DE3419678A1 - Waermeisolierendes gebilde aus einem teilstabilisierten zirkonoxid-sinterkoerper - Google Patents

Waermeisolierendes gebilde aus einem teilstabilisierten zirkonoxid-sinterkoerper

Info

Publication number
DE3419678A1
DE3419678A1 DE19843419678 DE3419678A DE3419678A1 DE 3419678 A1 DE3419678 A1 DE 3419678A1 DE 19843419678 DE19843419678 DE 19843419678 DE 3419678 A DE3419678 A DE 3419678A DE 3419678 A1 DE3419678 A1 DE 3419678A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
container
zirconium oxide
heat
temperature
insulating structure
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
DE19843419678
Other languages
English (en)
Other versions
DE3419678C2 (de
Inventor
Noboru Nagoya Aichi Ishida
Mitsuyoshi Kawamura
Masakazu Watanabe
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.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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 NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Publication of DE3419678A1 publication Critical patent/DE3419678A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3419678C2 publication Critical patent/DE3419678C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
    • F02F7/0087—Ceramic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • 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
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/486—Fine ceramics
    • 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
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/021—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles in a direct manner, e.g. direct copper bonding [DCB]
    • 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
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/405—Iron metal group, e.g. Co or Ni
    • C04B2237/406—Iron, e.g. steel
    • 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
    • C04B2237/66—Forming laminates or joined articles showing high dimensional accuracy, e.g. indicated by the warpage
    • 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
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/704—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the ceramic layers or 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
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/706—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the metallic layers or 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
    • C04B2237/50—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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
    • F05C2203/08—Ceramics; Oxides
    • F05C2203/0865—Oxide ceramics
    • F05C2203/0895—Zirconium oxide

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

  • Wärmeisolierendes Gebilde aus einem teil-
  • stabilisierten Zirkonoxid-Sinterkörper Die Erfindung betrifft ein unter Verwendung eines teilstabilisierten (teilweise stabilisierten) Zirkonoxid-Sinterkörpers als Wärmeisoliermaterial erhaltenes wärmeisolierendes Gebilde, das stabil über lange Zeiträume hinweg verwendbar ist.
  • Es ist bekannt, daß ein teilstabilisierter Zirkonoxid-Sinterkörper in einen Werkstoff hoher Festigkeit und Zähigkeit umgewandelt werden kann, wenn tetragonales Zirkonoxid, welches die metastabile Phase bildet, im Sinterkörper erhalten bleibt. Ein derartiger Sinterkörper hat demzufolge in zunehmendem Maße Beachtung als Bauwerkstoff gefunden. Außerdem ist der teilstabilisierte Zirkonoxid-Sinterkörper bezüglich der Wärmeisoliereigenschaften einem Siliziumnitrid-Sinterkörper ähnlicher Festigkeit und Zähigkeit sowie einem Zirkonoxid-Sinterkörper überlegen. Aus dem genannten Grund wurde verschiedentlich versucht, die Verbrennungsleistung einer Diesel(brennkraft)maschine durch Verwendung eines teilstabilisierten Zirkonoxid-Sinterkörpers als Wärmeisoliermaterial bei der Herstellung des Dieselmaschinen-Brennraums zu verbessern.
  • Es ist jedoch auch bekannt, daß bei einem in einem Temperaturbereich von 200 - 3000C gehaltenen teilstabili- sierten Zirkonoxid-Sinterkörper das Kristallgefüge des Zirkonoxids von tetragonal in monoklin übergeht und daß dieser Phasenübergang zu einer Verringerung der Festigkeit des teilstabilisierten Zirkonoxid-Sinterkörpers führt. Dies wiederum hat eine Verminderung der Dauerhaftigkeit bzw. Haltbarkeit des Sinterkörpers zur Folge.
  • Wenn der Inhalt eines Behälters auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt oder auf dieser gehalten wird, entsteht bekanntlich im allgemeinen eine Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenseite des Behälters; infolgedessen wirken auf die Innenwandseite des Behälters eine Druck spannung und auf die Außenwandseite des Behälters eine Zugspannung.
  • Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen hat es sich herausgestellt, daß dann, wenn die Wärmeisolierung so eingestellt ist, daß diejenigen Bereiche des Sinterkörpers, in denen die Temperatur in einem gefährlichen Bereich liegt (d.h. in einem Bereich, in welchem der genannte Phasenübergang auftreten kann), unter Druckspannung stehen, die auf die Außenwandseite einwirkende Zugspannung verringert ist und damit die Haltbarkeit des teilstabilisierten Zirkonoxid-Sinterkörpers verbessert wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist nun ein wärmeisolierendes Gebilde unter Verwendung eines teilstabilisierten Zirkonoxid-Sinterkörpers in Form eines hohlen, nahezu zylindrischen oder sphärischen Behälters, der aus dem teilstabilisierten Zirkonoxid-Sinterkörper hergestellt ist und mit dem der Behälterinhalt auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt oder auf dieser Temperatur gehalten werden soll, wobei der Behälter so ausgebildet ist, daß eine Umfangsspannung in den Bereichen, in denen die Temperatur mindestens 2000C beträgt, eine Druckspannung von 9,81 bis 3924 MPa (1 bis 400 kg/mm2) ist.
  • Erfindungsgemäß wird somit in den Bereichen des hohlen Behälters, in denen die Temperatur 2000C oder mehr beträgt, eine Umfangsspannung in Form einer Druckspannung im Bereich von 9,81 bis 3924 MPa (1 bis 400 kg/mm²) vorgesehen. Wenn die Umfangsspannung eine Druckspannung von weniger als 9,81 MPa (1 kg/mm2) ist, ist die die Haltbarkeit oder Dauerhaftigkeit verbessernde Wirkung gering. Bei einer Druckspannung von mehr als 3924 MPa (400 kg/mm2) neigt andererseits der teilstabilisierte Zirkonoxid-Sinterkörper leicht zum Bruch, d.h. er hält eine derart hohe Druckspannung gewöhnlich nicht aus.
  • Für die Herstellung eines wärmeisolierenden Gebildes, bei dem die angegebene Umfangs spannung aus einer im angegebenen Bereich liegenden Druckspannung besteht, sollte die Form des wärmeisolierenden Gebildes entsprechend der Temperatur, bei welcher es eingesetzt werden soll, bestimmt werden; wahlweise sollte die Temperatur, bei welcher das Gebilde eingesetzt werden soll, in Abhängigkeit von der Form des Gebildes bestimmt werden.
  • Die erforderlichen Bedingungen lassen sich allgemein auf der Grundlage der nachstehend angegebenen Gleichungen bestimmen.
  • Wenn der Behälter eine zylindrische Form besitzt, bestimmt sich die Druckspannung o200 in den Bereichen, in denen die Temperatur 2000C beträgt, nach: a200 = {Epα(T1-T2)/2(1-#p)}{(a12b12/r12)loge(b1/a1) -(b12-a21) (logerl+l) +b12logeb1-a12logea1}/ (b12-a12)loge(a1/b1), ... (1) Darin bedeuten: a1 = Innenradius des Zylinders (mm), b1 = Außenradius des Zylinders (mm), T1 = Innenwandtemperatur des Zylinders (°C), T2 = Außenwandtemperatur des Zylinders (°C), E = Elastizitätskoeffizient des teilstabilisierten p 2 Zirkonoxid-Sinterkörpers (kg/mm2), a = Koeffizient der linearen Wärmeausdehnung des teilstabilisierten Zirkonoxid-Sinterkörpers (1/°C), v = Poisson'sches Verhältnis des teilstabilisierten p Zirkonoxid-Sinterkörpers und r1 = Mindestabstand (mm) von der Mittenachse des Zylinders zu einem Bereich, in welchem die Temperatur 2000C beträgt.
  • log ru = (200loge(a1/b1) + T1logeb1 -T2logea1)/(T1 -T2).
  • Wenn der Behälter die Form einer sphärischen oder Kugelschale besitzt, bestimmt sich die Umfangsspannung at zu: In Gleichung (2) bestimmt sich T wie folgt: T=T3 - (T3 - T4)(l/a2 - l/r)/(l/a2 - l/b2). ... (3) Durch Einsetzen von Gleichung (3) in Gleichung (2) ergibt sich: Darin bedeuten: a2 = Innenradius der Schale (mm) b2 = Außenradius der Schale (mm), T3 = Innenwandtemperatur der Schale (°C), T4 = Außenwandtemperatur der Schale (°C) und r2 = Mindestabstand (mm) von der Mittenachse der Schale zu einem Bereich, in welchem die Temperatur 200°C beträgt.
  • Die in den Bereichen einer Temperatur von 200°C wirkende oder ausgeübte Umfangs spannung läßt sich somit durch Einsetzen von Gleichung (4) in folgende Gleichung ermitteln: r = (Tl - T2){2OO(l/a2-l/b2) - T2/a2+T1/b2}, Obige Gleichung wird anhand von Gleichung (3) für T = 2000C erhalten.
  • Da das erfindungsgemäße wärmeisolierende Gebilde aus einem Behälter besteht, mit dem sein Inhalt auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt oder auf dieser Temperatur gehalten werden soll, liegt die Umfangsspannung im Falle, daß sie. (o200) mehr als 9,81 MPa (1 kg/mm2) beträgt, in den Bereichen, in denen die Temperatur mehr als 200°C beträgt, natürlich innerhalb des oben angegebenen Bereichs, solange sie den oberen Grenzwert nicht überschreitet. Für die Erfindung kann somit jedes beliebige wärmeisolierende Gebilde verwendet werden, bei dem, bezogen auf Gleichung (1) oder (4), die Größen a1, b1, a2, b2, T1, T2, T3, T4, Ep, a und Vp so bestimmt werden können, daß die in den Bereichen, in denen die Temperatur mehr als 2000C beträgt, einwirkende Umfangsspannung eine innerhalb des angegebenen Bereichs liegende Druckspannung ist.
  • Selbst in den Fällen, in denen die vorstehend angegebenen Faktoren (Größen) nicht so festgelegt werden können, daß die genannte Umfangs spannung eine innerhalb des angegebenen Bereichs liegende Druckspannung ist, lassen sich die Wirkungen gemäß der Erfindung dennoch erzielen, sofern die folgenden Bedingungen erfüllt sind: 1. Die Form des Behälters ist zylindrisch oder nahezu zylindrisch und 2. ein Metallring ist um den Behälter herum aufgesetzt und an diesem mittels eines Schrumpfsitzes befestigt, so daß die durch den Metallring auf den Behälter ausgeübte Druckspannung die mangelnde (oder ungenügende) Umfangs spannung kompensieren kann.
  • Die mangelnde Umfangs spannung o und die Oberflächenspannung Pm aufgrund des Schrumpfsitzes lassen sich durch folgende Gleichungen darstellen: = Pmb12(l+a12/b12)(b12-a12)-1 ... (5) 2 2 2 2 Pm = #(2b1)-1{(C2+b1)/(C2-b1)EM+(b1+a1)/ (bl-al)Ep+vM/EM-vp/Ep} ... (6) Darin bedeuten: C = Außenradius des Metallrings (mm), 5 = Schrumpfsitztoleranz, Em = Elastizitätskoeffizient des Metallrings (kg/mm²), #m = Poisson'sches Verhältnis des Metallrings.
  • Der für die Herstellung des wärmeisolierenden Gebildes gemäß der Erfindung verwendete teilstabilisierte Zirkonoxid-Sinterkörper ist bezüglich seiner Zusammensetzung keinen Einschränkungen unterworfen. Wenn der Mengenanteil an Y 203 als Stabilisator mehr als 4 Mol-% beträgt, ist das tetragonale System stabil gewahrt. Die Erfindung ist mithin besonders wirkungsvoll auf teilstabilisierte Zirkonoxid-Sinterkörper anwendbar, bei denen der Y203-Gehalt nicht mehr als 3,5 Mol-% beträgt, d.h. die hauptsächlich aus tetragonalem Zirkonoxid bestehen und bei denen der Phasenübergang unter Verringerung der Festigkeit dieses Sinterkörpers wahrscheinlich auftreten dürfte.
  • Im folgenden ist die Erfindung in Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben.
  • Beispiel 1 97 Mol-% eines ZrO2-Pulvers und 3 Mol-% eines Y203-Pulvers, jeweils einer mittleren Teilchen- oder Korngröße von 0,1 m, werden abgewogen und naß vermischt. Sodann wird das Gemisch nach dem Gummipressenverfahren unter einem Druck von 147150 kPa (1500 kg/cm²) ausgeformt und hierauf bei einer Temperatur von 1600°C 1 h lang in Luft gesintert, wobei ein zylindrischer Behälter von 13 mm Innenradius, 17 mm Außenradius und 15 mm Höhe erhalten wird.
  • Die Innenwandtemperatur und die Außenwandtemperatur des Behälters werden auf 2800C bzw. 1200C gehalten.
  • Nach 500 h wird die Oberfläche des Behälters nach dem Tauchtestverfahren untersucht; dabei können keine Abnormalitäten festgestellt werden.
  • Für diesen Behälter gelten: a1 = 13; b1 = 17; T1 = 280; T2 = 120; E = 2 x 10 ; a = 11,4 x 10-6 und v = 0,25.
  • p p Die Umfangs spannung a200 ist mithin eine Druckspannung von 14,6 MPa (1,49 kg/mm ).
  • Beispiel 2 Ein auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellter zylindrischer Behälter wird in einen aus Stahl der Sorte S50C bestehenden zylindrischen Behälter bzw.
  • Metallring mit 17 mm Innenradius, 19 mm Außenradius und 15 mm Höhe mit einer Schrumpfsitztoleranz (shrink fit margin) von 0,06 eingesetzt.
  • Innen- und Außenwandtemperatur des Behälters aus dem teilstabilisierten Zirkonoxid-Sinterkörper werden bei 3200C bzw. 1200C gehalten. Nach 500 h kann keine Abnormaiität festgestellt werden.
  • Für diesen Behälter gelten: a1 = 13; b1 = 17; c = 19; T1 = 320; T2 = 120; Ep = 2 x 104; CL = 11,4 x 10 6; v = 0,25; 6 = 0,06; E = 2,1 x 104 und v = 0,30.
  • p m m Anhand von Gleichungen (1), (5) und (6) wird a + da be- berechnet. Die Größe der Druckspannung beträgt 31,4 MPa (3,20 kg/mm2).
  • Vergleichsbeispiel 1 Derselbe zylindrische Behälter wie in Beispiel 1 wird unter den dort angegebenen Bedingungen untersucht, jedoch bei einer Innenwandtemperatur von 3600C und einer Außenwandtemperatur von 200°C. Nach 100 h kann im Tauchtestverfahren die Entstehung von Rissen in der Außenwand des Behälters festgestellt werden.
  • Für diesen Behälter gelten: T1 = 360 und T2 = 200. Die Umfangsspannung ist in diesem Fall eine Zugspannung von 215,8 MPa (°200 = 22 kg/mm2).
  • Vergleichsbeispiel 2 Derselbe zylindrische Behälter wie in Beispiel 1 wird wiederum unter den dort angegebenen Bedingungen untersucht, jedoch bei einer Innenwandtemperatur von 3200C und einer Außenwandtemperatur von 160C. Nach 500 h kann nach dem Tauchtestverfahren die Entstehung von Rissen in der Außenwand des Behälters festgestellt werden.
  • Für diesen Behälter gelten: T1 = 320 und T2 = 160. Die Umfangsspannung ist dabei eine Zugspannung von 107,9 MPa (a200 = 11 kg/mm2).
  • Das beschriebene wärmeisolierende Gebilde aus einem teilstabilisierten Zirkonoxid-Sinterkörper ist einschlägigen bekannten Gebilden dieser Art in seiner Haltbarkeit überlegen und eignet sich damit als Vor- (verbrennungs)kammer, als Zylinderlaufbüchse usw. bei einer Dieselmaschine, wo Temperaturen im gefährlichen Temperaturbereich von 200 - 3000C entstehen'können.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRUCHE Wärmeisolierendes Gebilde aus einem teilstabilisierten Zirkonoxid-Sinterkörper in Form eines hohlen, nahezu zylindrischen oder nahezu sphärischen Behälters, mit dem sein Inhalt auf eine vorgegebene Temperatur erwärmbar oder auf dieser halbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bereichen des Behälters, in denen die Temperatur mindestens 2000C beträgt, einwirkende oder ausgeübte Umfangsspannung als Druck spannung in der Größenordnung von 9,81 bis 3924 MPa (1 bis 400 kg/mm2) vorgesehen ist.
  2. 2. Wärmeisolierendes Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um den Behälter herum ein Metallring aufgezogen ist.
  3. 3. Wärmeisolierendes Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (teil)stabilisierte Zirkonoxid-(Sinter-)Körper als Stabilisator Y203 in einer Menge von höchstens 3,5 Mol-% enthält.
DE19843419678 1983-05-26 1984-05-25 Waermeisolierendes gebilde aus einem teilstabilisierten zirkonoxid-sinterkoerper Granted DE3419678A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58093213A JPS59217671A (ja) 1983-05-26 1983-05-26 部分安定化ジルコニア焼結体を用いた断熱構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3419678A1 true DE3419678A1 (de) 1984-11-29
DE3419678C2 DE3419678C2 (de) 1987-12-23

Family

ID=14076282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843419678 Granted DE3419678A1 (de) 1983-05-26 1984-05-25 Waermeisolierendes gebilde aus einem teilstabilisierten zirkonoxid-sinterkoerper

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS59217671A (de)
DE (1) DE3419678A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0731280A1 (de) * 1995-03-09 1996-09-11 KSB Aktiengesellschaft Kreiselpumpenaggregat mit integrierter Wärmesperre

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0661601B2 (ja) * 1985-08-21 1994-08-17 東芝機械株式会社 ホツトチヤンバ−型ダイカスト機の金型装置
JPS62138359A (ja) * 1985-12-13 1987-06-22 住友電気工業株式会社 セラミツク焼結体

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3035072A1 (de) * 1979-09-18 1981-03-19 Ngk Insulators Ltd Feste elektrolyten

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3035072A1 (de) * 1979-09-18 1981-03-19 Ngk Insulators Ltd Feste elektrolyten

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0731280A1 (de) * 1995-03-09 1996-09-11 KSB Aktiengesellschaft Kreiselpumpenaggregat mit integrierter Wärmesperre
US5626460A (en) * 1995-03-09 1997-05-06 Ksb Aktiengesellschaft Centrifugal pump system with integrated heat barrier

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59217671A (ja) 1984-12-07
DE3419678C2 (de) 1987-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3852513T2 (de) Zu umgiessendes keramisches Material und keramische Kanalauskleidungen.
DE69403054T2 (de) Gesinterter keramischer Körper, der hauptsächlich Alumina enthält
DE3786765T2 (de) Gesinterte keramische Formkörper und Verfahren zu ihrer Herstellung.
DE3109295C2 (de) Keramische Honigwabenkörper
DE3787885T2 (de) Durch Kristallumwandlung gehärtete Zirkonium-Titan-Yttriumoxid-Keramik.
DE3874006T2 (de) Zirkonoxid-sinterkoerper mit hoher zaehigkeit und verfahren zur herstellung desselben.
DE69703960T2 (de) Keramisches Material auf der Basis von Zirkoniumoxid und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69104862T2 (de) Keramisches Material auf Basis von Tonerde.
DE68913853T2 (de) Stabilisiertes Zirkoniumoxid.
EP3374329B1 (de) Thermoschockresistente verbundwerkstoffe
DE4217605C2 (de) Gesinterte Zirkoniumdioxidkeramik und deren Verwendung
DE3804683A1 (de) Sauerstoff-messkopf und verfahren zur herstellung desselben
DE4232640C2 (de) Aluminiumtitanat-Keramik und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3708844C2 (de)
DE3927083A1 (de) Sinterkoerper aus siliziumnitrid und seine herstellung
DE2751938C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Dispersionskeramiken
EP0386027B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht eines elektrochemischen Messfühlers
DE3537709C2 (de)
EP0542815B1 (de) Sinterformkörper und seine verwendung
DE3307115A1 (de) Zylinderkopf eines kolbenmotors
DE3785063T2 (de) Durch Magnesiumoxid teilstabilisiertes Zirkoniumdioxid.
DE4133351C2 (de) Gesinterte Keramik/Metall-Verbundwerkstoffe und Verfahren zu deren Herstellung
DE3419678A1 (de) Waermeisolierendes gebilde aus einem teilstabilisierten zirkonoxid-sinterkoerper
AT394039B (de) Sinterformkoerper
DE69212574T2 (de) Siliciumnitrid-Sinterprodukt mit ausgezeichneter Abriebsbeständigkeit

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZ

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee