DE3317815A1

DE3317815A1 - Verfahren zum herstellen eines optisch durchscheinenden mullitkoerpers und produkt des verfahrens

Info

Publication number: DE3317815A1
Application number: DE3317815A
Authority: DE
Inventors: Frederic Joseph Amsterdam N.Y. Klug; Svante Ballston Lake N.Y. Prochazka
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1982-05-25
Filing date: 1983-05-17
Publication date: 1983-12-01
Also published as: KR840004542A; CA1199780A; FR2527591A1; NL8301848A; GB2121019B; GB2121019A; US4427785A; JPS5926968A

Description

' 8991-RD-141O3

GENERAL ELECTRIC COMPANY

Beschreibung

ep

JiB ¹Ch durohcohoinondo Kiaramih

Die Erfindung betrifft zusammengepreßte amorphe Aluminiumsilikat-Zusammensetzungen, die sich in einem fortgeschrittenen Stadium der Verdichtung in Mullit umwandeln, wobei in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung Mullit sich danach zu einer optisch durchscheinenden Keramik theoretischer Dichte weiter verdichtet oder Mullit theoretischer Dichte zu einer optisch durchscheinenden Keramik geglüht wird.

Mullit, eine kristalline Aluminiumsilikat-Phase der Zusammensetzung 3Al₂O₃ · 2SiO₂ oder mit einer der vorgenannten nahen Zusammensetzung, ist ein übliches Mineral von aus Silikat bestehenden Keramiken, wie weißer Ware und gebranntem Ton. Kürzlich veröffentlichte Phasendiagramme berichten von 71,5 bis 74 Gew.-% Al₃O₃ als dem ZusammerSetzungsbereich für Mullit, das im festen Zustand kristallisiert ist.

Mullit ist vielfach untersucht worden, doch berichten nur Mazdiyasni und Brown (1972) und Yoldas (1978) über seine porenfreien, durchscheinenden polykristallinen Formen. Im besonderen offenbaren Mazdiyasni und Brown in dem Artikel "Synthesis and Mechanical Properties of Stoichiometric Aluminium Silicate (Mullite)", im Journal of the American Ceramic Society, Bd. 55, Nr. 11, auf den Seiten 548'- 552 (November 1972), Aluminiumsilikat OAl₂O₃ · 2SiO₂) mit Teilchengrößen von weniger als 1 um, das von Alkoxyverbindungen abgeleitet ist und spezifisch die Zusammensetzung 71,8 Gew.-% Al₂O₃ und 28,2 Gew.-% SiO₃ hat, eine nadeiförmige Morphologie aufweist und das im Vakuum heiß zu hochdichten, durchscheinenden polykristallinen Körpern stöchiometrischen Mullits gepreßt werden kann, wobei die erhaltenen

Preßlinge ein feinkörniges Gefüge hatten, das aus nadelartigen miteinander im Eingriff stehenden Körnern bestand, die insgesamt in einem "Laubsägen"-Muster angeordnet waren.

Yoldas offenbart in dem Artikel "Microstructure of Monolithic Materials Formed by Heat Treatment of Chemically Polymerized Precursors in the Al₂O₃-SiO₂ Binary" im Ceramic Bulletin, Bd.59, Nr. 4, auf den Seiten 479 - 483 (1980), daß transparente Gelmaterialien im binären AlJD^ · SiO₂~System bei niederen Temperaturen mittels einer Technik hergestellt wurden, die die Polymerisation von Aluminium und Silizium über Sauerstoffbrücken bei Zimmertemperature gestattet, insbesondere durch Umsetzen eines Aluminiumhydrosols mit Siliziumtetraäthoxid und daß beim Erhitzen dieser Gelmaterialien die Zusammensetzung 63 Gew.-% Al_0-. und 37 Gew.-% SiO₂ eine außerordentliche Fähigkeit aufwies, bei hohen Temperaturen, z.B. 14D0°C, wo andere Materialien bereits opak wurden, transparent zu bleiben.

In reiner Form wäre Mullit als optisches Material wegen seiner geringen thermischen Ausdehnung, seines hohen Schmelzpunktes, seiner chemischen Stabilität und der Abwesenheit von Absorptionsbanden im sichtbaren Spektralbereich als optisches Material interessant.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein optisch durchscheinender Körper aus Mullit mit theoretischer Dichte hergestellt durch Pressen einer amorphen Mischoxid-Pulverzusammensetzung aus 72,5 - 76,5 Gew.-% Al₉O , Rest SiO , zu einem Preßling von mindestens 1 g/cm , Sintern des Preßlings im Sauerstoff oder einem Vakuum von 0,O5 bis 1 Torr, wobei ein gasundurchlässiger Preßling entsteht, heißes isostatisches Pressen des gasundurchlässigen Preßlings zur theoretischen Dichte und^hinsichtlich Zusammensetzungen, die mehr als 74 Gew.-% Al₂O₃, Rest SiO- enthalten, Glühen des theoretisch dichten Körpers.

Kurz gesagt und gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Produkt aus optisch durchscheinendem Mullit hergestellt mittels eines Verfahrens, das die folgenden Stufen umfaßt:

Herstellen eines amorphen gestaltlosen Mischoxidpulvers, das aus etwa 72,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Al-O.,, Rest SiO- zusammengesetzt ist und das keine merkliche Menge an Verunreinigungen enthält,

wobei dieses Pulver bei Zimmertemperatur zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1 g/cm zusammenpreßbar ist, Pressen des Pulvers zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1 g/cm ,

Sintern des Preßlings bei einer Temperatur, die keine merkliche nachteilige Wirkung auf den Preßling hat, und zwar in einer Sauerstoffatmosphäre oder in einem Vakuum von etwa 0,05 bis 1 Torr, wobei ein gasundurchlässiger Preßling entsteht, heißes isostatisches Pressen des gasundurchlässigen Preßlings mit einem Gas, das keine merkliche nachteilige Wirkung auf den Preßling ausübt, bei einem den Atmosphärendruck übersteigenden

Druck von mindestens etwa 350 kg/cm bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1500 bis etwa 1700°C, wobei ein Körper theoretischer Dichte entsteht, basierend auf der Dichte von 3,16 + 0,01 oder 3,17 + 0,01 g/cm³ für den Mullitkörper, wobei das zum isostatischen Pressen benutzte Gas ausgewählt ist aus Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen und,hinsichtlich Zusammensetzungen, die mehr als 74 Gew.-% Al₃O₃, Rest SiO₂, enthalten,

Glühen des theoretisch dichten Körpers in einem Gas, ausgewählt aus Sauerstoff, Luft, Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1700 bis etwa 1850 C, wobei die Glühtemperatur keine merkliche nachteilige Wirkung auf den Körper hat.

Gemäß einer anderen Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Produkt aus optisch durchscheinendem Mullit hergestellt mittels eines Verfahrens, das die folgenden Stufen umfaßt:

Herstellen eines amorphen, gestaltlosen Mischoxid-Pulvers, das aus etwa 72,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Al₃O₃, Rest SiO_ zusammengesetzt ist,
Kalzinieren des Pulvers in Luft bei einer Temperatur von etwa

490 bis etwa 1100 C, um Wasser und organisches Material daraus zu entfernen, wobei keine merkliche Menge davon zurückbleibt, um ein gestaltloses, amorphes Pulver zu erhalten, das keine merkliche Menge an Verunreinigungen enthält, wobei das kalzinierte Pulver bei etwa Zimmertemperatur zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm preßbar ist, Pressen des kalzinierten Pulvers zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm ,

Sintern des Preßlings bei einer Temperatur, die keine merkliche nachteilige Wirkung darauf hat, in Sauerstoff oder in .einem Vakuum in einem Bereich von etwa 0,05 bis 1 Torr, wobei ein gasundurchlässiger Preßling entsteht,

heißes, isostatisches Pressen des gasundurchlässigen Preßlings unter Verwendung eines Gases, das keine merkliche nachteilige Wirkung darauf hat, bei einem den Atmosphärendruck übersteigen-

2 den Druck von mindestens etwa 350 kg/cm , bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1500 - 1700°C, wobei man einen Körper theoretischer Dichte erhält, bezogen auf die Dichte von 3,16 + 0,01 oder 3,17 +0,01 g/cm für den Mullitkörper, wobei das zum isostatischen Pressen benutzte Gas ausgewählt ist aus Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen und, hinsichtlich Zusammensetzungen mit mehr als 74 Gew.-% Al-O-,, Rest SiO₂,

Glühen des theoretisch dichten Körpers in einem Gas aus Sauerstoff, Luft, Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1700 bis etwa 185O°C, wobei die Glühtemperatur keine merkliche nachteilige Wirkung auf den Körper hat.

Unter einem gestaltlosen Pulver wird in der vorliegenden Anmeldung ein Pulver verstanden, das keine reguläre oder sich unterscheidende Gestalt oder Form in einem mikroskopischen Ausmaß hat. Unter einem flaumigen Pulver wird in der vorliegenden Anmeldung ein Pulver verstanden, das wie Flaum ist, d.h. lose und weich. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Pulver ist durch eine geringe Schüttdichte charakterisiert, die im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,3 g/cm bei etwa Zimmertemperatur liegt.

Unter Zimmertemperatur wird in der vorliegenden Anmeldung eine Temperatur von 25 C verstanden.

Das erfindungsgemäße Produkt ist ein optisch durchscheinender polykristalliner Körper aus Mullit,. der aus etwa 72,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Al₃O₃, Rest SiO₂, zusammengesetzt ist. Sein Gefüge hängt von seiner Zusammensetzung und der zur Herstellung eingesetzten Temperatur ab.

Unter einem optisch durchscheinenden polykristallinen Produkt oder Körper wird in der vorliegender Anmeldung ein Körper verstanden, durch den Licht oder Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich ausreichend hindurchgehen kann, um diesen Körper für optische Anwendungen, wie als Kolben für Entladungsrohre, brauchbar zu machen.

Das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Mischoxid-Ausgangspulver wird hergestellt aus einem homogenen Gel, das aus den hydrolysieren Vorläufern von Al₂O₃ und SiO₂ zusammengesetzt ist. Diese Vorläufer können organischer oder anorganischer Natur sein und sie werden in Mengen eingesetzt, die die Herstellung der gewünschten Mischoxid-Zusammensetzung gestatten, d.h. der in der vorliegenden Erfindung angestrebten Aluminiumsilikat-Zusammensetzung. Dieses Gel wird hergestellt, d.h. ausgefällt, in einer an sich bekannten Weise durch Hydrolyse einer Lösung organischer oder anorganischer Vorläufer für Al₂O₃ und SiO-. Es kann in starker Abhängigkeit von den Ausgangsmaterialien ein Peptisierungsmittel, wie Salpetersäure, zu der Lösung hinzugegeben werden, um die Umwandlung zu einem Gel zu fördern.

Beispielsweise kann das Gel hergestellt werden durch Hydrolyse der Alkoxide von Silizium und Aluminium. So kann das Gel hergestellt werden durch Auflösen von Aluminiumisopropoxid und Äthylmetasilikat in Cyclohexan und die Hydrolyse der Lösung kann ausgeführt werden durch Zugabe der theoretischen Menge Wasser, die erforderlich ist, um die Alkoxide vollständig zu hydrolysieren, wobei das Wasser vorzugsweise gelöst ist in Tertiärbutylalkohol, um die Abtrennung des Wassers in eine

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separate Phase während der Hydrolyse zu vermeiden. Das Wasser sollte mit der Lösung kräftig vermischt werden, vorzugsweise bei etwa Raumtemperatur, um eine im wesentlichen vollständige Hydrolyse zu erreichen.

Bei einer bevorzugten Technik wird Aluminiummonohydrat durch intensive Bewegung in Wasser dispergiert, dessen pH-Wert durch Zugabe von Salpeter- oder einer anderen Säure auf etwa 4 eingestellt ist, um eine kolloidale Dispersion zu erhalten. Es ist bevorzugt, aber nicht wesentlich, daß die kolloidale Dispersion von dem nicht-dispergierbaren Rest durch Sieben oder Zentrifugieren abgetrennt wird. Die erhaltene kolloidale Dispersion des Monohydrats wird auf seinen Al-O-j-Gesamtgehalt untersucht und dann z.B. mit Äthylsilikat in einem Verhältnis gemischt, das die angestrebte Zusammensetzung von 72,5 bis 76,5 Gew.-% Al₃O₃, Rest SiO„ ergibt. Die Mischung sollte vorzugsweise bei etwa Raumtemperatur gerührt werden, um die Hydrolyse zu vervollständigen, mit deren Hilfe das Gelprodukt erzeugt wird.

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Gel kann anorganischen oder organischen Ursprungs sein und es enthält immer Wasser. Vorzugsweise wird das Gel, wenn möglich, durch Filtration verdickt, bevor es getrocknet wird, um das angestrebte amorphe, flaumartige Pulver herzustellen.

Dabei-muß das Gel in einer Weise getrocknet werden, die die Herstellung des als Ausgangsmaterial eingesetzten amorphen flaumigen Pulvers gestattet. Im besonderen muß das Trocknen *des Gels so ausgeführt werden, daß es nicht zu dichten Teilchen zusammenfällt. Das Gel kann nicht so getrocknet werden, daß das Wasser in flüssiger Form entfernt wird, weil dabei ein Zusammenfallen zu dichten Teilchen auftritt. Ein einfaches Verdampfen bei Zimmertemperatur oder erhöhten Temperaturen ist daher nicht möglich, da dies zu einem Schrumpfen und zur Bildung einer festen teilchenförmigen Substanz führt. Zum Herstellen des Ausgangspulvers kann das Gel jedoch gefrier-getrocknet werden. Dies umfaßt das Gefrierenlassen des Gels und das

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Entfernen seines Wassergehaltes durch Sublimieren im Vakuum. Das Gefriertrocknen ist jedoch nicht anwendbar auf Gele, die Alkohole mit geringen Gefrierpunkten enthalten, da diese Alkohole den Gefrierpunkt herabsetzen.

Alternativ kann das Gel auch dadurch getrocknet werden, daß man seinen Wassergehalt mit einem nicht-wässrigen Lösungsmittel ersetzt, wodurch man ein nicht-wässriges Gel erhält, das in verschiedener Weise getrocknet werden kann, um das für die vorliegende Erfindung erforderliche Ausgangspulver zu erhalten. Im besonderen ist dies ein Verfahren,bei dem ein Austausch von Lösungsmitteln stattfindet und dieses Verfahren ist anwendbar, wenn das Gel filtriert werden kann. Das filtrierte Gel wird dann mit Methanol verdünnt, filtriert und das erhaltene Gel weiter mit Methanol gewaschen, um alles Wasser zu ersetzen und schließlich wird Methanol mit Azeton ausgewaschen. Das erhaltene nicht-wässrige Gel kann in Luft bei Zimmertemperatur getrocknet werden, und man erhält das erwünschte Ausgangspulver.

Schließlich kann das Gel auch durch Entfernen des Wassers unter überkritischen Bedingungen getrocknet werden, um das erwünschte Ausgangspulver zu erhalten. Diese Art Trocknen kann ausgeführt werden, indem man das Gel in einen Autoklaven überführt und es auf eine Temperatur oberhalb des kritischen Punktes von Wasser

erhitzt, d.h. oberhalb von 374°C, bei einem Druck von etwa

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224 kg/cm . Bei dieser Temperatur verschwindet das Wasser und der Dampf wird langsam aus dem Autoklaven abgezogen. Das Produkt ist das erwünschte Ausgangspulver oder ein sehr brüchiges klumpiges Material, das leicht zu dem erwünschten Ausgangspulver' zerkleinert werden kann.

Das als Ausgangsmaterial eingesetzte Aluminiumsilikat-Pulver ist ein amorphes Pulver aus feinzerteilten Oxiden, zusammengesetzt aus etwa 72,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Al₃O₃, Rest SiO₃. In starkem Maße abhängig von der jeweiligen Herstellungsmethode, enthält es eine merkliche Menge Wasser und üblicherweise eine merkliche Menge organischen Materials. Dieses Pulver ist weiß,

flaumig, frei fließend und gestaltlos und hat eine Oberfläche, gemessen mit der bei tiefer Temperatur durchgeführten Stickstof fabsorptionstechnik, die im Bereich von etwa 100 bis etwa 400 m /g liegt und vorzugsweise im Bereich von etwa 200 bis

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etwa 300 m /g. Das Pulver hat auch eine geringe Schüttdichte im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,3 g/cm bei etwa Zimmertemperatur. Zu diesem Pulver sollte kein Wasser hinzugegeben werden, da es dadurch beim nachfolgenden Trocknen schrumpfen und zu dichten Teilchen zusammenfallen würde.

Das Ausgangspulver wird in Luft bei Atmosphärendruck bei einer Temperatur im Bereich von etwa 490 bis etwa 1100 C und vorzugsweise von etwa 500 bis 700⁰C kalziniert,um Wasser und organisches Material soweit zu entfernen, daß keine merklichen Mengen davon zurückbleiben. Eine Kalzinierungstemperatur unterhalb von 4 9O°C führt nicht zur Entfernung der organischen Bestandteile. Eine Kalzinierungstemperatur oberhalb von etwa 900⁰C neigt zur leichten Ausbildung von Aggregaten im Pulver, doch kann das kalzinierte Pulver trocken gemahlen werden, um die Aggregate aufzubrechen und dann trocken gesiebt werden, ohne daß dabei seine Morphologie merklich beeinflußt wird. Temperaturen oberhalb von 1100 C sind nicht brauchbar, da sie eine merkliche Bildung harter Aggregate verursachen. Die Kalzinierungszeit ist empirisch bestimmbar, z.B. durch Gewichtsverlust. Das Kalzinieren ist abgeschlossen, wenn beim weiteren Glühen kein weiterer Gewichtsverlust auftritt. Wegen der schlechten Wärmeübertragung in diesem Pulver kann die Glühzeit bis zu 10 Stunden betragen. Das Kalzinieren hat keine merkliche nachteilige Wirkung auf das Pulver oder seine Al₂O₃/SiO₂-Zusammensetzung. Im besonderen beeinflußt dieses Glühen nicht die Oxid-Zusammensetzung oder die Morphologie in irgendeiner merklichen Weise.

Das kalzinierte Pulver ist amorph, gestaltlos, flaumig und frei fließend und es enthält keine merklichen Mengen von Verunreinigungen. Es ist ein fein dispergiertes Mischoxid, zusammengesetzt aus etwa 72,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Al_0-., Rest SiO„. Es hat nach bei tiefer Temperatur ausgeführten Stick-

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stoffabsorption eine Oberfläche im Bereich von etwa 100 bis

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etwa 400 m /g und vorzugsweise eine Oberfläche von etwa 200

bis etwa 300 m /g. Auch das kalzinierte Pulver hat eine geringe Schüttdichte im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,3 g/cm bei etwa Zimmertemperatur. Dieses kalzinierte Pulver muß etwa bei Raumtemperatur, d.h. bei etwa 25°C, zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm preßbar sein. Zu dem kalzinierten Pulver darf ebenfalls kein Wasser hinzugegeben werden, da es beim nachfolgenden Trocknen zum Schrumpfen und Zusammenfallen zu dichten Teilchen führen würde. Ein Mischoxidpulver außerhalb der angegebenen Zusammensetzung führt nicht zu dem erfxndungsgemäßen optisch durchscheinenden Körper.

Das kalzinierte Pulver wird zu einem Preßling gepreßt, d.h. einem ungesinterten Körper mit einer Dichte von mindestens 1,0 g/cm und vorzugsweise höher bis zu einer möglichst hohen Dichte, die bei Zimmer- oder Umgebungstemperatur üblicherweise bei etwa 1,6 g/ση liegt. Ein Preßling mit einer Dichte von weniger als 1,0 g/cm führt nicht zu dem erfindungsgemäßen optisch durchscheinenden Produkt. Ein angewandter Minimaldruck von etwa 700 kg/cm^ kann zu dem erwünschten Preßling führen, doch üblicherweise wird ein Druck von mindestens etwa 2100 kg/cm angewandt. Der angewandte Druck kann so hoch wie möglich sein, üblicherweise sind dies etwa 7000 kg/cm . Zu dem Pulver sollten keine Additive hinzugegeben werden. Vorzugsweise wird das Pulver bei etwa Zimmertemperatur gepreßt. Das Pressen bei einer anderen als Zimmertemperatur bringt keinen Vorteil. Das kalzinierte Pulver wird mit einer Einrichtung zu einem Preßling gepreßt, die keine merkliche nachteilige Wirkung darauf hat. Insbesondere sollte die Preßeinrichtung das Pulver nicht verunreinigen. Das Pulver kann mittels eines Werkzeugs oder isostatisch gepreßt werden. Für das erstere wird vorzugsweise ein Stahlwerkzeug benutzt.

Der Preßling kann hinsichtlich seiner Form und Größe im weiten Rahmen variieren. Er kann eine einfache, hohle oder eine geometrisch komplexe Gestalt haben. Der in der vorliegenden Erfindung erhaltene Preßling mit einer Dichte von mindestens 1 g/cm

hat eine ausreichende Festigkeit für die Handhabung. So war ein Preßling in Form eines hohlen Rohres mit einer Wandstärke von etwa 0,5 mm fest genug für die nachfolgende Handhabung.

Wenn es erwünscht ist, kann der Preßling vorgeglüht werden, um ihm weitere Festigkeit zu verleihen oder um zu gestatten, daß er leichter maschinell bearbeitet werden kann. Im allgemeinen reicht die Vorgluhtemperatur, die angewendet wird, um dem Preßling zusätzliche Festigkeit zu geben, bis zu etwa 165O°C. Die jeweils angewendete Vorgluhtemperatur und Vorglühzeit sind empirisch bestimmbar und sie sollten keine merkliche nachteilige Auswirkung auf den Preßling haben. Wird ein solches Vorglühen bei einer Temperatur ausgeführt, bei dem die Poren des Preßlings offen bleiben - üblicherweise beginnt ein Schließen der Poren des Preßlings bei etwa 1500°C - dann kann dieses Vorglühen bei Atmosphärendruck in Luft, Argon, Helium, Stickstoff, Sauerstoff oder deren Mischungen oder bei einem Teilvakuum ausgeführt werden, vorausgesetzt, daß das Teilvakuum nicht zu einer merklichen Verdampfung des SiO- des Preßlings führt. Findet das Vorglühen bei einer Temperatur statt, bei der ein Verschließen der Poren des Preßlings auftritt, d.h. bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1500 bis etwa 1675°C, dann muß dieses Vorglühen in Sauerstoff oder bei einem Teilvakuum im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1 Torr ausgeführt werden.

Der grüne Preßling oder der vorgeglühte Preßling wird dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einer Temperatur im Bereich von 1500 bis etwa 1675 und vorzugsweise bei etwa 1600 bis etwa 165O°C gesintert, um einen gegenüber Gas undurchlässigen Preßling zu erhalten, d.h. einen Preßling mit geschlossenen Poren, der für Gas undurchlässig ist. Das Sintern muß in Sauerstoff ausgeführt werden, der vorzugsweise bei Atmosphärendruck ist oder in einem Vakuum von etwa 0,05 bis 1 Torr. Die jeweilige Sintertemperatur und Sinterzeit sind empirisch bestimmbar und sollten keine merkliche nachteilige Wirkung auf den Preßling haben.

Da bei der Sintertemperatur von etwa 1500 C und höher die Poren des Preßlings von seiner Oberfläche getrennt werden, muß die Ofenatmosphäre entweder reiner Sauerstoff oder ein Vakuum von etwa 0,05 bis etwa 1,0 Torr sein. Andere Gase, wie Stickstoff, Argon oder Kohlendioxid, die in der Sinteratmosphäre während des Porenverschlusses im Preßling vorhanden sind, würden in den Poren eingeschlossen und somit das Entfernen der Poren während des Sinterns verhindern. Nur Sauerstoff wird mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit durch kristallinen Mullit transportiert, so daß er das Sintern nicht beeinträchtigt und deshalb kann während des Porenverschlusses beim Sintern im Ofen nur eine Sauerstoffatmosphäre oder das genannte Vakuum vorhanden sein. Wären bei einem Vakuum von mehr als etwa 1 Torr andere Gase als Sauerstoff vorhanden, dann können merkliche Mengen dieser anderen Gase in die Poren eingeschlossen werden und die Durchscheinfähigkeit des Produkts beeinträchtigen. Ein höheres Vakuum als 0,05 Torr kann andererseits zum Verdampfen des SiO₂~Bestandteils des Preßlings führen.

Eine Sintertemperatur von weniger als etwa 1500 C führt nicht zum Verschließen der Poren des Preßlings. Eine Sintertemperatur von mehr als etwa 1675 C in einem Vakuumbereich von etwa 0,05 bis etwa 1,0 Torr würde zum Verdampfen von SiO₂ aus dem Preßling führen. Eine Sintertemperatur von mehr als 1675 C in einer Sauerstoffatmosphäre würde einen Hochtemperatur-Sauerstoffofen erfordern und ein solcher Ofen ist im industriellen Maßstab nicht leicht erhältlich. Doch kann in einer Sauerstoffatmosphäre eine Glüh- oder Sintertemperatur von etwa 185O°C benutzt werden.

Die Aufheizgeschwindigkeit bis zur Glüh- oder Sintertemperatur hängt zu einem großen Ausmaß von den im Preßling vorhandenen Verunreinigungen ab. Die Aufheizgeschwindigkeit sollte so ausgewählt werden, daß dabei Verunreinigungen aus dem Preßling entfernt werden, bevor er die Temperatur erreicht, bei der diese Verunreinigungen eingeschlossen werden. Im allgemeinen wird der Preßling auf die Glüh- oder Sintertemperatur mit einer Geschwindigkeit von bis zu 300°C/h erhitzt. Höhere Aufheizgeschwindig-

keiten können zu einem Aufblähen des Körpers durch flüchtige Bestandteile führen, die vorher nicht entwichen sind.

Der gesinterte Preßling braucht nur undurchlässig gegenüber Gas zu sein. Eine solche Undurchlässigkeit kann mit einer Reihe von Techniken bestimmt werden. Zum Beispiel kann man sie dadurch bestimmen, daß man den gesinterten Preßling aufhängt und in Wasser oder eine andere Flüssigkeit eintaucht, und feststellt, ob der so eingetauchte Preßling irgendeine beobachtbare Gewichtszunahme zeigt. Vorzugsweise wird dies ausgeführt, indem man den gesinterten Preßling trocken wägt, ihn in siedendes Wasser taucht, das Wasser auf Zimmertemperatur abkühlen läßt, den Preßling aus dem Wasser herausnimmt und ihn noch/einmal wägt, um irgendeine Gewichtszunahme zu bestimmen, Wird keine Gewichtszunahme festgestellt, dann hat der Preßling eine geschlossene Porosität erreicht und ist daher gasundurchlässig^

Der gasundurchlässige Preßling wird heiß isostatisch unter Anwendung eines Gases gepreßt, das keine merkliche nachteilige Wirkung darauf hat, wobei das Pressen bei einem Druck oberhalb von Atmosphärendruck und bei einer erhöhten Temperatur stattfindet, um einen Körper theoretischer Dichte zu erhalten, basierend auf der Dichte von 3,16 + 0,01 oder 3,17 + 0,01 g/cm für den Mullitkörper. Das zum isostatischen Pres^een benutzte Gas wird ausgewählt aus Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen und es ist vorzugsweise Argon. Während des heißen •isostatischen Pressens ist der Preßling vollkommen eingeschlossen, um einen merklichen Verlust an SiO₂ von seiner Oberfläche zu verhindern. Ein solches Einschließen kann zum Beispiel das Eintauchen des Preßlings in Mullitpulver oder das Einschliessen des Preßlings in einem Aluminium-Tiegel mit einem Verschluß unfassen. Das Gas steht beim isostatischen Pressen unter einem Druck von

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mindestens etwa 350 kg/cm und vorzugsweise unter einem Druck

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von etwa 2100 kg/cm . Das isostatische Pressen sollte bei einer

Temperatur im Bereich von etwa 1500 bis etwa 1700 und vorzugsweise von etwa 1600 bis etwa 1700°C ausgeführt werden. Ein Gas-

2
druck von weniger als etwa 350/cm und eine Temperatur von

ο '
weniger als etwa 1500 C führen nicht zu einer Verdichtung des gasundurchlässigen Preßlings bis zur theoretischen Dichte.

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Praktisch sind 2100 kg/cm das erhältliche Maximum. Es können höhere Gasdrücke bis zu einem Druck, diesen aber ausschließend, benutzt werden, bei dem eine Umwand lung in Hochdruckphasen bei der angewendeten Temperatur stattfinden würde. Dieser Druck ist

2 nicht genau bekannt und er ist größer als etwa 7000 kg/cm bei

1650°C.Temperaturen von mehr als etwa 1700°C beim heißen isostatischen Pressen können zu einer Vergröberung der Körner führen und so die Verdichtung des Preßlings verhindern.

Die Aufheizgeschwindigkeit bis zur Temperatur des isostatischen Pressens ist nicht kritisch und es können hohe Aufheizgeschwindigkeiten benutzt werden. Zum Beispiel können diese Aufheizgeschwindigkeiten bis zu 1000°C/h betragen, wenn dies erwünscht ist. Im allgemeinen reichen diese Aufheizgeschwindigkeiten jedoch nur bis zu etwa 300°C/h und sind durch den Ofen begrenzt. Die nach Beendigung des heißen isostatischen Pressens angewandte Abkühlgeschwindigkeit für den erhaltenen Körper theoretischer Dichte ist nicht kritisch und im allgemeinen wird dieser Körper im Ofen auf Zimmertemperatur abgekühlt. Auch die Geschwindigkeit, mit der der Gasdruck auf Atmosphärendruck vermindert wird, ist nicht kritisch und das Abkühlen braucht nicht gleichzeitig mit einer Verminderung des Gasdruckes ausgeführt zu werden.

Die Dauer, während der das heiße isostatische Pressen stattfindet, hängt stark von der angewendeten Temperatur und dem angewendeten Druck ab und sie ist empirisch bestimmbar, wobei bei einer erhöhten Temperatur weniger Zeit erforderlich ist. üblicherweise erfordert eine Temperatur von etwa 1600⁰C und ein

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Druck von etwa 2100 kg/cm eine Dauer von etwa 1 Stunde.

Das heiße isostatische Pressen des gasundurchlässigen Preßlings führt zu einem Körper theoretischer Dichte, der auch optisch durchscheinend sein kann. 'Im besonderen ist der erhaltene Körper theoretischer Dichte dann optisch durchscheinend, wenn er

aus 72,5 bis etwa 74 Gew.-% Al-O.., Rest SiO-, zusammengesetzt ist. Ist der gasundurchlässige Preßling andererseits aus mehr als 74 Gew.-% Al-O.,, Rest SiO,,, zusammengesetzt, dann erfordert der erhaltene Körper theoretischer Dichte wahrscheinlich ein Glühen, um ihn optisch durchscheinend zu machen. Wenn erwünscht, kann der durch isostatisches Pressen erhaltene Körper theoretischer Dichte, selbst wenn er optisch durchscheinend ist, geglüht werden, um in einigen Fällen das optische Durchscheinen zu verstärken.

Wenn erforderlich, oder zum Verstärken des optischen Durchscheinens erwünscht, wird der durch isostatisches Pressen erhaltene Körper theoretischer Dichte geglüht, um ihn optisch durchscheinend zu machen. Dieses Glühen wird in einer Atmosphäre ausgeführt, die ausgewählt ist aus Sauerstoff, Luft, Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen. Wenn die Glühatmosphäre Helium, Argon, Stickstoff oder eine Mischung davon ist, sollte der Körper völlig eingeschlossen werden, um einen merklichen Verlust an SiOp von seiner Oberfläche zu vermeiden. Ein solches Einschließen kann zum Beispiel das Eintauchen des Körpers in Mullitpulver oder sein Einschließen in einen Aluminiumoxid-Tiegel mit Deckel umfassen. Die Glühatmosphäre, die bei etwa Atmosphärendruck liegt, kann stehen oder strömen.

Die Glühtemperatur liegt im Bereich von etwa 1700 bis etwa . 185O°C, wobei die jeweilige Glühtemperatur stark von dem Al₃O--Gehalt des Körpers theoretischer Dichte abhängt und die Glühtemperatur sollte keine merklich nachteilige Wirkung auf den Körper haben, d.h. sie sollte keine Glasphase bilden, <ϋ-^ε 1 Vol.-% oder mehr des Gesamtvolumens des Körpers ausmacht. Für einen Körper theoretischer Dichte, der zum Beispiel 72,5 Gew.-% Al₃O₃ enthält, bildet eine Glühtemperatur, die merklich höher als etwa 1700 C ist, wahrscheinlich 1 Vol.-% oder mehr einer Glasphase, so daß der erhaltene Körper zur Verwendung als Kolben eines Entladungsrohres nicht ausreichend durchscheinend ist. Die Bildung der Glasphase nimmt mit steigendem Al„0-.-Gehalt ab. Für einen Körper, der 74 Gew.-% Al-O- enthält, können

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Temperaturen, die merklich höher als etwa 1800°C sind, 1 Vol.-% oder mehr der Glasphase bilden, doch haben Temperaturen von bis zu etwa 1850 C keine merkliche nachteilige Wirkung auf Körper, die von etwa 7 4,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Al₂O-) enthalten. Glühtemperaturen von weniger als 1700°C führen nicht zu dem erfindungsgemäßen optisch durchscheinenden Körper. Andererseits erzeugen Temperaturen von mehr als 1850⁰C einen geglühten Körper mit Körnern, die zu groß sind und dadurch seine Festigkeit vermindern. Auch führen Temperaturen von mehr als 185O°C aufgrund der Bildung einer Glasphase zu einer Verminderung der Durchlässigkeit. Schließlich liegen diese Temperaturen dicht beim Schmelzpunkt des Mullits.

Die Aufheizgeschwindigkeit zur Glühtemperatur ist nicht kritisch und es können hohe Aufheizgeschwindigkeiten benutzt werden. So können diese Aufheizgeschwindigkeiten, wenn erwünscht, bis zu 1000 C/h betragen. Im allgemeinen liegen diese Aufheizgeschwindigkeiten jedoch im Bereich von bis zu etwa 300 C/h, und sie sind durch den Ofen begrenzt. Die nach Beendigung des Glühens angewandte Abkühlgeschwindigkeit für den optisch durchscheinenden Körper ist ebenfalls nicht kritisch.

Die jeweilige Glühzeit hängt stark von der Glühtemperatur ab und sie ist empirisch bestimmbar, wobei man mit höherer Glühtemperatur weniger Glühzeit benötigt. So beträgt bei einer Glühtemperatur von 1800 C die Glühzeit üblicherweise etwa 1 Stunde.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der isostatisch heiß zu einem Körper theoretischer Dichte gepreßte Preßling nicht abgekühlt, sondern der Druck wird auf Atmosphärendruck vermindert und der Körper wird im gleichen Ofen in Sauerstoff, Luft, Argon, Helium, Stickstoff oder einer Mischung der vorgenannten Gase bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1700 bis etwa 1800°C geglüht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen findet kein merklicher Verlust an Al_0_. oder SiO statt.

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Der erfindungsgemäße optisch durchscheinende Körper besteht aus einem Aluminiumsilikat/ das zusammengesetzt ist aus etwa 72,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Al O₃, Rest SiO₃. Seine Zusammensetzung ist mittels einer Reihe von Verfahren bestimmbar, einschließlich der chemischen Naßanalyse, der Röntgenstrahlfluoreszenzanalyse, der Massenspektroskopie und der Elektronenstrahl-Mikroanalyse.

Das Gefüge des erfindungsgemäßen,optisch durchscheinenden, polykristallinen Körpers kann in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung und der bei seiner Herstellung angewendeten Temperaturen etwas variieren. Im Temperaturbereich von etwa 1700 bis etwa 1850 C und einer Zusammensetzung im Bereich von etwa 74,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Al O₃, Rest SiO₂, hat der erhaltene optisch durchscheinende Körper zumindest sehr wahrscheinlich ein gleichmäßiges oder im wesentlichen gleichmäßiges Gefüge aus gleichachsigen oder im wesentlichen gleichachsigen Körnern, wobei die durchschnittliche Korngröße im Bereich von etwa 2 bis etwa 50 yam liegt. Eine durchschnittliche Korngröße von weniger als etwa 2 /am läßt den Körper schlechte optische Eigenschaften haben. Eine durchschnittliche Korngröße von mehr als etwa 50 yum gibt dem optisch durchscheinenden Körper hauptsächlich aufgrund von Mikrorissen eine geringe Festigkeit. Um das beste optische Durchscheinen und die beste Festigkeit zu haben, hat der erfindungsgemäße optisch durchscheinende Körper daher vorzugsweise eine durchschnittliche Korngröße im Bereich von etwa 5 bis etwa 35 jum. Die Korngröße des optisch durchscheinenden Produktes hängt dabei hauptsächlich von den Temperaturen beim heißen isostatischen Pressen und beim Glühen, sowie den dabei angewandten Zeiten ab. Je höher die Temperatur und je langer die Zeit bei dieser hohen Temperatur, umso größer ist die durchschnittliche Korngröße des Produktes.

Das Gefüge des erfindungsgemäßen optisch durchscheinenden Körpers variiert jedoch, wenn er aus etwa 72,5 bis etwa 74,5· Gew.-% AIjO₃, Rest SiO₂ zusammengesetzt und bei einer Temperatur unterhalb von etwa 1800 C hergestellt oder dieser ausgesetzt ist. Im besonderen kann der optisch durchscheinende Körper, der bei einer Temperatur unterhalb von etwa 1800°C

hergestellt oder einer solchen Temperatur ausgesetzt ist und der einen Gehalt von etwa 72,5 bis etwa 74 Gew.-% A1_O^ hat, ein aus langgestreckten Körnern zusammengesetztes Gefüge haben. Wird der Al₂O₃-GeIIaIt innerhalb des vorgenannten engen Bereiches nahe auf 74 Gew.-% erhöht, dann bilden sich Gefüge, die aus Körpern zusammengesetzt sind, die sowohl gleichachsig als auch langgestreckt sind. Bei einer weiteren Zunahme des Αΐ-Ο,-Gehaltes, d.h. wenn man sich dem Wert von 74,5 Gew.-% Al₃O₃ nähert, dann wird der erhaltene optisch durchscheinende Körper wahrscheinlich ein Gefüge haben, das gleichförmig oder im wesentlichen gleichförmig zusammengesetzt ist aus gleichachsigen oder im wesentlichen gleichachsigen Körpern.

Der erfindungsgemäße optisch durchscheinende Körper kann aus einer einzigen Phase oder aus einer primären und einer sekundären Phase zusammengesetzt sein, wobei die sekundäre Phase bis zu etwa weniger 1 Vol.-% des Gesamtvolumens des optisch durchscheinenden Körpers ausmachen kann. Eine solche Phasenzusammensetzung des optisch durchscheinenden Körpers ist durch optische Mikroskopie bestimmbar. Mit dem Begriff eine einzige Phase oder eine primäre Phase ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung die Mullitphase gemeint. Die Mullitphase kann auch durch Röntgendiffraktionsanalyse identifiziert werden. Die sekundäre Phase sollte keine merkliche nachteilige Wirkung auf das erfindungsgemäße Produkt haben. Diese Sekundärphase kann Al₂O₃ oder Glas sein.

Wenn der Al₉O,-Bestandteil des optisch durchscheinenden Körpers im Bereich von etwa 74,5 bis etwa 75,5 Gew.-% liegt oder sich diesem Bereich nähert, und der Körper bei einer Temperatur von etwa 1800 bis 185O°C geglüht worden ist, dann ist er üblicherweise aus einer einzigen Mullitphase zusammengesetzt. Wenn der Al₂O^-Gehalt des optisch durchscheinenden Körpers sich jedoch 76 Gew.-% nähert, dann zeigt der optisch durchscheinende Körper wahrscheinlich eine untergeordnete Menge an Al₂O,-Präzipitat als sekundäre Phase. Die Anwesenheit der ^A12°3~^{Phase ist durch} optische Mikroskopie, Röntgenstrahldiffraktionsanalyse oder mit dem abtastenden Elektronenmikroskop

bestimmbar. Wenn sich der Al₂O~-Gehalt 74 Gew.-% oder einem noch geringeren Wert nähert, darin zjeigt der optisch durchscheinende Körper wahrscheinlich Glas als sekundäre Phase. Die Glasphase ist durch optische Mikroskopie bestimmbar, nachdem die Probe metallographisch präpariert ist, was das Säureätzen einschließt oder die Glasphase ist auch durch abtastende Elektronenmikroskopie bestimmbar.

Der erfindungsgemäße polykristallihe optisch durchscheinende Körper hat theoretische Dichte, d.h. er hat eine Dichte von 3_f16 + 0,01 oder 3,17 + 0,01 g/cm oder, anders ausgedrückt, hat er hunderprozentige Dichte bezogen auf die Dichte von 3,16 + 0,01 oder 3,17 + 0,01 g/cm für Mullit. Der spezifische Dichtewert kann variieren, weil er von der spezifischen Zusammensetzung des Mullits abhängt. Ein solcher optisch durchscheinender Körper kann restliche kleine Poren enthalten, doch ist diese Porosität durch die üblichen Flüssigkeitsverdrängungs-Dichtemessungen nicht bestimmbar, d.h. sie beträgt weniger als 0,05 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des gesinterten Körpers.

Der Grad der Durchlässigkeit der Strahlung durch das erfindungsgemäße optisch durchscheinende Produkt kann auch mittels der Durchlässigkeit und im besonderen mittels der diffusen Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung definiert werden. Die diffuse Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung (im englischen: forward diffuse transmittance) ist das Verhältnis der Intensität des durchgelesenen Strahles zur Intensität des einfal-• !enden Strahles und dieses Verhältnis bezieht sich auf Strahlung einer gewissen Wellenlänge und einer Probe einer gewissen Dicke. Diese Variablen stehen durch die folgende Formel miteinander in Beziehung:

* I/I_o = ke'*^d

worin I und I die Intensitäten des durchgelassenen und des einfallenden Strahles sind, d die Dicke der Probe, oC deren Absorptionskoeffizient und k eine Konstante ist, die vom

Brechungsindex des Materials bestimmbar ist. Außerdem ist der Kegelwinkel des durchgelassenen Strahles zu spezifizieren.

Der erfindungsgemäße optisch durchscheinende Körper hat eine mittlere minimale diffuse Durchlässigkeit in Vorwärts- bzw. Durchlaßrichtung von 70 %/O,75 mm Dicke über den Bereich der sichtbaren Wellenlänge von 4000 bis 8000 %..

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Beispielen näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein Schliffbild in 75Ofacher Vergrößerung des polierten und geätzten Abschnittes einer gesinterten optisch durchscheinenden Scheibe aus 75 Gew.-% Al₂O, und 25 Gew.-% SiO«, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde,

Fig. 2 ein Schliffbild in 75Ofacher Vergrößerung eines polierten und geätztes Abschnittes einer gesinterten optisch durchscheinenden Scheibe aus 74 Gew.-% Al-O., und 26 Gew.-% SiO-, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist und

Fig.- 3 eine graphische Darstellung der optischen Durchlässigkeit des erfindungsgemäßen Produktes im Bereich sichtbarer Wellenlängen von blau bis rot.

In den Beispielen wurden sofern nichts anderes angegeben, die folgenden Prozeduren benutzt:

Oberflächenmessungen'wurden nach der Stickstoffabsorptionstechnik bei tiefer Temperatur ausgeführt. Das Kalzinieren erfolgte in Luft von Atmosphärendruck. Glühen und Sintern wurden in einem mit Molybdän, gewickelten Widerstandsofen ausgeführt, der ein dichtes offenendiges Aluminiumoxid-Rohr mit einem inneren Durchmesser entweder von etwa 18 oder von etwa 50 mm hatt*e.

Das heiße isostatische Pressen erfolgte in einem Autoklaven mit einem inneren Molybdän-Widerstandsofen.

Die Temperatur wurde gemessen und gesteuert unter Verwendung eines Thermoelementes aus W 5 % Re/W 26 % Re, das sich in einer schützenden Saphirhülle befand. Die Temperaturmessung wurde auch durch direktes Betrachten der Probe mit einem optischen Pyrometer ausgeführt.

Am Ende jedes Durchganges wurde der Ofen abgeschaltet und der Körper im Ofen auf Zimmertemperatur abgekühlt.

Die Schüttdichte des Pulvers sowie jedes Preßlings wurde anhand seines Gewichtes und seiner Abmessungen bestimmt.

Die Dichte des optisch durchscheinenden Produktes wurde durch Wasserverdrängung nach dem Archimedes'sehen Verfahren ermittelt.

Die Schrumpfung ist die lineare Schrumpfung CdL/L (%)) und es ist der Längenunterschied zwischen dem ungesinterten Körper, d.h. dem Preßling, und dem gesinterten Körper, Λ L, dividiert durch die Länge des Preßlings, L . Diese Schrumpfung ist ein Anzeichen des Ausmaßes der Verdichtung.

Die Dichten der gesinterten Körper wurden in dem Zustand bestimmt, wie sie durch Glühen erhalten wurden. Die Phasenzusammensetzung der gesinterten Probe wurde nach üblichen metallographischen Techniken unter Anwendung der optischen Mikroskopie bestimmt.

Die Messungen der diffusen Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung bei den optisch durchscheinenden Körpern erfolgten auf einem Spektrophotometer von Perkin Eimer, Model 330, wobei man eine integrierende Sphäre von 60 mm Durchmesser benutzte. Der Körper wurde jedesmal reproduzierbar in die gleiche Lage gebracht, indem man ihn gegen die Öffnung legte. Die diffuse Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung wurde mit einem Kegelwinkel des durchgelassenen Strahles von 120 bis 180° bestimmt. Die Messungen der spiegelnden Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung an gesinterten Körpern wurden ebenfalls auf einem Spektrophotometer Perkin Eimer, Modell 330, ausgeführt, wobei man eine Öffnung von etwa 9,5 mm (entsprechend 3/8 Zoll) bebenutzte und den Körper im Zentrum des Probenabteils anordnete.

Die spiegelnde Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung wurde mit einem Kegelwinkel um den durchgelassenen Strahl herum von weniger als 2 bestimmt.

Beispiel 1

Bei Zimmertemperatur wurde Aluminiumsekundarbutoxid mit Äthylsilikat unter Bildung einer Lösung des gewünschten Al_O,/SiO~-Verhältnisses gemischt, wobei man auf diese Weise eine Reihe von Lösungen mit unterschiedlichem Verhältnis herstellte, d.h. von 73 bis 77 Gew.-% Al₂O₃, Rest

Jeweils 600 g dieser Lösung wurden mit 1 1 Cyclohexan verdünnt. Eine Mischung aus äquivalenten Mengen Wasser und Tertiärbutylalkohol wurde mit jeder Lösung in einer Menge vermischt, die berechnet war, um ausreichend Wasser zu liefern, um eine vollständige Hydrolyse zu bewirken und eine Dispersion eines unlöslichen polymeren Niederschlages des gewünschten Al₂O₃/SiO₂-Verhältnisses zu bilden.

Jede erhaltene Dispersion wurde über Nacht bei Zimmertemperatur gerührt, um die vollständige Homogenität sicherzustellen und dann filtrierte man den Niederschlag, d.h. das Gel, ab. Man wusch das Gel dreimal mit Cyclohexan, um seinen Alkoholgehalt zu beseitigen. Das dabei erhaltene Gel wurde gefriergetrocknet und ergab ein flaumiges, frei fließendes, gestaltloses Pulver. Dieses Verfahren wurde mehrmals wiederholt, wobei man eine Anzahl von Pulverchargen erhielt.

Die Pulver wurden in Luft bei Temperaturen von 490 bis 1100°C für eine Dauer von 8 bis 20 Stunden kalziniert, um ihren Gehalt an Wasser und Kohlenwasserstoff soweit zu entfernen, daß keine merklichen Mengen davon zurückblieben.

Das kalzinierte Pulver war flaumig, frei fließend, gestaltlos und amorph, wie die Röntgenstrahldiffraktionsanalyse zeigte.

.28-

Das nicht-kalzinierte Pulver ebenso wie das kalzinierte Pulver hatte eine spezifische Oberfläche im Bereich von 100 bis 400

2 2

m /g und typischerweise eine Oberfläche von 400 m /g. Das Pulver hatte eine Schüttdichte im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,3 g/cm .

Das kalzinierte Pulver konnte in einem Stahlwerkzeug bei Zimmertemperatur unter einem Druck von etwa 3500 kg/cm zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm gepreßt werden.

Beispiel 2

Aluminiummonohydrat mit einer mittleren Teilchengröße von 200 Ä wurde unter Bildung einer kolloidalen Dispersion in Wasser dispergiert. Spezifisch wurde 1 g AlO(OH) in 8 g H„0 dispergiert. Die Dispersion wurde bewirkt, indem man HNO₃ hinzugab, um einen pH-Wert von 3 bis 4 einzustellen. Die AlO(OH)-Dispersion wurde über Nacht kugelgemahlen und dann aus der Kugelmühle herausgenommen. Beim Stehen von 24 Stunden oder mehr setzte sich ein kleiner Anteil des AlO(OH) aus der Dispersion ab und wurde entfernt, indem man die klare Lösung abgoß.

Die AlO(OH)-Dispersion wurde gravimetrisch analyciert, um die Al₂0₃-Konzentration genau zu bestimmen. Dann gab man Äthylsilikat Si(OC-H₁.) . hinzu, um eine Mischung des gewünschten Al 0₃/Si0₂-Verhältnisses herzustellen, und auf diese Weise wurde eine Reihe von Mischungen mit unterschiedlichem Verhältnis, d.h. von 6 9,9 bis 79,1 Gew.-% Al₃O₃, Rest SiO-hergestellt.

Jede Mischung wurde bei Zimmertemperatur mehrere Stunden kräftig gerührt bis das Äthylsilikat vollständig hydrolysiert war und danach füllte man jede Mischung in einen Hochgeschwindigkeitsmischer und gab Ammoniak hinzu, bis die Dispersion gelierte. Üblicherweise wurden 3 - 6 cm NH . (OH) pro Liter der Dispersion benötigt.

Die erhaltenen Gele wurden gefroren und nachfolgend bei Zimmertemperatur aufgetaut, was das Gel in eine filtrierbare Dispersion umwandelte.

Die Gelteilchen wurden von der Lösung abfiltriert und mit wasserfreiem Methanol und Azeton in dieser Reihenfolge gewaschen, um vor dem Trocknen das gesamte Wasser von den Teilchen zu entfernen.

Das erhaltene nicht-wässrige Gel wurde bei 200⁰C in Luft getrocknet, wobei man das für die vorliegende Erfindung als Ausgangsprodukt verwendete weiße, flaumige, fließfähige Pulver erhielt, üblicherweise wurde dieses Pulver durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,42 mm gesiebt, um irgendwelche Aggregate zu zerkleinern oder zu beseitigen.

Diese Prozedur wurde mehrmals wiederholt und dabei eine Anzahl von Pulverchargen hergestellt.

Die Ausgangspulver wurden kalziniert, d.h. in Luft bei Temperaturen im Bereich von 4 90 bis 1100 C für eine Dauer geglüht, die erforderlich war, ihren Wasser- und Kohlenwasserstoff-Gehalt soweit zu entfernen, daß keine merklichen Mengen davon zurückblieben.

Das kalzinierte Pulver war flaumig, frei fließend, gestaltlos und amorph, wie bei der Röntgenstrahldiffraktionsanalyse festgestellt wurde. Sowohl das kalzinierte als auch das nichtkalzinierte Pulver hatten eine spezifische Oberfläche im Be-

2
reich von 100 bis 400 m /g und typischerweise eine Oberfläche

2
von 400 m /g, sowie eine Schüttdichte im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,3 g/cm .

Das kalzinierte Pulver konnte in einem Stahlwerkzeug bei Zimmertemperatur unter einem Druck von etwa 3500 kg/cm zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm^ gepreßt werden,

Beispiel 3

Ein Aluminiumsilikatpulver aus 75 Gfew.-% Al-O₃, Rest SiO₂, wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Das Pulver wurde für etwa 8 Stunden bei 600°C in Luft kalziniert. Ein Teil des kalzinierten Pulvers wurde durch chemische Naßanalyse analysiert und es bestand aus 75 Gew.-% Al-O- und 25 Gew.-% SiO-. Verunreinigungen des kalzinierten Pulvers, die durch Emissionsspektroskopie ermittelt wurden, betrugen 0,02 % Na, 0,01 % Fe, weniger als 0,004 % Ca und 0,07 % Ti.

Das kalzinierte Pulver wurde in eine Gummimembran gefüllt und isostatisch in einem Ölbad bei Zimmertemperatur und unter

2
einem Druck von etwa 8750 kg/cm zu einem Knüppel mit einem Durchmesser von etwa 16 mm gepreßt, der 14,5 g wog. Dieser Knüppel hatte im ungesinterten Zustand eine Dichte von 1,6 g/cm .

Den Knüppel sinterte man in strömendem Sauerstoff bei-Atmosphärendruck bei einer Temperatur von 1650 - 1675 C 1.1/2 Stunden lang und ließ ihn sich dann im Ofen auf Zimmertemperatur abkühlen. Der erhaltene Knüppel mit verschlossenen Poren war gasundurchlässig.

Man preßte den gasundurchlässigen zylindrischen Knüppel heiß isostatisch unter Anwendung von Argon unter einem Druck von 2100 kg/cm bei 165O°C für 1,5 Stunden, ließ ihn im Ofen auf Zimmertemperatur abkühlen und verminderte den Druck auf Atmosphärendruck .

Der erhaltene Körper theoretischer Dichte war weiß-opak und hatte eine Dichte von 3,16 g/cm . Ein dünner Querschnitt des Knüppels wurde bis zif einer Dicke von 0,025 bis 0,05 mm poliert und unter Verwendung von durchgelassenem Licht mikroskopisch untersucht. Dabei wurde eine zweite Phase aus Al-O, beobachtet. Das opake Verhalten des Körpers wurde der Lichtstreuung auf-

grund der Anwesenheit der sekundären Al-O~-Phase zugeordnet.

*■

Ein Teil des Knüppels wurde durch Schneiden im Querschnitt zu vier Scheiben verkleinert, von denen jede eine Dicke von etwa 0,7 5 mm hatte. Jede Scheibe wurde in strömendem Sauerstoff bei Atmosphärendruck geglüht. Eine Scheibe wurde 6 Stunden lang bei 18OO°C geglüht und die anderen Scheiben glühte man 1 Stunde lang,und zwar eine bei 1750, eine bei 1800 und eine bei 1850 C. Alle Scheiben wurden im Ofen auf Raumtemperatur abgekühlt.

Jede geglühte Scheibe hatte eine Dicke von etwa 0,75 mm. Sie waren alle optisch durchscheinend und sie wären in dem Zustand, wie sie durch Glühen angefallen sind, also nicht poliert, als Hülle für ein Entladungsrohr brauchbar. Wenn die geglühten Scheiben auf eine Zeitung gelegt wurden, konnte man den Druck mit dem Auge lesen.

Während des Glühens wurde die sekundäre Al~0-,-Phase in die Mullitphase absorbiert und man erhielt einen optisch durchscheinenden Körper. Das optische Durchscheinen dieser Scheiben zeigte, daß sie eine theoretische Dichte hatten. Das optische Durchscheinen der Scheibe, die nur auf 1750 C geglüht wurde, war jedoch nicht so ausgeprägt, wie das der Scheiben, die bei 1800 oder 185O°C geglüht worden waren. Die Untersuchung von Teilen all dieser geglühten Scheiben durch Röntgenstrahldifr fraktionsanalyse und optische Mikroskopie zeigte, daß die bei 1800 und 185O°C geglühten Scheiben aus einer einzigen Mullitphase zusammengesetzt waren, während die bei 175O°C geglühte Scheibe zwar aus einer einzigen Mullitphase zusammengesetzt war, aber auch eine geringe Menge Al₂O--Phase aufwies, d.h. die ; Al-O.-Phase betrug weniger als 1 Vol.-% der Scheibe.

Die bei 1800 C 6 ^Stunden lang geglühte optisch durchscheinende Scheibe wurde auf beiden Seiten bis zu einer Dicke von 0,76 mm geschliffen und poliert. Es wurde die optische Durchlässigkeit des sichtbaren Bereiches des elektromagnetischen Spektrums dieser polierten Scheibe bestimmt und in Fig. 3 gezeigt. Diese

-"2S--

Fig. 3 zeigt eine diffuse Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung von etwa 67 bis etwa 74 % im Bereich des sichtbaren Spektrums von 4000 bis 8000 A*. Fig.-3 zeigt auch die spiegelnde Durchlässigkeit dieser polierten Scheibe in Vorwärtsrichtung, die im Bereich von 6 bis 8 % liegt.

Als Vergleichsprobe zeigt Fig. 3 auch die diffuse Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung, die mit Saphir in 0,76 mm Dicke erhalten wird.

Die Scheiben, die eine Stunde bei 1800 bzw. 1850 C geglüht worden waren, wurden poliert und zusammen mit den polierten Scheiben, die 6 Stunden bei 1800 C geglüht worden waren, in siedendem konzentriertem Natriumhydroxid geätzt, mit Wasser gewaschen und getrocknet, um ihre Korngrenzen zu zeigen.

Das Schliffbild der geätztsi Scheibe, die 6 Stunden bei 1800°C geglüht worden war, ist in Fig. 1 gezeigt. Danach hat die Scheibe ein im wesentlichen gleichmäßiges Gefüge aus im wesentlichen regulären gleichachsigen Körnern, die eine mittlere Korngröße von 15y<im hatten, wie beim mittleren linearen Abschnitt festgestellt.

Die geätzten Scheiben, die für 1 Stunde bei 1800 bzw. 185O°C geglüht worden waren, hatten auch ein im wesentlichen gleichförmiges Gefüge, das aus regulären oder im wesentlichen regulären gleichachsigen Körnern zusammengesetzt war. Wie mittels des mittleren linearen Abschnitts gemessen, hatte die Scheibe, die bei 1800⁰C geglüht worden war, eine durchschnittliche Korngröße von Hyum, während die Scheibe, die bei 185O°C gecpüht worden war, eine durchschnittliche Korngröße von 19^m hatte.

Beispiel 4

Ein Aluminiumsilikatpulver aus 74 Gew.-% Al O, und 26 Gew.-% wurde in der gleichen Weise hergestellt, wie in Beispiel

2 beschrieben. Das Pulver wurde für 8 Stunden in Luft bei 600°C kalziniert.

- Vf -

Das kalzinierte Pulver wurde bei Zimmertemperatur in einem Stahlwerkzeug unter einem Druck von 7000 kg/cm zu einer Scheibe gepreßt, die einen Durchmesser von etwa 12,5 mm und eine Dicke von etwa 0,75 mm hatte. Die Dichte der Scheibe betrug 1,35 g/cm .

Die Scheibe wurde in Sauerstoff von Atmosphärendruck 3 Stunden lang bei 1675 C gesintert und ergab nach dem Abkühlen im Ofen auf Zimmertemperatur eine gasundurchlässige Scheibe.

Diese gasundurchlässige Scheibe wurde mit Argon unter einem Druck von etwa 2100 kg/cm bei 1675°C für 3 Stunden heiß isostatisch gepreßt und danach im Ofen auf Zimmertemperatur abgekühlt. Schließlich verminderte man den Druck auf Atmosphärendruck. Die erhaltene Scheibe war um 23 % geschrumpft und sie war noch etwa 0,58 mm dick.

Diese Scheibe war optisch durchscheinend. Dies zeigt an, daß sie theoretische Dichte hatte und aus einer einzigen Mullitphase zusammengesetzt war. In ihrem nicht polierten Zustand würde die Scheibe als Umhüllung für ein Entladungsrohr brauchbar sein. Gegen eine Zeitung gelegt, konnte man durch die Scheibe hindurch den Druck mit dem Auge erkennen.

Die optisch durchlässige Scheibe wurde in Sauerstoff 3 Stunden bei 182O°C geglüht und dann im Ofen auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die optische Durchlässigkeit dieser Scheibe schien sich für das Auge nicht merklich geändert zu haben . Die gegegLühte Scheibe wurde poliert, in siedendem konzentriertem Natriumhydroxid geätzt, mit Wasser gewaschen und getrocknet, um die Korngrenzen zu entwickeln. Das Gefüge dieser Scheibe ist in Fig. 2 gezeigt und es läßt erkennen, daß es aus einer Mischung langgestreckter und gleichachsiger Körner zusammengesetzt ist. Fig. 2 veranschaulicht das Gefüge, das erhalten wird, wenn ein Körper aus 74 Gew.-% Al₃O₃ und 26 Gew.-% SiO„ einer Temperatur von 182O°C ausgesetzt wird.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Hersteilen eines optisch durchscheinenden Mullitkörpers,

gekennzeichnet durch die folgenden

Stufen:

Herstellen eines amorphen, gestaltlosen Mischoxid^pulvers aus etwa 72,5 bis etwa 74 Gew.-% Al₃O₃, Rest SiO₂, das keine merkliche Menge an Verunreinigungen enthält, wobei dieses Pulver bei Zimmertemperatur zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm preßbar ist, Pressen dieses Pulvers zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm ,' ' . Sintern des Preßlings bei einer Temperatur, die keifte merkliche nachteilige Wirkung darauf hat, in Sauerstoff oder in einem Vakuum im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1 Torr, wobei man einen gasundurchlässigen Preßling erhält und heißes isostatisches Pressen des gasundurchlässigen Preßlings mittels eines Gases, das keine merkliche nachteilige Auswirkung darauf hat, bei einem den Atmosphärendruck übeirsteigen-

2 ■

den Druck von mindestens etwa 350 kg/cm bei einer Tempera-

COPY

tür von etwa 1500 bis etwa 1700⁰C,

wobei man einen Körper theoretischer Dichte erhält, bezogen auf die Dichte von 3,16 + 0,01 g/cm oder 3,17 + 0,01 g/cm für den Mullitkörper und das Gas ausgewählt ist aus Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen.

Verfahren zum Herstellen eines optisch durchscheinenden MuIlitkörpers,

gekennzeichnet durch die folgenden

Stufen:

Herstellen eines amorphen, gestaltlosen Mischoxidpulvers aus etwa 72,5 bis etwa 74 Gew.-% Al„0~, Rest SiO_, Kalzinieren des Pulvers in Luft bei einer Temperatur im Bereich von etwa 490 bis etwa 1100 C zum Entfernen von Wasser und organischem Material, so daß keine merklichen Mengen davon zurückbleiben,

wobei man ein gestaltloses, amorphes Pulver erhält, das keine merklichen Mengen an Verunreinigungen aufweist, und dieses kalzinierte Pulver bei Zimmertemperatur zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm preßbar ist, Pressen des kalzinierten Pulvers zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm ,

Sintern des Preßlings bei einer Temperatur, die keine merkliche, nachteilige Wirkung darauf hat, in Sauerstoff oder in einem Vakuum im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1 Torr, wobei man einen gasundurchlässigen Preßling erhält, heißes isostatisches Pressen des gasundurchlässigen Preßlings mittels eines Gases, das keine merkliche nachteilige Wirkung darauf hat, bei einem den Atmosphärendruck über-

2 steigenden Druck von mindestens etwa 350 kg/cm bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1500 bis etwa 1700°C, wobei man einen Körper theoretischer Dichte erhält, bezogen

3 "K

auf die Dichte von 3,16 + 0,01 g/cm oder 3,17 + 0,01 g/cm für den Mullitkörper, und das Gas ausgewählt ist aus Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen.

3. Verfahren zum Herstellen eines optisch durchscheinenden Mullitkörpers,

gekennzeichnet durch die folgenden

Stufen:

Herstellen eines amorphen, gestaltlosen Mischoxidpulvers, aus etwa 72,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Xl₃O₃, Rest SiO₃, das keine merklichen Mengen an Verunreinigungen enthält, wobei dieses Pulver bei etwa Zimmertemperatur zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm preßbar ist, Pressen des Pulvers zu einem Preßling mit einer Minimal- * dichte von 1,0 g/cm ,

Sintern des Preßlings bei einer Temperatur, die keine merkliche, nachteilige Wirkung darauf hat, in Sauerstoff oder in einem Vakuum im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1 Torr, wobei man einen gasundurchlässigen Preßling erhält, heißes isostatisches Pressen des gasundurchlässigen Preßlings mit einem Gas, das keine merkliche, nachteilige Wirkung darauf hat, bei einem den Atmosphärendruck übersteigenden

Druck von mindestens etwa 350 kg/cm bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1500 bis etwa 1700°C, wobei man einen Körper theoretischer Dichte erhält, bezogen auf die Dichte von 3,16 + 0,01 g/cm oder 3,17 + 0,01 g/cm für den genannten Mullitkörper und das Gas zum isostatischen Pressen ausgewählt ist aus Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen, und

Glühen des Körpers theoretischer Dichte in einem Gas aus Luft, Sauerstoff, Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1700 bis etwa 185O°C, wobei die Glühtemperatur keine merkliche, nachteilige Wirkung auf den Körper hat.

4. Verfahren zum Herstellen eines optisch durchscheinenden Mullitkörpers,

gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:

Herstellen eines amorphen, gestaltlosen Mischoxidspulvers, aus etwa 72,5 bis etwa' 7 6-, 5 Gew.-% Al₂O₃, Rest SiO₂,

Kalzinieren des Pulvers in Luft bei einer Temperatur im Bereich von etwa 490 bis etwa HOO⁰C, um Wasser und organisches Wasser soweit daraus zu entfernen, daß keine merkliche Menge davon zurückbleibt, wobei man ein gestaltloses , amorphes Pulver erhält, das keine merklichen Mengen von Verunreinigungen enthält, und dieses kalzinierte Pulver bei etwa Zimmertemperatur zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm preßbar ist, Pressen des kalzinierten Pulvers zu einem Preßling mit einer Minimaldichte von 1,0 g/cm ,

Sintern des Preßlings bei einer Temperatur, die keine merkliche, nachteilige Wirkung darauf hat, in Sauerstoff oder in einem Vakuum im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1 Torr, wobei ein gasundurchlässiger Preßling entsteht, heißes isostatisches Pressen des gasundurchlässigen Preßlings mittels eines Gases, das keine merkliche, nachteilige Wirkung darauf hat, bei einem den Atmosphärendruck über-

steigenden Druck von mindestens etwa 350 kg/cm bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1500 bis etwa 1700 C, wobei man einen Körper theoretischer Dichte erhält, bezogen auf die Dichte von 3,16 + 0,01 g/cm oder 3,17 + 0,01 g/cm für den genannten Mullitkörper, und das zum isostatischen Pressen benutzte Gas ausgewählt ist aus Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen, und Glühen des Körpers theoretischer Dichte in einem Gas, das ausgewählt ist aus Sauerstoff, Luft, Argon, Helium, Stickstoff und deren Mischungen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1700 bis etwa 185O°C, wobei die Glühteiaperatur keine merkliche, nachteilige Wirkung darauf hat.

5. Optisch durchscheinender polykristalliner Aluminiumsilikat-Körper aus etwa 72,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Al-O.., Rest SiO-, wobei der Körper eine minimale, mittlere diffuse Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung von 70 %/O,75 mm Dicke im sichtbaren Wellenlängenbereich von 4000 bis 8000 K hat.

6. Optisch durchscheinender, polykristalliner Mullitkörper aus etwa 72,5 bis etwa 76,5 Gew.-% Al₃O₃, Rest wobei dieser Körper eine theoretische Dichte hat, bezogen auf eine Dichte von 3,16 + 0,01 g/cm oder 3,17 + 0,01 g/cm für den genannten Mullitkörper^ und er entweder aus einer einzigen Phase aus Mullit besteht oder aus einer primären Phase aus Mullit und einer sekundären Phase, die bis zu weniger als 1 Vol.-% des Gesamtvolumens des Körpers ausmacht, und dieser Körper mindestens eine mittlere, diffuse Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung von 70 %/O,75 mm Dicke im sichtbaren Wellenlängenbereich von 4000 bis 8000 £ hat.

7. Optisch durchscheinender Körper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Phase Al₃O₃ ist.

8. Optisch durchscheinender Körper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Phase Glas ist.

9. Optisch durchscheinender, polykristalliner Mullitkörper aus etwa 74 bis etwa 76,5 Gew.-% Al-O-., Rest SiO₂/ mit einem Gefüge aus gleichachsigen oder im wesentlichen gleichachsigen Körnern, wobei dieser Körper theoretische Dichte aufweist, bezogen auf eine Dichte von 3,16 + 0,01 g/cm oder

3 ~

3,17 + 0,01 g/cm für den genannten Mullitkörper und er entweder eine einzige Phase aus Mullit oder eine primäre Phase aus Mullit und eine sekundäre Phase bis zu weniger als 1 Vol.-% des Gesamtvolumens des Körpers aufweist, und er mindestens eine mittlere, diffuse Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung von 70 %/O,75 mm Dicke über den sichtbaren Wellenlängenbereich von 4000 bis 8000 A* hat.

10. Optisch durchscheinender Körper nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß

die sekundäre Phase Al₅O- ist.

11. Optisch durchscheinender Körper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, · daß die sekundäre Phase Glas ist.

12. Optisch durchscheinender, polykristalliner Mullitkörper aus etwa 72,5 bis etwa 74,5 Gew.-% Al-O₃, Rest SiO₂, wobei der Körper ein Gefüge aus langgestreckten Körnern oder eines aus gleichachsigen Körnern oder aus irgendeiner Kombination davon hat und e*r eine theoretische Dichte aufweist, bezogen auf eine Dichte von 3,16 + 0,01 g/cm oder 3,17 + 0,01 g/cm für den genannten Mullitkörper, und er entweder eine einzige Phase aus MuIlit oder eine primäre Phase aus Mullit und eine sekundäre Phase aufweist, die bis zu weniger als 1 Vol.-% des Gesamtvolumens des Körpers ausmacht, und der Körper mindestens eine mittlere diffuse Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung von 70 %/O,75 mm Dicke über den sichtbaren Wellenlängenbereich von 4000 bis 8000 A hat.

13. Optisch durchscheinender Körper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Phase Glas ist.

14. Optisch durchscheinender, polykristalliner Mullitkörper aus etwa 74,5 bis etwa 75,5 Gew.-% Al₂O₃, Rest SiO₂, der ein.im wesentlichen gleichförmiges Gefüge aufweist, das zusammengesetzt ist aus gleichachsigen oder im wesentlichen gleichachsigen Körnern und er theoretische Dichte hat, be-

* zogen auf eine Dichte von 3,16 + 0,01 g/cm oder 3,17 + 0,01 g/cm für den genannten Mullitkörper und er aus einer einzigen Phase aus Mullit zusammengesetzt ist und der Körper mindestens eine mittlere, diffuse Durchlässigkeit in Vorwärtsrichtung „von 70 %/O,75 mm Dicke über den sichtbaren Wellenlängenbereich von 4000 bis 8000 Ä hat.

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