1440311A1 (de) Feuerfeste Karbidkoerper und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3222739A1 (de) Verfahren zum verschliessen der enden eines aus einem gebrannten, gesinterten oder reaktionsgesinterten keramischen material bestehenden rohres
US4978410A (en) Method for joining of prefired or fired ceramics using sol gels
DE102016118826A1 (de) Hohlzylinder aus keramischem Material, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
DE2734099B2 (de) Gasentladungslampe
JPH06279131A (ja) セラミックスの接合方法
DE838167C (de)
DE2001425C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Entladungslampe
DE1904780U (de) Piezoelektrischer messwandler.
DE2828357C3 (de) Massen auf Basis von Al↓2↓O↓3↓, CaO, Y↓2↓O↓3↓ und SrO zum Versiegeln bzw. Verbinden von Bauteilen aus Keramik oder hochschmelzenden Metall mit keramischen Bauteilen
DE2944582A1 (de) Verfahren zur herstellung von keramischen rohrfoermigen tragrollen fuer rollenherdoefen
DE905949C (de) Verfahren zum vakuumdichten Verbinden eines Teiles aus keramischem Werkstoff mit einem Teil aus Glas
DE4309069A1 (de) Verfahren zum vakuumdichten Verbinden der Stirnflächen zweier Keramikteile
DE510700C (de) Verfahren zur Herstellung von besonders glatten und dichten Steinzeug- und Klinkerwaren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee