DE3875012T2

DE3875012T2 - Gesinterter alumoniumoxid-gegenstand mit hoher biegefestigkeit und verfahren zu seiner herstellung.

Info

Publication number: DE3875012T2
Application number: DE8888306611T
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Kubota; Takashi Oku; Keijiro Shigeru; Tsutomu Shishikura; Shigehide Takagi; Hideo Yano
Original assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Priority date: 1987-07-27
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2008-07-21
Also published as: JPS6433055A; EP0301748A3; CN1031361A; DE3875012D1; US4996177A; EP0301748B1; EP0301748A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen gesinterten Aluminiumoxidgegenstand mit hoher Biegefestigkeit und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Insbesondere befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einem gesinterten Aluminiumoxidgegenstand, der eine hervorragende Biegefestigkeit aufweist und sich als hoch zuverlässiger elektronischer Werkstoff, Baumaterial und medizinischer Werkstoff eignet, und einem Verfahren zur Herstellung desselben bei atmosphärischem Umgebungssinterdruck.
Ein üblicher gesinterter Aluminiumoxidgegenstand, der durch Formung von Korund (α-Al&sub2;O&sub3;)-Partikeln in eine vorgegebene Gestalt und Sinterung des geformten Vorläufererzeugnisses bei atmosphärischem Umgebungsdruck hergestellt worden ist, besitzt eine geringe Biegefestigkeit von 2000 - 4000 kg/cm².
Ein anderer herkömmiicher gesinterter Aluminiumoxidgegenstand wird durch Sinterung des geformten Vorläufererzeugnisses unter hohem Druck hergestellt. Er besitzt eine verbesserte Biegefestigkeit von 6000 - 8000 kg/cm², jedoch ist dieses Hochdrucksinterverfahren kostspielig und macht damit den resultierenden gesinterten Gegenstand teuer. Darüber hinaus schränkt das Hochdrucksinterverfahren die Form des gesinterten Gegenstandes ein.
Ein gesinterter Ferritgegenstand, in welchem die gesinterten Ferritteilchen orientiert sind, ist gegenwärtig in praktischem Gebrauch. Die Orientierung der Ferritteilchen führt zu einem anisotropen Magneten, jedoch nicht zu einem Gegenstand mit hoher Festigkeit. Diese Art eines gesinterten Ferritgegenstandes wird hergestellt durch Formung der plattenförmigen kristallinen Ferritpartikel zu Bändern nach dem Rakelverfahren oder dem Kalandrierverfahren, Übereinanderlagern der Bänder und Sinterung der übereinandergelagerten Bänder. Die plattenförmigen kristallinen Ferritpartikel können leicht durch Schleifen der Ferritklumpen hergestellt werden, und so läßt sich der orientierte gesinterte Ferritgegenstand leicht herstellen.
Es ist jedoch sehr schwierig, plattenförmige kristalline Korundteilchen durch Schleifen herzustellen. Demzufolge kann ein orientierter gesinterter Korundgegenstand nicht leicht erhalten werden.
Die Herstellung der plattenförmigen kristallinen Korundpartikel kann gemäß dem Verfahren, das in der japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. 37-7750 beschrieben ist, durch hydrothermale Behandlung von Aluminiumoxidteilchen oder von Aluminiumhydroxidteilchen bei einer Temperatur von 100 - 300ºC und einem Druck von 20,265 - 101,325 bar (20 - 100 Atmosphären) zur Bildung von Boehmit (AIOOH)-Teilchen und durch weitere hydrothermale Behandlung der Boehmitteilchen mit Wasser oder einer wäßrigen Alkalilösung bei einer Temperatur von 350ºC oder mehr und einem Druck von 202,650 bar (200 Atmosphären) oder mehr erfolgen. Bei der oben erwähnten Methode können die Korundteilchen durch Behandlung unter einem sehr hohen Druck von 202,650 bar (200 Atmosphären) oder mehr hergestellt werden, und dieser hohe Druck verursacht, daß die resultierenden plattenförmigen kristallinen Korundteilchen eine große Dicke von 1 µm oder mehr besitzen und es schwierig ist, diese sehr dicken Teilchen zum angestrebten Gegenstand zu orientieren.
Bei einem anderen Verfahren können die plattenförmigen kristallinen Korundteilchen durch trockene Wärmebehandlung der Aluminiumoxidteilchen oder Aluminiumhydroxidteilchen hergestellt werden, jedoch besitzen die nach dem oben erwähnten Verfahren hergestellten Teilchen eine hohe Teilchengröße von 10 µm oder mehr und es ist demzufolge schwierig, sie fest aneinanderzubinden.
Zweckmäßigerweise sollte die vorliegende Erfindung einen gesinterten Aluminiumoxidegegenstand mit hoher Biegefestigkeit, die der eines nach einem Hochdrucksinterverfahren üblichen gesinterten Aluminiumoxidgegenstandes vergleichbar ist, und ein Verfahren zur preisgünstigen Herstellung desselben bei atmosphärischem Umgebungsdruck liefern.
Ebenso ist es zweckmäßig, daß die vorliegende Erfindung einen hinsichtlich seiner Form keinerlei Beschränkungen unterworfenen gesinterten Aluminiumoxidgegenstand hoher Biegefestigkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben liefern sollte, das leicht ohne Einschränkung der Form des Gegentands durchgeführt werden kann.
Der gesinterte Aluminiumoxidgegenstand und das Verfahren der vorliegenden Erfindung wurden mit Blick auf die oben genannten Bedürfnisse konzipiert.
Der gesinterte Aluminiumoxidgegenstand der vorliegenden Erfindung umfaßt gesinterte plattenförmige kristalline Korundteilchen, die aus einem Produkt einer hydrothermalen Behandlung von Gibbsit (Al(OH)&sub3;)-Teilchen einer Größe von 10 µm oder weniger bei einer Temperatur von 350ºC oder mehr und einem Druck von 101,325 bar (100 Atmosphären) oder weniger bestehen, wobei die resultierenden Teilchen zwei parallele Spaltungsflächen aufweisen und aneinander angelagert und gebunden sind in der Weise, daß die Spaltungsflächen der aneinandergelagerten plattenförmigen kristallinen Korundteilchen im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt folgende Schritte:

Bereitstellen von plattenförmigen kristallinen Korundteilchen mit zwei parallelen Spaltungsflächen durch hydrothermale Behandlung von Gibbsit (Al(OH)&sub3;)-Teilchen einer Größe von 10 µm oder kleiner bei einer Temperastur von 350ºC oder mehr und einem Druck von 101,325 bar (100 Atmosphären) oder weniger; Formung der genannten plattenförmigen kristallinen Korundteilchen in eine vorgegebene Form, um ein Vorläuferteilchen zu erhalten, in welchem die plattenförmigen kristallinen Teilchen dergestalt aneinander angelagert sind, daß die Spaltungsflächen der aneinandergelagerten plattenförmigen kristallinen Teilchen im wesentlichen parallel zueinander sind; und Sinterung des erhaltenen Vorläufergegenstandes bei einer Temperatur von 1500ºC oder mehr bei einem atmosphärischen Umgebungsdruck.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein plattenförmiges kristallines Korundteilchen, das für die vorliegende Erfindung nutzbar ist;
Fig. 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen gesinterten Aluminiumoxidgegenstandes, bei dem zahlreiche plattenförmige kristalline Korundteilchen aneinander angelagert sind und miteinander verbunden sind; und
Fig. 3 ein Röntgenbeugungsdiagramm einer Ausführungsform des gesinterten Aluminiumoxidgegenstandes der vorliegenden Erfindung.
Der gesinterte Aluminiumoxidgegenstand der vorliegenden Erfindung umfaßt zahlreiche gesinterte plattenförmige kristalline Korund (Al&sub2;O&sub3;)-Teilchen mit jeweils zwei Spaltungsflächen, die parallel zu einem Pinakoid des Kristalls liegen. Die plattenförmigen kristallinen Korundteilchen des Gegenstandes sind dergestalt aneinander angelagert und gebunden, daß die Spaltungsflächen der aneinandergelagerten plattenförmigen kristallinen Teilchen im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Das bedeutet, daß sich die plattenförmigen kristallinen Teilchen in dem gesinterten Gegenstand in einem orientierten Zustand befinden.
Der Grad der Orientierung der plattenförmigen kristallinen Korundteilchen in dem gesinterten Aluminiumoxidgegenstand kann mit Hilfe eines Röntgenbeugungsdiagramms desselben bestimmt werden. Er beträgt zweckmäßigerweise 30% oder mehr, vorzugsweise 40% oder mehr.
Den gesinterten Aluminiumoxidgegenstand der vorliegenden Erfindung erhält man durch Ausformen plattenförmiger kristalliner Korundteilchen mit jeweils zwei parallelen Spaltungsflächen in eine vorgegebene Gestalt, um einen Vorläufergegenstand zu liefern, bei welchem die plattenförmigen kristallinen Teilchen aneinander dergestalt angelagert sind, daß die Spaltungsflächen der aneinandergelagerten plattenförmigen kristallinen Teilchen im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Daraufhin wird der Vorläufergegenstand bei einer Temperatur von 1500ºC oder mehr, vorzugsweise 1500 - 1900ºC, bei atmosphärischem Umgebungsdruck gesintert, damit sich die aneinandergelagerten plattenförmigen kristallinen Teilchen fest aneinander binden können.
Die plattenförmigen kristallinen Korundteilchen besitzen vorzugsweise eine Hauptachse ihrer Pinakoide von 0,05 - 10 µm und eine Dicke von 0,01 - 1 µm.
Wenn die Hauptachse der Pinakoide der plattenförmigen kristallinen Korundteilchen weniger als 0,05 µm beträgt, weist der entstehende gesinterte Gegenstand manchmal eine unbefriedigende Gießbarkeit auf, wenn andererseits die Hauptachse mehr als 10 µm beträgt, zeigt der resultierende gesinterte Gegenstand manchmal eine unbefriedigende Sintereigenschaft.
Wenn andererseits die Dicke der plattenförmigen kristallinen Teilchen weniger als 0,01 µm beträgt, weist der resultierende gesinterte Gegenstand manchmal unbefriedigende Gießbarkeit auf, wenn die Dicke mehr als 1 µm beträgt, zeigt der resultierende gesinterte Gegenstand manchmal eine unbefriedigende Orientierungseigenschaft.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren plattenförmigen kristallinen Korundteilchen lassen sich durch hydrothermale Behandlung von Gibbsit (AI(OH)&sub3;)-Teilchen mit einer Hauptachse von 10 µm oder weniger, vorzugsweise zwischen 0,01 µm und 10 µm, bei einer Temperatur von 350ºC oder mehr, vorzugsweise 350 - 800ºC, und einem Druck von 101,325 bar (100 Atmosphären) oder weniger, vorzugsweise 5 066,25 bis 101,325 bar (5 bis 100 Atmosphären) herstellen.
Bei der hydrothermalen Behandlung der Gibbsitteilchen, sofern die Gibbsitteilchen eine Hauptachse von mehr als 10 µm besitzen, erlaubt nur ein sehr hoher Druck von 202,650 bar (200 Atmosphären) oder mehr, daß die Gibbsitteilchen zu Korundteilchen umgewandelt werden, jedoch tritt die Umwandlung nicht ein unter einem Druck von 101,325 bar (100 Atmosphären) oder weniger.
Außerdem können die Gibbsitteilchen, wenn sie eine Hauptachse von 10 µm oder weniger besitzen, direkt umgewandelt werden zu den plattenförmigen kristallinen Korundteilchen mit zwei parallelen Spaltungsflächen und einer geeigneten Größe und Dicke durch die hydrothermale Behandlung bei einer Temperatur von 350ºC oder mehr unter einem relativ geringen Druck von 100 Atmosphären oder weniger, ohne den Zustand des Boehmits (AlOOH) zu durchlaufen.
Wenn bei der Umwandlung der Gibbsitteilchen zu plattenförmigen kristallinen Korundteilchen die Temperatur der hydrothermalen Behandlung weniger als 350ºC beträgt, können die Korundteilchen nicht hergestellt werden. In einem Temperaturbereich der hydrothermalen Behandlung von 350ºC oder mehr, vorzugsweise zwischen 350ºC und 800ºC für die Gibbsitteilchen, verringert sich mit steigender Temperatur die Dicke der resultierenden plattenförmigen kristallinen Korundteilchen. Wenn andererseits der Druck bei der hydrothermalen Behandlung mehr als 101,325 bar (100 Atmosphären) beträgt, werden die gebildeten Korundteilchen übermäßig dick. Die resultierende große Dicke der plattenförmigen kristallinen Korundteilchen eignet sich nicht für die Herstellung des gesinterten Aluminiumoxidgegenstandes der vorliegenden Erfindung.
In einem Druckbereich der hydrothermalen Behandlung von 5 066,25 bis 101,325 bar (5 bis 100 Atmosphären) für die Gibbsitteilchen führt die Verringerung des Drucks zu einer Verringerung der Dicke der resultierenden plattenförmigen kristallinen Korundteilchen.
Bei der Umwandlung des Gibbsitgegenstandes beschleunigt eine Zugabe von 0,01 - 5 Gew.-% Natriumcarbonat oder Natriumhydroxid zum hydrothermalen Behandlungssystem wirksam die Herstellung der plattenförmigen kristallinen Korundteilchen.
Ebenso unterstützt eine Zugabe von Korundteilchen mit einer Größe, die kleiner ist als die der angestrebten Korundteilchen zum hydrothermalen Behandlungssystem, wirksam das Wachstum der plattenförmigen Korundkristalle, da die kleinen Korundteilchen als Keime der plattenförmigen Korundkristalle dienen.
Gemäß Fig. 1 besitzt ein plattenförmiges kristallines Korundteilchen 1 zwei Spaltungsflächen 2 in zueinander paralleler Anordnung und läßt sich parallel zu einem Pinakoid des Kristalls, und so zu den Spaltungsflächen 2 spalten.
Gemäß Fig. 2 ist ein gesinterter Aluminiumoxidgegenstand 3 zusammengesetzt aus zahlreichen plattenförmigen kristallinen Korundteilchen 4, die dergestalt aneinander angelagert und gebunden sind, daß die Spaltungsflächen der aneinandergelagerten plattenförmigten kristallinen Teilchen 4 im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.
Das bedeutet, die aneinandergelagerten plattenförmigen kristallinen Korundteilchen können über die großflächigen Spaltungsflächen fest aneinandergebunden werden.
Der gesinterte Aluminiumoxidgegenstand der vorliegenden Erfindung kann eine Schichtstruktur aufweisen. Ebenso kann die Schicht die Form eines Bandes aufweisen.
Für die Herstellung des Vorläufergegenstandes werden die plattenförmigen kristallinen Korundteilchen mit einem verbrennbaren Bindemittel, z.B. einem organischen polymeren Material in Form mindestens eines Bestandteils, nämlich Polyvinylalkohol, Polyvinylbutylal und Polyethylenglykole, gemischt. Die Mischung wird dann schichtförmig, z.B. bandförmig auf die Oberseite einer glatten Substratfläche mit Hilfe eines Rakel- oder Kalandrierverfahrens aufgetragen. Ist die Mischung auf der glatten Substratoberfläche mit Hilfe der oben beschriebenen Methode aufgetragen, wird eine Scherkraft und eine Druckkraft dergestalt auf die plattenförmigen kristallinen Teilchen angewendet, daß die Spaltungsflächen der plattenförmigen kristallinen Teilchen parallel zur Oberfläche des Bandes und so parallel zueinander ausgerichtet werden. Die Leichtigkeit der Anordnung der plattenförmigen kristallinen Teilchen dergestalt, daß dessen Pinakoide sich parallel zueinander ausbilden, steigt mit einer Erhöhung des Verhältnisses der Hauptachse der Pinakoide zur Dicke des plattenförmigen kristallinen Teilchens und mit der Abnahme der Dicke des bandförmigen Gegenstandes.
Das verbrennbare Bindemittel wird zweckmäßigerweise in einer Menge zwischen 1 und 20%, vorzugsweise zwischen 5 und 10%, bezogen auf die zu bindenden Teilchen, eingesetzt.
Der Vorläufergegenstand läßt sich durch Übereinanderlagern einer Vielzahl von schicht(band)-förmigen Vorläufergegenständen und durch Hitzepressung der übereinandergelagerten Gegenstände bei einer Temperatur von 50 - 200ºC, vorzugsweise um 100ºC, herstellen, wobei sie unter Bildung eines Körpers aneinander zum Haften gebracht werden.
Ein anderer Vorläufergegenstand kann hergestellt werden durch abwechselndes Aufeinanderlagern von einem oder mehreren schicht (band)-förmigen Vorläufergegenstand (Vorläufergegenständen) und einem oder mehreren weiteren bandoder schichtförmigen Vorläufergegenstand (Vorläufergegenständen), die hauptsächlich aus nicht plattenförmigen Aluminiumoxidteilchen, z.B. nicht plattenförmigen kristallinen Korundteilchen, amorphen Aluminiumoxidteilchen oder einer Mischung von wenigstens zwei der oben genannten Teilchentypen bestehen, sowie durch Hitzepressung der übereinandergelagerten Vorläufergegenstände bei einer Temperatur von 50 - 200ºC, um sie zu einem Körper zu vereinigen.
Die nicht-plattenförmigen Aluminiumoxidteilchen besitzen vorzugsweise eine geringere Größe als die plattenförmigen kristallinen Korundteilchen, und werden demzufolge leicht gesintert. Die amorphen Aluminiumoxidteilchen haben vorzugsweise eine Größe von 1 µm oder weniger.
Der Vorläufergegenstand wird bei einer Temperatur von 1500ºC oder mehr, vorzugsweise zwischen 1500 und 1900ºC, über eine Zeit von 1 - 24 h hinweg, vorzugsweise von 3 - 10 h, bei atmosphärischem Umgebungsdruck gesintert.
Wenn die Sintertemperatur weniger als 1500ºC beträgt, kann der Aluminiumoxidgegenstand nicht ausreichend gesintert werden, und demzufolge weist der resultierende Gegenstand eine unbefriedigende Biegefestigkeit auf. Der Grad der Orientierung der plattenförmigen kristallinen Korundteilchen im gesinterten Aluminiumoxidgegenstand steigt mit einem Anwachsen der Sintertemperatur und der Sinterzeit.
Wenn der aus einer (einem) oder mehreren plattenförmigen kristallinen Korundteilchen-Schicht(en) oder -Band (-Bändern) und einer (einem) oder mehreren zusätzlichen nicht-plattenförmigen Aluminiumoxidteilchen-Schicht(en) oder -Band (-Bändern) bestehender Vorläufergegenstand gesintert wird, besteht eine geringe Differenz in der thermischen Schrumpfung zwischen der plattenförmigen kristallinen Teilchenschicht und der nichtplattenförmigen Teilchenschicht.
Gewöhnlich ist die Schrumpfung der gesinterten zusätzlichen nicht-plattenförmigen Teilchenschichten geringfügig größer als die der gesinterten plattenförmigen kristallinen Teilchenschichten im Sinterschritt.
Die größere Schrumpfung der gesinterten zusätzlichen nicht-plattenförmigen Teilchenschichten führt dazu, daß eine Druckkraft auf die gesinterte plattenförmige kristalline Teilchenschicht ausgeübt wird. Diese Einwirkung einer Druckkraft verursacht eine Vorspannung entsprechend der Druckkraft, die auf den gesinterten plattenförmigen kristallinen Teilchenschichten auftritt. Die auf der gesinterten plattenförmigen kristallinen Teilchenschicht auftretende Vorspannung absorbiert wirksam zumindest einen Teil einer externen Kraft, die auf den gesinterten Aluminiumoxidgegenstand einwirkt, und erhöht die Biegefestigkeit des gesinterten Aluminiumoxidgegenstandes.
Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird das Sinterverfahren bei atmosphärischem Umgebungsdruck und demzufolge mit niedrigen Kosten ausgeführt.
Wie oben beschrieben, besitzt der gesinterte Aluminiumoxidgegenstand der vorliegenden Erfindung eine exzellente Biegefestigkeit und kann einfach mit geringen Kosten hergestellt werden. Deshalb ist der gesinterte Aluminiumoxidgegenstand der vorliegenden Erfindung nicht nur für elektronische und medizinische Werkstoffe nützlich, sondern ebenso für Baustoffe und kann demzufolge in verschiedenen Industrien genutzt werden.
Der gesinterte Aluminiumoxidgegenstand der vorliegenden Erfindung ist in den folgenden Punkten vorteilhaft.
1. Obwohl der Sintervorgang bei atmosphärischem Umgebungsdruck erfolgt, weist der resultierende gesinterte Aluminiumoxidgegenstand der vorliegenden Erfindung einen hohen Grad an Biegefestigkeit auf, der mit dem eines durch das konventionelle Sinterverfahren unter hohem Druck hergestellten Gegenstandes vergleichbar ist.
2. Das Sinterverfahren bei atmosphärischem Umgebungsdruck gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt, daß der gesinterte Aluminiumoxidgegenstand in jeder beliebigen Form gestaltet wird, wohingegen bei der konventionellen Hochdrucksintermethode die Formen der möglichen resultierenden gesinterten Aluminiumoxidteilchen auf spezielle Typen begrenzt ist.
3. Die gesinterten Aluminiumoxidteilchen der vorliegenden Erfindung besitzen eine hohe Fülldichte und sind demzufolge auf den verschiedensten Bereichen z.B. als elektronische Materialien, Baustoffe und medizinische Materialien mit hoher Zuverlässigkeit einsetzbar.
Die vorliegende Erfindung wird durch spezielle Beispiele, die jedoch nur repräsentativ sind und nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einschränken, weiter erläutert.

Beispiel 1

(A) Herstellung plattenförmiger kristalliner Korund (Al&sub2;O&sub3;)- Teilchen

Eine Mischung von 89,74 Gew.-Teilen Gibbsit (Al(OH)&sub3;-Teilchen einer durchschnittlichen Größe von 1,0 µm, 0,26 Gew.-Teilen Natriumcarbonatteilchen und 10 Gew.-Teilen nicht-plattenförmiger Korundteilchen einer durchschnittlichen Größe von 0,5 µm wurde hydrothermal bei einer Temperatur von 600ºC und einem Druck von 20,265 bar (20 Atmosphären) 15 h lang behandelt. Die resultierenden plattenförmigen kristallinen Korundteilchen hatten eine durchschnittliche Hauptachse der Spaltungsflächen von 1,0 µm und eine durchschnittliche Dicke von 0,2 µm.

(B) Herstellung eines gesinterten Aluminiumoxidgegenstandes

Plattenförmige kristalline Korundteilchen in einer Menge von 100 Gew.-Teilen wurden mit 28 Gew.-Teilen einer 33 gew.- %igen wäßrigen Polyvinylalkohollösung gemischt. Die Mischung wurde mit Hilfe einer Walzenausformvorrichtung zu einem Band mit einer Dicke von 0,2 mm geformt und das Band wurde anschließend in 10 Stücke geschnitten.
Die 10 Stücke des Bandes wurden anschließend übereinandergelegt und bei einer Temperatur von 100ºC warm gepreßt. Der resultierende Vorläufergegenstand wurde bei einer Temperatur von 1800ºC ungefähr 5 h lang gesintert.
Der erhaltene gesinterte Aluminiumoxidgegenstand (Band) wies eine Biegefestigkeit von 5800 kg/cm² und einen Orientierungsgrad von 40%, bestimmt durch ein Röntgenbeugungsdiagramm desselben, auf.

Beispiel 2

(A) Herstellung von plattenförmigen kristallinen Korundteilchen

Dieselben Vorgänge, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden ausgeführt, mit der Ausnahme, daß die Gibbsitteilchen eine durchschnittliche Größe von 3,0 µm besaßen und die resultierenden plattenförmigen kristallinen Korundteilchen eine durchschnittliche Hauptachse der Spaltungsflächen von 3,0 µm und eine Dicke von 0,2 µm aufwiesen.

(B) Herstellung eines gesinterten Aluminiumoxidgegenstandes

Dieselben Vorgänge, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden ausgeführt, mit der Ausnahme, daß die plattenförmigen kristallinen Korundteilchen gemäß (A) benutzt wurden.
Der erhaltene gesinterte Aluminiumoxidgegenstand wies eine Biegefestigkeit von 6200 kg/cm² und einen Orientierungsanteil von 90%, bestimmt durch ein Röntgenbeugungsdiagramm (Cu-Kα, 40 kV, 100 mA, Graphitmonochrometer, DS 1º, SS 0,15), dargestellt in Fig. 3, auf.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

(A) Herstellung von Vergleichskorundteilchen

Dieselben Vorgänge, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der Hydrothermalbehandlungsdruck 202,650 bar (200 Atmosphären) betrug.
Das resultierende Produkt bestand aus nicht-plattenförmigen kristallinen Korundteilchen mit einer durchschnittlichen Hauptachse von 1 µm und einer durchschnittlichen Dicke von 1 µm.

(B) Herstellung eines als Vergleich dienenden gesinterten Aluminiumoxidgegenstandes

Dieselben Vorgänge, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden ausgeführt, mit dem Unterschied, daß die nicht-plattenförmigen kristallinen Vergleichskorundteilchen nach (A) verwendet wurden.
Der erhaltene gesinterte Aluminiumoxidvergleichsgegenstand besaß eine unbefriedigende Biegefestigkeit von 3200 kg/cm² und einen geringen Orientierungsgrad von 15%, wie durch ein Röntgenbeugungsdiagramm desselben bestimmt wurde.

Beispiel 3

Fünf Teile des gleichen Vorläuferbandes, bestehend aus den plattenförmigen kristallinen Korundteilchen und einer Dicke von 0,2 mm, wie in Beispiel 2 beschrieben, wurden abwechselnd mit fünf Teilen zusätzlichen Vorstufenbandes einer Dicke von 0,05 mm, das in derselben Weise hergestellt wurde, wie in Beispiel 2 beschrieben, überlagert, mit dem Unterschied, daß amorphe Aluminiumoxidteilchen einer durchschnittlichen Größe von 0,1 µm anstatt der plattenförmigen kristallinen Korundteilchen benutzt wurden.
Die übereinandergelagerten Bänder wurden bei einer Temperatur von 100ºC warmgepreßt, und der resultierende Vorläufergegenstand wurde bei einer Temperatur von 1800ºC etwa 5 h lang gesintert.
Der erhaltene gesinterte Aluminiumoxidgegenstand hatte eine Biegefestigkeit von 8500 kg/cm², und die plattenförmigen kristallinen Korundteilchenschichten hatten einen Orientierungsgrad von 60%.

Beispiel 4

Dieselben Vorgänge, wie in Beispiel 3 beschrieben, wurden ausgeführt, mit dem Unterschied, daß die zusätzlichen Vorläuferbänder aus nicht-plattenförmigen kristallinen Korundteilchen einer durchschnittlichen Größe von 0,5 µm mit einer Dicke von 0,2 mm hergestellt wurden.
Der erhaltene gesinterte Aluminiumoxidgegenstand hatte eine Biegefestigkeit von 7700 kg/cm², und die plattenförmigen kristallinen Korundteilchenschichten hatten einen Orientierungsgrad von 90%.

VERGLEICHSBEISPIEL 2

Dieselben Vorgänge, wie in Beispiel 4 beschrieben, wurden ausgeführt, mit dem Unterschied, daß der Vorläufergegenstand aus 10 Teilen desselben zusätzlichen Vorläuferbandes, wie in Beispiel 4 beschrieben, hergestellt wurde.
Der erhaltene gesinterte Aluminiumoxid-Vergleichsgegenstand hatte eine Biegefestigkeit von 2500 kg/cm² und einen Orientierungsgrad von 2%.

Claims

1. Gesinterter Aluminiumoxidgegenstand hoher Biegefestigkeit, umfassend gesinterte plattenförmige kristalline Korundteilchen, bestehend aus einem Produkt einer hydrothermalen Behandlung von von Gibbsit (Al(OH)&sub3;)-Teilchen einer Größe von 10 µm oder weniger bei einer Temperatur von 350ºC oder mehr und einem Druck von 101,325 bar (100 Atmosphären) oder weniger, wobei jedes Korundteilchen zwei parallele Spaltungsflächen besitzt und dergestalt an jedes andere angelagert und gebunden ist, daß die Spaltungsflächen der aneinandergelagerten plattenförmigen kristallinen Teilchen im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.

2. Gesinterter Aluminiumoxidgegenstand nach Anspruch 1, wobei die plattenförmigen kristallinen Korundteilchen eine Hauptachse der Spaltungsflächen von 0,05 - 10 µm und eine Dicke von 0,01 - 1 µm besitzen.

3. Gesinterter Aluminiumoxidgegenstand nach Anspruch 1 oder 2 in Form einer Schicht.

4. Gesinterter Aluminiumoxidgegenstand nach Anspruch 3, wobei die Schicht die Form eines Bandes aufweist.

5. Gesinterter Aluminiumoxidgegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die gesinterten plattenförmigen kristallinen Korundteilchen die Form einer oder mehrerer Schicht(en) besitzen, die abwechselnd auf einer oder mehreren zusätzlichen im wesentlichen aus gesinterten nichtplattenförmigen Aluminiumoxidteilchen bestehende(n) Schicht(en) aufliegt (aufliegen) und an diese gebunden ist (sind).

6. Gesinterter Aluminiumoxidgegenstand nach Anspruch 5, wobei die Schicht und die zusätzliche Schicht die Form eines Bandes besitzen.

7. Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Aluminiumoxidgegenstandes hoher Biegefestigkeit, umfassen folgende Schritte:

Bereitstellen plattenförmiger kristalliner Korundteilchen mit zwei parallelen Spaltungsflächen durch hydrothermale Behandlung von Gibbsit (Al(OH)&sub3;)-Teilchen mit einer Größe von 10 µm oder weniger bei einer Temperatur von 350ºC oder mehr bei einem Druck von 101,325 bar (100 Atmosphären) oder weniger;

Ausformen der plattenförmigen kristallinen Korundteilchen zu einer vorbestimmten Form zur Bildung eines Vorläufergegenstandes, in dem die plattenförmigen kristallinen Teilchen aneinander dergestalt angelagert werden, daß die Spaltungsflächen der aneinandergelagerten plattenförmigen kristallinen Teilchen im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind; und

Sintern des resultierenden Vorläufergegenstandes bei einer Temperatur von 1500ºC oder mehr bei atmosphärischem Umgebungsdruck.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die plattenförmigen kristallinen Korundteilchen schichtförmig ausgeformt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8 oder 8, wobei die plattenförmigen kristallinen Korundteilchen bandförmig ausgeformt sind.

10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei bei der Bereitstellung des Vorläufergegenstandes die plattenförmigen kristallinen Korundteilchen zu einer oder mehreren Schicht(en) ausgeformt werden, und diese eine oder mehreren Schicht(en) abwechselnd auf einer oder mehreren weitere(n) Schicht(en), im wesentlichen bestehend aus nichtplattenförmigen Aluminiumoxidteilchen, abgelagert wird (werden).

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Schicht und die zusätzliche Schicht bandförmig ausgestaltet sind.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei bei der Bereitstellung des Vorläufergegenstandes die Teilchen mit einem verbrennbaren Bindemittel gebunden sind.