DE3644664A1 - Aluminium titanate ceramic and use thereof - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Aluminiumtitanatkeramik mit geringer Zersetzungsneigung im Temperaturbereich von 1100°C bis 1300°C sowie hieraus hergestellte Formteile.The invention relates to an aluminum titanate ceramic with less Decomposition in the temperature range from 1100 ° C to 1300 ° C as well molded parts made from them.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 27 41 434 ist bereits eine Aluminiumtitanatkeramik bekannt, welche sich durch große Stabilität bei hohen Temperaturen auszeichnet. Gemäß diesem Stand der Technik muß die Aluminiumtitanatkeramik 1,5 bis 20 Gew.-% einer Sn-Komponente, berechnet als SnO₂ und/oder 0,5 bis 10 Gew.-% einer seltenen Erdkomponente, berechnet als seltenes Erdoxid, enthalten. Die Stabilität bei hohen Temperaturen soll auch bei Anwendungen unter reduzierender Atmosphäre gegeben sein, d. h. die Zersetzung einer solchen Aluminiumtitanatkeramik soll inhibiert werden. Gemäß dieser deutschen Offenlegungsschrift 27 41 434 soll durch den Einbau von Sn+4-Ionen und/oder der seltenen Erdelemente, welche einen größeren Ionenradius Al+3 besitzen, ein Verlassen der Gitterplätze der Al+3-Ionen bei hohen Temperaturen als Folge der intensiven Gitterschwingungen bei diesen hohen Temperaturen vermieden werden. Hierdurch wird die Zersetzung des Aluminiumtitanats bei hoher Temperatur vermieden. Ferner ist in diesem Stand der Technik noch angegeben, daß Sn+4 und Ionen der seltenen Erdelemente größere Ionenradien als Mg+2, Fe+3 oder Cr+3 besitzen und daß geringe Mengen an Verunreinigungen in Form von Magnesiumkomponenten, Eisenkomponenten und Chromkomponenten möglich sind. Gemäß den Beispielen dieser deutschen Offenlegungsschrift 27 41 434 ist jedoch keine Zusammensetzung bekannt, welche gleichzeitig MgO, La₂O₃ und Fe₂O₃ enthält, außerdem enthalten die dort beschriebenen Zusammensetzungen immer 5 Gew.-% SiO₂. Weiterhin sind aus der europäischen Patentschrift 0 036 462 Keramikmaterialien mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten bekannt, welche aus 1,5 bis 20 Gew.-% Magnesiumoxid, 8 bis 68 Gew.-% Aluminiumoxid, 24 bis 80 Gew.-% Titanoxid (berechnet als Titandioxid) und 0,5 bis 20 Gew.-% Eisenoxid bestehen und welche den geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten während 1000 Stunden bei einer Temperatur von 1100°C beibehalten.An aluminum titanate ceramic is already known from German Offenlegungsschrift 27 41 434, which is characterized by great stability at high temperatures. According to this prior art, the aluminum titanate ceramic must contain 1.5 to 20 wt .-% of a Sn component, calculated as SnO₂ and / or 0.5 to 10 wt .-% of a rare earth component, calculated as rare earth oxide. The stability at high temperatures should also be given in applications under a reducing atmosphere, ie the decomposition of such an aluminum titanate ceramic should be inhibited. According to this German Offenlegungsschrift 27 41 434, the incorporation of Sn +4 ions and / or the rare earth elements, which have a larger ion radius Al +3 , is intended to leave the lattice sites of the Al +3 ions at high temperatures as a result of the intensive Lattice vibrations can be avoided at these high temperatures. This avoids the decomposition of the aluminum titanate at high temperature. It is also stated in this prior art that Sn +4 and ions of the rare earth elements have larger ionic radii than Mg +2 , Fe +3 or Cr +3 and that small amounts of impurities in the form of magnesium components, iron components and chromium components are possible . According to the examples of this German Offenlegungsschrift 27 41 434, however, no composition is known which simultaneously contains MgO, La₂O₃ and Fe₂O₃, and the compositions described therein always contain 5% by weight SiO₂. Furthermore, from European patent specification 0 036 462 ceramic materials with a low expansion coefficient are known, which consist of 1.5 to 20% by weight of magnesium oxide, 8 to 68% by weight of aluminum oxide, 24 to 80% by weight of titanium oxide (calculated as titanium dioxide) and 0.5 to 20 wt .-% iron oxide and which maintain the low coefficient of thermal expansion for 1000 hours at a temperature of 1100 ° C.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Aluminiumtitanatkeramik der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, die so stabilisiert ist, daß die Zersetzungserscheinungen bei Anwendungen im sogenannten Mitteltemperaturbereich, d. h. bei Temperaturen zwischen 1100°C und 1300°C, auf ein Minimum herabgesetzt sind, ohne daß andere Eigenschaften, wie der Elastizitätsmodul oder die Anwendungsgrenztemperatur nachteilig beeinflußt werden. Bei der erfindungsgemäßen Aluminiumtitanatkeramik soll ebenfalls ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen Zimmertemperatur und 1000°C von maximal 2,5×10-6 K-1 gegeben sein.The object of the present invention is to provide an aluminum titanate ceramic of the type mentioned in the preamble of claim 1, which is stabilized in such a way that the decomposition phenomena are reduced to a minimum in applications in the so-called medium temperature range, ie at temperatures between 1100 ° C. and 1300 ° C. without adversely affecting other properties such as the modulus of elasticity or the application limit temperature. In the case of the aluminum titanate ceramic according to the invention, there should likewise be a low coefficient of thermal expansion between room temperature and 1000 ° C. of at most 2.5 × 10 -6 K -1 .
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß unter Einhaltung ganz bestimmter, relativ enger Grenzen an Zusätzen zu einer Aluminiumtitanatkeramik, und zwar von MgO, SiO₂, Fe₂O₃ und La₂O₃, ein Produkt erhalten werden kann, das ausgezeichnete Temperaturstabilität, insbesondere im Mitteltemperaturbereich zwischen 1100°C und 1300°C aufweist. Dies wird jedoch nur dann erreicht, wenn insbesondere die Zusätze an SiO₂ und Fe₂O₃ relativ gering gehalten werden, wodurch weiterhin noch erreicht wird, daß die Anwendungsgrenztemperatur auf relativ hohen Werten gehalten wird.Surprisingly, it has now been found that, with full compliance certain, relatively narrow limits on additions to a Aluminum titanate ceramics, namely of MgO, SiO₂, Fe₂O₃ and La₂O₃, a Product can be obtained which has excellent temperature stability, especially in the medium temperature range between 1100 ° C and 1300 ° C having. However, this is only achieved if, in particular, the Additions to SiO₂ and Fe₂O₃ can be kept relatively low, which it is still achieved that the application limit temperature relatively high values.
Zur Lösung der zurvorgenannten Aufgabe dient eine Aluminiumtitanatkeramik, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie folgende chemische Zusammensetzung aufweist:A solution is used to solve the aforementioned task Aluminum titanate ceramic, which is characterized in that it has the following chemical composition:
Al₂O₃40 bis 60 Gew.-% TiO₂35 bis 45 Gew.-% MgO 0,5 bis 1,0 Gew.-% SiO₂ 2,5 bis 3,0 Gew.-% Fe₂O₃ 0,1 bis 1,5 Gew.-% La₂O₃ 0,1 bis 2,5 Gew.-%,Al₂O₃40 to 60 wt .-% TiO₂35 to 45% by weight MgO 0.5 to 1.0% by weight SiO₂ 2.5 to 3.0% by weight Fe₂O₃ 0.1 to 1.5 wt .-% La₂O₃ 0.1 to 2.5 wt .-%,
wobei die Summe von MgO+Fe₂O₃ maximal 1,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, beträgt.the sum of MgO + Fe₂O₃ at most 1.5 wt .-%, based on the Total composition.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Gehalt an La₂O₃ in der Aluminiumtitanatkeramik 0,5 bis 2,0 Gew.-%. Hierdurch wird eine besonders gute Temperaturschockbeständigkeit, d. h. Stabilisierung im Temperaturbereich von 1100°C bis 1300°C erreicht.According to a preferred embodiment, the La₂O₃ content in the aluminum titanate ceramic 0.5 to 2.0 wt .-%. This will create a particularly good temperature shock resistance, d. H. Stabilization in Temperature range from 1100 ° C to 1300 ° C reached.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der Gehalt an Fe₂O₃ in der Aluminiumtitanatkeramik 0,5 bis 1,0 Gew.-%, was sich ebenfalls günstig für die Temperaturschockbeständigkeit auswirkt.According to a further preferred embodiment, the content is Fe₂O₃ in the aluminum titanate ceramic 0.5 to 1.0 wt .-%, what also beneficial for the resistance to temperature shock.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der Gehalt an La₂O₃ 0,5 bis 1,5 Gew.-% und der Gehalt an Fe₂O₃ 0,5 bis 1,5 Gew.-%.According to a further preferred embodiment, the content is La₂O₃ 0.5 to 1.5 wt .-% and the Fe₂O₃ content 0.5 to 1.5 wt .-%.
Gemäß dem Stand der Technik wurden entweder Zusätze von MgO, Fe₂O₃ und/oder SiO₂ zu Aluminiumtitanatkeramik gemacht, um eine Stabilisierung im Mitteltemperaturbereich zu erreichen. Bei den meisten Anwendungen für Formteile aus Aluminiumtitanatkeramik wird der Temperaturbereich zwischen Zimmertemperatur und 1300°C und damit auch der Mitteltemperaturbereich zwischen 1100°C und 1300°C zyklisch durchfahren oder es kommen sogar nur Temperaturen unterhalb 1100°C vor. Die maximale Zersetzungsneigung zeigt Aluminiumtitanatkeramik jedoch bei etwa 1100°C. Bei dieser Zersetzung zerfällt das Aluminiumtitanat in die Einzeloxide Al₂O₃ und TiO₂, wobei Aluminiumtitanat, d. h. β-Al₂TiO₅, nach einer Temperaturbehandlung von 100 Stunden bei 1100°C nur noch in geringen Restmengen vorhanden ist.According to the prior art, either additions of MgO, Fe₂O₃ and / or SiO₂ to aluminum titanate ceramic were made in order to achieve stabilization in the medium temperature range. In most applications for molded parts made of aluminum titanate ceramic, the temperature range between room temperature and 1300 ° C and thus also the medium temperature range between 1100 ° C and 1300 ° C is cycled through or there are even temperatures below 1100 ° C. However, aluminum titanate ceramic shows the maximum tendency to decompose at around 1100 ° C. During this decomposition, the aluminum titanate breaks down into the individual oxides Al₂O₃ and TiO₂, whereby aluminum titanate, ie β -Al₂TiO₅, is only present in small residual amounts after a temperature treatment of 100 hours at 1100 ° C.
Aluminiumtitanatkeramik wird in an sich bekannter Weise dadurch hergestellt, daß die Ausgangsverbindungen oder Ausgangsoxide bei etwa 1400°C während mehrerer Stunden gebrannt werden, wobei dieses Brennen üblicherweise an den fertig geformten Formteilen durchgeführt wird, hierbei werden die Oxide in Aluminiumtitanat überführt. Der Gehalt Aluminiumtitanat, d. h. β-Al₂TiO₅, in den gebrannten Aluminiumtitanatkeramikteilen kann durch Röntgenbeugungsanalyse unter Zuhilfenahme eines Standards bestimmt werden.Aluminum titanate ceramic is produced in a manner known per se by firing the starting compounds or starting oxides at about 1400 ° C. for several hours, this firing usually being carried out on the molded parts, in which case the oxides are converted into aluminum titanate. The content of aluminum titanate, ie β -Al₂TiO₅, in the fired aluminum titanate ceramic parts can be determined by X-ray diffraction analysis with the aid of a standard.
Bei der erfindungsgemäßen Aluminiumtitanatkeramik ist es unbedingt erforderlich, daß MgO, SiO₂, Fe₂O₃ und La₂O₃ in oxidischer Form gleichzeitig vorliegen, und daß die Summe von MgO+Fe₂O₃ maximal 1,5 Gew.-% beträgt.It is imperative for the aluminum titanate ceramic according to the invention required that MgO, SiO₂, Fe₂O₃ and La₂O₃ in oxidic form are present at the same time, and that the sum of MgO + Fe₂O₃ is maximal 1.5% by weight.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Aluminiumtitanatkeramik können die Fe-Anteile und La-Anteile der Ausgangsmischung in Form von Oxiden zugesetzt werden, diese Komponenten können jedoch auch in Form von Chloriden, Hydroxiden, Nitraten, Acetaten oder Oxalaten eingesetzt werden, wobei es möglich ist, wasserlösliche Verbindungen in Form von Lösungen einzusetzen, mit denen die Hauptkomponenten Al₂O₃ und TiO₂ getränkt werden. In the production of the aluminum titanate ceramic according to the invention the Fe fractions and La fractions of the starting mixture can be in the form of Oxides are added, but these components can also be in the form of chlorides, hydroxides, nitrates, acetates or oxalates be, it being possible to use water-soluble compounds in the form of Use solutions with which the main components Al₂O₃ and TiO₂ be soaked.
Es wurde gefunden, daß bei der erfindungsgemäßen Aluminiumtitanatkeramik die Wirkung der stabilisierten Komponenten, MgO, SiO₂, Fe₂O₃ und La₂O₃ nicht additiv ist, sondern daß eine synergistische Wirkung erzielt wird. Dies wurde dadurch festgestellt, daß Vergleichsproben hergestellt wurden, welche die zuvorgenannten vier Oxide einzeln als Zusätze enthielten und daß nach Temperung bei 1100°C während 100 Stunden durch Röntgenbeugungsanalyse (RBA) der Gehalt an Aluminiumtitanat in dem getemperten Keramikformteil bestimmt wurde.It has been found that in the aluminum titanate ceramic according to the invention the effect of the stabilized components, MgO, SiO₂, Fe₂O₃ and La₂O₃ is not additive, but that a synergistic effect is achieved. This was determined by using comparative samples were prepared, which the aforementioned four oxides individually as Additives contained and that after annealing at 1100 ° C for 100 hours by X-ray diffraction analysis (RBA) the content of aluminum titanate in the tempered ceramic molding was determined.
Zur Herstellung der Aluminiumtitanatkeramik gemäß der Erfindung können hinsichtlich der Hauptbestandteile Al₂O₃ bzw. TiO₂ alle üblichen Rohstoffe eingesetzt werden, und zwar sowohl natürliche als auch synthetische Rohstoffe, z. B. Al₂O₃, Mullit, Tonerdehydrat, MgAl₂O₄, TiO₂, La₂TiO₅, Fe₂TiO₅, wobei bei Verwendung von Mg, La oder Fe enthaltenden Ausgangsrohstoffen diese natürlich nur in einer solchen Menge eingesetzt werden dürfen, daß die im Patentanspruch 1 angegebenen Gehalte der entsprechenden Oxide in der fertigen Aluminiumtitanatkeramik eingehalten werden.To produce the aluminum titanate ceramic according to the invention with regard to the main components Al₂O₃ and TiO₂ all usual Raw materials are used, both natural and synthetic raw materials, e.g. B. Al₂O₃, mullite, alumina hydrate, MgAl₂O₄, TiO₂, La₂TiO₅, Fe₂TiO₅, where when using Mg, La or Fe containing raw materials, of course, only in one Amount may be used that that in claim 1 levels of the corresponding oxides in the finished Aluminum titanate ceramics are observed.
Falls reine Hauptbestandteile Al₂O₃ bzw. TiO₂ verwendet werden, können zur Erzielung der erforderlichen Gehalte an MgO, SiO₂, Fe₂O₃ und La₂O₃ in der Ausgangsmischung Verbindungen von Mg, Si, Fe bzw. La zugesetzt werden, z. B. MgO, Mg(OH)₂, MgCO₃, Mg-Al-Silikate, SiO₂, Tone, Kaoline, Mullit, Fe₂O₃, Fe(OH)₃, eisenhaltige Tone, MgFe₂O₄, La(OH)₃, La₂TiO₅, LaFeO₃, LaTi₂O₇ oder auch La₂O₃.If pure main components Al₂O₃ or TiO₂ are used, can to achieve the required levels of MgO, SiO₂, Fe₂O₃ and La₂O₃ In the starting mixture, compounds of Mg, Si, Fe or La were added be, e.g. B. MgO, Mg (OH) ₂, MgCO₃, Mg-Al-silicates, SiO₂, clays, kaolins, Mullite, Fe₂O₃, Fe (OH) ₃, iron-containing clays, MgFe₂O₄, La (OH) ₃, La₂TiO₅, LaFeO₃, LaTi₂O₇ or La₂O₃.
Die gewählten Rohstoffe können mit organischen Bindemitteln unter Zusatz von geringen Wassermengen in an sich bekannter Weise zu Massen verarbeitet werden, die zu den entsprechenden Formteilen überführt werden, z. B. durch Pressen, isostatisches Pressen, Stranggießen, Schlickergießen, Spritzgießen, usw.The chosen raw materials can be combined with organic binders Add small amounts of water to masses in a manner known per se processed, which are transferred to the corresponding molded parts be, e.g. B. by pressing, isostatic pressing, continuous casting, Slip molding, injection molding, etc.
Ebenfalls ist es möglich, Teilmengen oder die fertige Mischung der Rohstoffe vor der Masseaufbereitung in einem Brand in einen vorreagierten Zustand zu überführen.It is also possible to use partial quantities or the finished mixture Raw materials in a fire before mass processing in one to transfer the pre-reacted state.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele und Vergleichsversuche näher erläutert.The invention is illustrated by the following examples and Comparative experiments explained in more detail.
Al₂O₃, TiO₂, Kaolin zur Einführung von SiO₂, MgAl₂O₄, zur Einführung von MgO, Fe₂O₃ und La(OH)₃ wurden in solchen Mengen zusammengegeben, daß die fertige Mischung folgende Zusammensetzung, angegeben als Oxide, aufwies:Al₂O₃, TiO₂, kaolin for the introduction of SiO₂, MgAl₂O₄, for the introduction MgO, Fe₂O₃ and La (OH) ₃ were combined in such quantities that the finished mixture has the following composition, given as Oxides, exhibited:
Al₂O₃52,3 Gew.-% TiO₂41,7 Gew.-% SiO₂ 2,56 Gew.-% MgO 0,74 Gew.-% Fe₂O₃ 0,74 Gew.-% La₂O₃ 1,96 Gew.-% 100,00 Gew.-%Al₂O₃52.3 wt% TiO₂41.7 wt% SiO₂ 2.56 wt% MgO 0.74 wt% Fe₂O₃ 0.74 wt% La₂O₃ 1.96 wt% 100.00 wt .-%
100 Gew.-Teile der Ausgangsmischung wurden mit 0,5 Gew.-Teilen eines organischen Bindemittels in Form von Polyvinylalkohol und 0,25 Gew.-Teilen Gleithilfsmitteln sowie 100 Gew.-Teilen Wasser während 12 Stunden in einer Kugelmühle mit Al₂O₃-Kugeln naßgemahlen. Anschließend wurde bei 50°C getrocknet, homogenisiert und Formkörper mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Höhe von 10 mm in einer Presse bei einem Preßdruck von 100 MPa hergestellt. Diese Formkörper wurden bei 1370°C während 4 Stunden gebrannt.100 parts by weight of the starting mixture were mixed with 0.5 parts by weight of a organic binder in the form of polyvinyl alcohol and 0.25 parts by weight of sliding aids and 100 parts by weight of water wet-ground in a ball mill with Al₂O₃ balls for 12 hours. The mixture was then dried at 50 ° C., homogenized and shaped with a diameter of 50 mm and a height of 10 mm in one Press manufactured at a pressure of 100 MPa. These moldings were baked at 1370 ° C for 4 hours.
Die Arbeitsweise des Beispiels wurde wiederholt, wobei hier jedoch kein Zusatz von La(OH)₃ und Fe₂O₃ erfolgte, d. h. die gebrannte Aluminiumtitanatkeramik enthielt daher weder La₂O₃ noch Fe₂O₃, außer den unvermeidlichen Verunreinigungen an Fe₂O₃. The operation of the example was repeated, but here there was no addition of La (OH) ₃ and Fe₂O₃, d. H. the burned Aluminum titanate ceramic therefore contained neither La₂O₃ nor Fe₂O₃, except the inevitable impurities in Fe₂O₃.
Die Ausgangsmischung besaß folgende Zusammensetzung:The starting mixture had the following composition:
Al₂O₃ 54,2 Gew.-% TiO₂ 42,4 Gew.-% SiO₂ 2,60 Gew.-% MgO 0,75 Gew.-% Fe₂O₃<0,03 Gew.-% (Verunreinigung).Al₂O₃ 54.2% by weight TiO₂ 42.4% by weight SiO₂ 2.60% by weight MgO 0.75% by weight Fe₂O₃ <0.03 wt .-% (impurity).
Die in dem Beispiel und dem Vergleichsversuch hergestellten Formkörper wurden während 100 Stunden bei 1100°C getempert. Anschließend wurde der Gehalt an β-Al₂TiO₅ in den Formkörpern bestimmt.The moldings produced in the example and the comparative experiment were annealed at 1100 ° C. for 100 hours. Then the content of β -Al₂TiO₅ in the moldings was determined.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Hieraus ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Aluminiumtitanatkeramik eine wesentlich bessere Stabilisierung der Aluminiumtitanatkomponente aufweist.The results obtained are in the following table compiled. From this it can be seen that the invention Aluminum titanate ceramic a much better stabilization of the Has aluminum titanate component.
Je geringer diese Fläche der thermischen Hysterese ist, desto höher ist die Temperaturwechselbetändigkeit der Formkörper und damit desto geringer die mechanische Zerstörung bei Temperaturänderungen, insbesondere cyclischen Temperaturwechseln.The smaller this area of thermal hysteresis, the higher is the thermal shock resistance of the molded body and thus the more less mechanical destruction when the temperature changes, especially cyclic temperature changes.
Bei den erfindungsgemäßen Aluminiumtitanatkörpern beträgt diese Hysteresefläche im allgemeinen 8, vorteilhafterweise 5.In the case of the aluminum titanate bodies according to the invention, this is Hysteresis area in general 8, advantageously 5.
Die erfindungsgemäße Aluminiumtitanatkeramik wird besonders bevorzugt in Form von Formteilen für Kolbenböden oder Auslaßventile von Verbrennungsmotoren sowie auch für Steigrohre eingesetzt. Insbesondere bei diesen Motorkolben ist eine hohe Temperaturwechselbeanspruchung gegeben, wobei die erfindungsgemäße Aluminiumtitanatkeramik bei wärmegedämmten Dieselmotorkolben, welche in Metall/Keramik- Verbundbauweise hergestellt werden, eingesetzt werden kann.The aluminum titanate ceramic according to the invention is particularly preferred in the form of molded parts for piston crowns or exhaust valves from Internal combustion engines and also used for risers. In particular these engine pistons are subject to high temperature changes given, the aluminum titanate ceramic according to the invention thermally insulated diesel engine pistons, which are made of metal / ceramic Composite construction can be produced, can be used.
Eine weitere vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Aluminiumtitanatkeramik ist auch bei Schiebeverschlüssen und Drehverschlüssen für Gefäße von Schmelzen, insbesondere von Nichteisenmetallen gegeben, ferner für Düsen und Rinnen für metallurgische Zwecke. Ebenfalls finden Formteile aus der erfindungsgemäßen Aluminiumtitanatkeramik Anwendung bei Glasformwerkzeugen und Glasumformwerkzeugen, z. B. bei Handformwerkzeugen, Blasformwerkzeugen, Preßformwerkzeugen und Vorformwerkzeugen, wobei die herkömmlichen Werkzeuge aus Metall und Holz entweder ganz durch Teile aus Aluminiumtitanatkeramik ersetzt werden oder durch Kombination von Formteilen aus Aluminiumtitanatkeramik stark verbessert werden können.Another advantageous use of the invention Aluminum titanate ceramic is also used for sliding closures and Twist locks for vessels of melts, especially of Given non-ferrous metals, also for nozzles and channels for metallurgical purposes. Also find molded parts from the Aluminum titanate ceramic application according to the invention Glass molding tools and glass forming tools, e.g. B. at Hand molding tools, blow molding tools, compression molding tools and Preforming tools, the conventional tools made of metal and Wood either completely replaced by parts made of aluminum titanate ceramic be or by combining molded parts made of aluminum titanate ceramic can be greatly improved.
Eine weitere vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Aluminiumtitanatkeramik ist die Verwendung als thermische Isolierschicht, wobei die gebrannte und zerkleinerte Aluminiumtitanatkeramik durch Spritzen, Tauchen, Plasmaspritzen, Flammenspritzen, etc. auf eine Fläche aufgebracht werden kann.Another advantageous use of the invention Aluminum titanate ceramic is used as a thermal Insulating layer, the burned and crushed Aluminum titanate ceramic by spraying, dipping, plasma spraying, Flame spraying, etc. can be applied to a surface.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4029166A1 (en) * | 1990-06-22 | 1992-01-09 | Bayer Ag | SINTERFORM KOERPER BASED ON ALUMINUM TITANATE, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THE USE THEREOF |
DE4131215A1 (en) * | 1991-08-02 | 1993-02-11 | Olaf Fischer | METHOD FOR PRODUCING A MOLD AND MOLD FOR PRODUCING GLASS ARTICLES |
US5288672A (en) * | 1988-04-26 | 1994-02-22 | Bayer Aktiensesellschaft | Ceramics based on aluminum titanate, process for their production and their use |
EP1737554A2 (en) * | 2004-04-21 | 2007-01-03 | Corning Inc. | Aluminum titanate ceramic articles and methods of making same |
EP2085498A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Ceramic heat insulation layers with increased resistance to corrosion due to impure fuels |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2600787B2 (en) * | 1988-04-11 | 1997-04-16 | 松下電器産業株式会社 | Magnetic recording media |
DE3827646A1 (en) * | 1988-08-16 | 1990-02-22 | Bayer Ag | SINTERABLE RAW MATERIAL POWDER BASED ON ALUMINUM TITANATE, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THE SINTER MOLDED BODIES MADE THEREOF AND THEIR USE THEREOF |
EP0372868B1 (en) * | 1988-12-02 | 1995-04-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic materials for use in insert-casting and processes for producing the same |
JPH04305054A (en) * | 1991-03-29 | 1992-10-28 | Ngk Insulators Ltd | Aluminum titanate structure and production thereof |
EP0530508A3 (en) * | 1991-08-02 | 1993-06-30 | Fischer Olaf | Method for making a mould and mould for the production of glass articles |
JP2533992B2 (en) * | 1991-08-28 | 1996-09-11 | 日本碍子株式会社 | Aluminum titanate ceramics and manufacturing method thereof |
DE19508321A1 (en) * | 1995-03-09 | 1996-09-12 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Centrifugal pump unit with integrated heat barrier |
DE10025132A1 (en) * | 2000-05-20 | 2001-11-22 | Volkswagen Ag | Piston esp. for IC engines with direct fuel injection is manufactured from titanium aluminum alloy |
FR2947260A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-31 | Saint Gobain Ct Recherches Etudes | OXIDE-FILLED GRAINS COMPRISING AL, IT, SI AND CERAMIC PRODUCTS COMPRISING SUCH GRAINS |
FR2948657B1 (en) * | 2009-07-28 | 2013-01-04 | Saint Gobain Ct Recherches | OXIDE-FILLED GRAINS COMPRISING AL, IT AND CERAMIC PRODUCTS COMPRISING SUCH GRAINS |
CN102639460A (en) * | 2009-09-22 | 2012-08-15 | 欧洲技术研究圣戈班中心 | Alumina titanate porous structure |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2741434A1 (en) * | 1976-09-14 | 1978-05-24 | Asahi Glass Co Ltd | ALUMINUM TITANATE CERAMICS |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1238376B (en) * | 1964-01-29 | 1967-04-06 | Rosenthal Ag | Ceramic materials resistant to temperature changes |
US4483944A (en) * | 1983-07-27 | 1984-11-20 | Corning Glass Works | Aluminum titanate-mullite ceramic articles |
DE3534149C1 (en) * | 1985-09-25 | 1987-01-29 | Feldmuehle Ag | Axial face seal (sliding ring seal) |
-
1986
- 1986-12-30 DE DE19863644664 patent/DE3644664A1/en active Granted
-
1987
- 1987-12-18 SE SE8705063A patent/SE465084B/en not_active IP Right Cessation
- 1987-12-23 JP JP62324233A patent/JP2520275B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-29 FR FR8718311A patent/FR2609021B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2741434A1 (en) * | 1976-09-14 | 1978-05-24 | Asahi Glass Co Ltd | ALUMINUM TITANATE CERAMICS |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5288672A (en) * | 1988-04-26 | 1994-02-22 | Bayer Aktiensesellschaft | Ceramics based on aluminum titanate, process for their production and their use |
DE4029166A1 (en) * | 1990-06-22 | 1992-01-09 | Bayer Ag | SINTERFORM KOERPER BASED ON ALUMINUM TITANATE, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THE USE THEREOF |
DE4029166C3 (en) * | 1990-06-22 | 1998-12-24 | Bayer Ag | Sintered moldings based on aluminum titanate, process for their production and their use |
DE4131215A1 (en) * | 1991-08-02 | 1993-02-11 | Olaf Fischer | METHOD FOR PRODUCING A MOLD AND MOLD FOR PRODUCING GLASS ARTICLES |
EP1737554A2 (en) * | 2004-04-21 | 2007-01-03 | Corning Inc. | Aluminum titanate ceramic articles and methods of making same |
US7259120B2 (en) * | 2004-04-21 | 2007-08-21 | Corning Incorporated | Aluminum titanate ceramic articles and methods of making same |
EP1737554A4 (en) * | 2004-04-21 | 2008-05-07 | Corning Inc | Aluminum titanate ceramic articles and methods of making same |
EP2085498A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Ceramic heat insulation layers with increased resistance to corrosion due to impure fuels |
WO2009097931A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Ceramic heat-insulating layers having increased corrosion resistance to contaminated fuels |
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Publication number | Publication date |
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