DE3718488A1

DE3718488A1 - Verfahren zum sintern von keramik-rohfolien

Info

Publication number: DE3718488A1
Application number: DE19873718488
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Lubitz; Jutta Mohaupt; Wolfram Dipl Phys Wersing
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-06-02
Filing date: 1987-06-02
Publication date: 1988-12-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sintern von stapelförmig aufeinander angeordneten Keramik-Rohfolien.

Keramik-Rohfolien werden gewöhnlich im Stapel gesintert, wobei der Keramik-Rohfolienstapel mit einer ebenen Platte aus temperaturbeständigem Material beschwert wird und in eine temperaturbeständige Kapsel mit ebener Bodenfläche gegeben wird. Damit die einzelnen Keramik-Rohfolien nicht zusam mensintern und nach dem Sintern leicht voneinander getrennt werden können, wird zuvor zwischen jede Lage von Keramik- Rohfolien ein Trennmittel gebracht. Es ist bekannt, als Trenn mittel handelsübliches Zirkonoxid zu verwenden, das eine typische Partikelgrößenverteilung von 0,1 bis 20 µm hat. Dabei kann das Zirkonoxid als Pulver aufgestreut oder als Paste oder Emulsion verarbeitet werden.

Diese Verfahren haben alle die Nachteile, daß Zirkonoxid reste, die nach dem Sintern auf den Keramikfolien zurück bleiben, die Rauhigkeit der Oberflächen und die Empfindlich keit gegenüber mechanischer Nacharbeit erhöhen und im Falle von Piezokeramikfolie die piezoelektrischen Eigenschaften verschlechtern.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Sintern von Keramik-Rohfolien im Stapel mit Verwendung von Zirkon oxid als Trennmittel anzugeben, das die natürliche Ober flächenbeschaffenheit der gesinterten Keramikfolie mög lichst wenig beeinflußt und bei Verwendung geringerer Zir konoxidmengen eine optimale Trennbarkeit der Keramikfolien liefert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen jede Lage einer Keramik-Rohfolie Zirkonoxidpar tikel gebracht werden, deren Partikeldurchmesser gleich oder geringfügig größer ist als die mittlere maximale Rauh tiefe der Oberfläche von gesinterter Keramikfolie.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unter ansprüchen hervor.

Durch die Verwendung von monodispersem Zirkonoxid, d.h. Zir konoxid mit sehr enger Partikelgrößenverteilung, die der Be schaffenheit der Oberfläche der Keramikfolie angepaßt sind, kann eine optimale Trennbarkeit der Keramikfolien nach dem Sintern erreicht werden und gleichzeitig die notwendige Zir konoxidmenge gering gehalten werden. Dabei genügt meist schon 1/10 bis 1/20 der Menge herkömmlicher Verfahren. Auf einer Keramik-Rohfolienoberfläche von ca. 30 µm² kann im Durch schnitt schon ein Zirkonoxid-Teilchen genügen, so daß der größte Teil der Keramik-Rohfolienoberfläche zirkonoxidfrei ist. Die Oberflächenrauhigkeit der Keramikfolien nach dem Sintern wird nur wenig erhöht, da keine größeren Zirkonoxid partikel verwendet werden. Dünne Zirkonoxidschichten auf den Keramikfolien, die z.B. die piezoelektrischen Eigenschaften von Piezokeramikfolie verschlechtern, werden vermieden, da keine kleineren Zirkonoxidpartikel verwendet werden, die nur zirkon reiche Oberflächenschichten bilden, aber zur Abstandshaltung und Trennbarkeit beim Sintern nicht beitragen. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist die Möglichkeit der Wiederverwert barkeit von Stanzabfällen der zirkonoxidbehafteten Keramik- Rohfolie, da geringe Zirkonoxidmengen weniger schädlich sind.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird das Verfahren weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Stapels von Piezokeramik- Rohfolien 1 mit Zirkonoxidpartikeln 2, die als Trennmittel da zwischen aufgebracht sind. Die Piezokeramik-Rohfolie hat eine typische Dicke von 100 bis 200 µm. Die Zirkonoxid-Partikel ha ben einen Durchmesser von 5 bis 10 µm, wenn die mittlere maxi male Rauhtiefe der Oberfläche einer gesinterten Piezokeramik folie 5 µm beträgt.

Claims

1. Verfahren zum Sintern von stapelförmig aufeinander an geordneten Keramik-Rohfolien, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen jede Lage einer Keramik- Rohfolie Zirkonoxidpartikel gebracht werden, deren Partikel durchmesser gleich oder geringfügig größer sind als die mittlere maximale Rauhtiefe der Oberfläche von gesinterter Keramikfolie.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß Zirkonoxidpartikel verwendet werden, deren Par tikeldurchmesser das ein- bis zweifache der mittleren maxi malen Rauhtiefe der Oberfläche von gesinterter Keramikfolie beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die mittlere maximale Rauhtiefe der Oberfläche von gesinterter Keramikfolie nach der Vorschrift DIN 4768 bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Aufbringen des Zirkonoxids durch Bestäuben der trockenen oder feuchten einzelnen Keramik- Rohfolien mit Zirkonoxidpulver erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Aufbringen des Zirkonoxids durch Aufsprühen einer zirkonoxidhaltigen Binderlösung auf die einzelnen Keramik-Rohfolien erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Aufbringen des Zirkonoxids durch Bedrucken der einzelnen Keramik-Rohfolien mit einer zirkonoxidhaltigen Paste erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Aufbringen des Zirkonoxids durch Aufgießen einer zirkonoxidhaltigen Schicht auf die ein zelnen Keramik-Rohfolien erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Aufbringen des Zirkonoxids auf die einzelnen Keramik-Rohfolien durch Verwendung einer zirkonoxidhaltigen Trägerfolie beim Foliengießen der Keramik- Rohfolie erfolgt, wobei die Trägerfolie zusammen mit der Kera mik-Rohfolie gesintert wird.