DE4023001A1 - Verfahren zur herstellung von keramik-komposit-pulvern - Google Patents

Verfahren zur herstellung von keramik-komposit-pulvern

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Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Keramik- Keramik-Kompositpulvern, in denen keramische Bestandteile einer bestimmten Art mit anderen keramischen Bestandteilen verbunden sind, und auf Metall- Keramik-Kompositpulver, in denen Metallbestandteile mit keramischen Bestandteilen zusammengefügt sind, sowie die hierdurch erhaltenen Keramik- Kompositpulver, insbesondere ein Verfahren, das die Herstellung von Kompositpulvern ermöglicht, in denen sich eine beliebige Menge Metalloxid oder Metall auf der Oberfläche eines anorganischen Pulvers befindet.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein typisches Verfahren zur Herstellung von Keramik-Produkten umfaßt das Abwiegen der Bestandteile eines keramischen Ausgangsmaterials in den jeweiligen Mengen um eine vorbestimmte Zusammensetzung zu erhalten, gründliches Vermischen der Bestandteile um eine einheitliche Verteilung zu erreichen und Calcinieren der resultierenden Mischung. Entsprechend diesem Verfahren muß das calcinierte Produkt pulverisiert und einer wiederholten Durchmischung und Calcinierung unterworfen werden um eine ausreichend homogene Zusammensetzung zu erhalten.
Metallpulver oder hochfeine Metallteilchen werden üblicherweise bevorzugt als leitfähige oder magnetische Materialien verwendet ohne Verwendung eines anderen Pulvers als Trägermaterial. Die bekannten Metall-Keramik- Kompositmaterialien, wie durch Oxidverteilung gehärtete Legierungen, hitzebeständige Strukturmaterialien und Dämmstoffe zeigen ihr Verhalten aufgrund der Verteilung von Keramik-Teilchen in der Metallmatrix.
Entsprechend dem obengenannten üblichen Verfahren zur Herstellung von Keramik-Produkten ist es trotz gründlichem Mischens wegen der Anhäufung der Einzel-Pulver schwierig, eine ideal homogene Zusammensetzung von Teilchen zu erreichen, deren Durchmesser in der Größenordnung von µm liegt. Um ein Keramik-Produkt mit einer ideal homogenen Zusammen­ setzung zu erhalten, sollten Keramik-Keramik-Pulver mit vorbestimmter Zusammensetzung verwendet werden. Bisher wurde jedoch noch kein Verfahren für die Herstellung geeigneter derartiger Keramik-Keramik- Kompositpulver gefunden.
Die Verwendung von Metallpulvern oder hochfeinen Metallteilchen ohne Verwendung eines speziellen Pulvers als Trägermaterial ist nachteilig, da
  • 1. ihr spezifisches Gewicht relativ hoch ist,
  • 2. sie schwierig zu dispergieren sind,
  • 3. ihre Handhabung schwierig ist und
  • 4. Metallteilchen unter Hitzeeinwirkung leicht sintern.
Wenn z. B. ein Metallpulver mit einem organischen Bindemittel zu einer leitfähigen Paste vermischt wird, neigt das Metallpulver zur Trennung vom organischen Bindemittel, weil das Metallpul­ ver ein größeres spezifisches Gewicht als das organische Bindemittel besitzt. Außerdem neigt der resultierende Überzug zur Unebenheit, wenn das Produkt in Pulverform anstelle von Flockenform für Anstriche verwendet wird.
Um diese Probleme zu lösen, wurde die Verwendung von Kompositpulvern, in denen anorganische Pulver mit Metall durch stromlose Plattierung überzogen werden, vorgeschlagen. Dieses Verfahren ist jedoch nachteilig, da die stromlose Plattierung teuer ist und ein höchst kompliziertes Verfahren erfordert.
Auch können Metall-Keramik-Kompositmaterialien, wie durch Oxidverteilung gehärtete Legierungen, hitzebeständige Materialien und Dämmstoffe durch Vermischen von keramischem Pulver mit Metallpulver und Sintern des erhaltenen Gemisches erhalten werden. Aufgrund des unterschiedlichen spezifischen Gewichts des Keramik-Pulvers und des Metallpulvers ist es äußerst schwierig, Keramik-Pulver im Metall-Pulver einheitlich zu verteilen. Metall-Keramik-Kompositmaterialien, in denen das Keramik-Pulver einheitlich im Metallpulver verteilt ist, können unter der Voraussetzung erhalten werden, daß die Metall-Keramik-Kompositpulver, in denen metallische und keramische Bestandteile vereinigt wurden, gesintert werden. Wie oben erwähnt, können solche Metall-Keramik-Kompositpulver durch stromloses Plattieren erhalten werden, welches jedoch äußerst teuer ist und ein kompliziertes Verfahren darstellt.
Die jetzigen Erfinder haben diese Erfindung vervollständigt, indem sie während ihrer Untersuchungen von anorganischen Ionenaustauschern beobachteten, daß Keramik- und Keramik-Kompositpulver, bei denen sich Metalloxide gleichmäßig auf der Oberfläche eines anorganischen Pulvers als Trägermaterial befindet, dadurch erhalten werden können, daß man Metall­ hydroxide, basische Metallsalze oder Metallsalze gleichmäßig auf der Oberfläche des anorganischen Ionenaustauschers niederschlägt, anschließend das erhaltene Kompositpulver calciniert, und daß sich Metall-Keramik-Kom­ positpulver, in dem das anorganische Pulver einheitlich mit dem Metall beschichtet ist, durch die Reduktion der Metalloxide zum Metall erhalten lassen.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein billiges und einfaches Verfahren zur Herstellung von Keramik-, Keramik-Komposit- und Metall-Keramik-Kompositpulvern bereitzustellen, bei dem sich eine beliebige Menge Metalloxid oder Metall auf der Oberfläche eines anorganischen Pulvers als Trägermaterial befindet. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Keramik- Keramik-Kompositpulvern bereitzustellen, die als Ausgangsmaterial zur Gewinnung von Keramik oder von Keramik-Keramik-Kompositpulvern, die als funktionelle Keramik-Pulver nützlich sind, verwendet werden können. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Metall-Keramik-Kompositpul­ vern bereitzustellen, die als leitfähige oder magnetische Materialien geeignet sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Metall-Keramik-Kompositpulvern bereitzustellen, die für die Herstellung von Metall- Keramik-Kompositmaterialien, wie durch Oxidverteilung gehärtete Legierungen, hitzebeständige Materialien und Dämmstoffe geeignet sind.
Um die genannten Aufgaben dieser Erfindung zu lösen, beinhaltet die vorliegende erste Verfahrensvariante zur Herstellung von Keramik-Kompositpulvern folgende Schritte: Bildung einer Suspension durch Vermischen eines anorganischen Pulvers, das eine Kationenaustauscheigenschaft besitzt, mit einer Lösung, die ein oder mehrere Metallionen zur Bewirkung eines Ionenaustausches mit den Metallionen an der Oberfläche des anorganischen Pulvers enthält; Zugeben eines fällungsmittel­ bildenden Materials zu dieser Suspension, welches unter Hitze- oder Druck­ einwirkung wenigstens ein Anion in einer Lösung freisetzt; Erhitzen oder unter Druck setzen der Suspension, um das Anion aus dem fällungsmittelbildenden Material freizusetzen und dem freigesetzten Anion zu ermöglichen, mit den Metallionen zu reagieren, um dadurch Metallhydroxide, basische Metallsalze oder Metallsalze auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers zu fällen; und anschließendes Erhitzen des anorganischen Pulvers, auf dem Metallhydroxide, basische Metallsalze oder Metallsalze ausgefällt sind, um die resultierenden Niederschläge in Metalloxide überzuführen und dadurch Keramik- und Keramik- Kompositpulver herzustellen.
In der zweiten Verfahrensvariante werden die nach der ersten Verfahrensvariante erhaltenen Metalloxide auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers einer Reduktion unterworfen, um die Metalloxide in Metalle zu überführen und damit Metall-Keramik-Kompositpulver herzustellen.
Es ist bevorzugt, eine organische oder anorganische Verbindung, ein Oxidations­ mittel oder ein Reduktionsmittel im obigen Schritt zur Bildung der Niederschläge zur Suspension hinzuzufügen, um die Niederschlagsgeschwindigkeit, die Zusammen­ setzung, die Teilchenform und den Oxidationsgrad der Niederschläge zu kon­ trollieren.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsart
Erfindungsgemäß geeignete natürliche und künstliche anorganische Pulver, die eine Kationenaustauscheigenschaft besitzen, können eingeteilt werden in solche, die amorph sind und in solche, die kristallin sind. Die amorphen anorganischen Ionenaustauscher umfassen verschiedene Oxidhydrate, wie Kieselgel und Aluminium­ oxidgel. Die kristallinen anorganischen Ionenaustauscher umfassen natürliche Tonmineralien, wie Montmorillonit, Vermiculit und Beidellit, künstliche Tonmateria­ lien, Aluminumsilicat, Natriumtitanat, Natriumuranat und Zirkoniumphosphat. Die erfindungsgemäß verwendeten anorganischen Pulver unterliegen an sich keiner besonderen Beschränkung, vorausgesetzt, sie sind anorganisch und haben Kationen­ austauscheigenschaften.
Ein anorganisches Pulver mit Kationenaustauscheigenschaft wird mit einer Suspension vermischt, die Metallionen für einen Ionenaustausch enthält. Ein oder mehrere Metallionen können enthalten sein. Die Menge beträgt 0,1 bis 80 000 Gew.-% gegenüber 100 Gew.-% der Metallionen bezogen auf Metall. Um den Ionenaustausch zu beschleunigen, können je nach Bedarf, Behandlungen wie Erhitzen oder unter Druck setzen durchgeführt werden. Das Erhitzen kann bei einer Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis 100°C durchgeführt werden und der Druck kann von 1 bis 30 bar reichen. Diese Ionenaustauschbehandlung fixiert die gewünschten Metallionen an den Stellen des Ionenaustausches auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers unter Bildung einer Suspension.
Dann wird ein Anion mit den Metallionen in der Suspension unter Bildung von Niederschlägen zur Reaktion gebracht. Die Niederschläge werden gebildet, indem man ein fällungsmittelbildendes Material, das unter Hitze- oder Druckeinwirkung wenigstens ein Anion freisetzt, zur Suspension hinzugefügt. Die hinzugefügte Menge beträgt 10 bis 7000 Mol gegenüber 100 Mol Metallion. Das fällungsmittelbildende Material reagiert nicht mit dem Metallion als solchem, wird aber unter Hitze- oder Druckeinwirkung unter Freisetzung wenigstens eines Anions hydrolisiert, welches seinerseits mit dem Metallion reagiert, um nach und nach Niederschläge, die Metallhydroxide, basische Metallsalze oder Metallsalze enthalten, zu bilden.
Um Niederschläge durch die Verwendung von fällungsmittelbildenden Materialien zu bilden wird die Suspension mit dem Material innerhalb eines Temperaturberei­ ches von Raumtemperatur bis zum Siedepunkt erhitzt oder innerhalb eines Bereiches von 1 bis 150 bar unter Druck gesetzt oder alternativ hierzu innerhalb obiger Bereiche gleichzeitig erhitzt und unter Druck gesetzt, damit sich das fällungsmittelbildende Material in der Suspension einheitlich und allmählich zersetzt, um das Anion freizusetzen. Metallhydroxide, basische Metallsalze oder Metallsalze werden dann nach und nach auf der Oberfläche des anorganischen Ionen­ austauschers niedergeschlagen, d. h. Kristallisationskeime wachsen an den fixierten Metallionen, die auf der Oberfläche des Ionenaustauschers durch Ionenaustausch angebracht wurden, gefolgt von einer Abscheidung an den Kristallisationszentren.
Das anorganische Pulver, welches Metallhydroxide, basische Metallsalze oder Metallsalze enthält, wird durch Filtration oder Zentrifugieren aus der Suspension gewonnen. Darauffolgendes Erhitzen des Pulvers innerhalb eines Temperaturberei­ ches von 150 bis 1700°C an Luft überführt die Metallhydroxide, die basischen Metallsalze oder die Metallsalze in Metalloxide unter Bildung von Keramik- Keramik-Kompositpulver.
Erfindungsgemäß geeignete fällungsmittelbildende Stoffe sind z. B. Harnstoff, Acetamid, Fomamid, verschiedene Ester (Dimethyloxalat, Diethyloxalat, Trimethylphosphorsäure, Triethylphosphorsäure, Dimethylschwefelsäure, Diethyl­ schwefelsäure), Amidoschwefelsäure, schwefelhaltige Verbindungen (Thioacetamid, Thioharnstoff, Ammoniumthiocarbanat) und Trichloracetat.
Das fällungsmittelbildende Material setzt durch Hydrolyse verschiedene Anionen frei. Wenn z. B. eine wäßrige Lösung von Harnstoff erhitzt wird, wird Harnstoff nach und nach entsprechend folgender Reaktion hydrolisiert:
(NH2)2CO + 3 H2O → 2 NH4⁺ + CO2 + 2 OH-
Obige Reaktion liefert Anionen wie OH- und CO3 2-. Deshalb reagieren diese Ionen, wenn Metallionen anwesend sind, mit den Anionen unter Bildung von Niederschlägen, bestehend aus Metallhydroxiden, Metallcarbonaten oder basischen Metallsalzen. Ebenso erfolgt eine Hydrolyse, entsprechend nachfolgender Reaktions­ gleichung, wenn eine wäßrige Lösung von Trichloracetat erhitzt wird:
2 C2Cl3O2 - + H2O → 2 CHCl3 + CO2 + CO3 2-
Mittels dieser Reaktion werden Anionen wie CO3 2- hergestellt und Metallionen reagieren im Falle ihrer Anwesenheit mit den Anionen unter Bildung von Niederschlägen, die Metallcarbonate der basische Metallsalze enthalten.
Jede Substanz, die allmählich ein Fällungsmittel durch solch eine Reaktion in einer Lösung bildet, kann in dieser Erfindung als fällungsmittelbildendes Material verwendet werden. Das Verfahren zur Herstellung des oben genannten Fällungs­ mittels ist als homogenes Fällungsverfahren bekannt und in folgenden Literatur­ stellen beschrieben:
  • 1. Quantitative Chemical Analysis, 4. Ausgabe, 1960, The Macmillan Company,
  • 2. A. G. Walton: The Formation and Properties of Precipitates, 1967, John Wiley & Sons,
  • 3. F. H. Firsching: Advanced Anal. Chem. Inst. 4, Seite 1, 1965,
  • 4. L. Gordon, M. L. Salutsky and H. H. Willard: Precipitation from Homogeneous Solution, 1959, John Wiley,
  • 5. E. Matÿevic: Acc. Chem. Res. 14, Seite 22, 1981.
Wenn das fällungsmittelbildende Material zur Lösung hinzugegeben wird, um das Fällungsmittel und dadurch Niederschläge zu bilden, kann auch eine organische oder anorganische Verbindung, ein Sauerstoffträger oder ein Reduktionsmittel zur Lösung hinzugefügt werden, um die Niederschlagsgeschwindigkeit, die Zusammen­ setzung, die Teilchenform oder den Oxidationsgrad der Niederschläge zu kontrollieren.
Durch diese einheitliche Fällung von Metallhydroxiden, basischen Metallsalzen oder Metallsalzen auf der Oberfläche eines anorganischen Pulvers, welches die Kationen­ austauschereigenschaft besitzt, werden Kompositpulver gebildet. Wenn die Niederschläge durch Erhitzen der Kompositpulver bei einer Temperatur von nicht weniger als 100°C an Luft in die Metalloxide überführt werden, können Keramik- Pulver und Keramik-Keramik-Kompositpulver erhalten werden.
Alternativ hierzu können Metall-Keramik-Kompositpulver erhalten werden durch Reduktion der Keramik-, der Keramik-Komposit- oder der Kompositpulver, die Metallhydroxide, basische Metallsalze oder Metallsalze enthalten in der Gasphase oder in der flüssigen Phase, um Niederschläge in Metalle überzuführen. Ein typisches Reduktionsverfahren in der Gasphase schließt das Brennen im Wasser­ stoffgas bei einer Temperatur von 100 bis 1800°C ein. Was das Verfahren in der flüssigen Phase anbetrifft, können Keramik-Keramik-Kompositpulver in der flüssigen Phase, die Hydrazin oder Natriumborhydrid enthält, reduziert werden.
Entsprechend diesem Erfindungsverfahren kann eine beliebige Menge des Metalloxids oder Metalls auf die Oberfläche eines anorganischen Pulvers als Trägermaterial aufgebracht werden durch die Verwendung der Ionenaustauscheigen­ schaften des Pulvers. Dies ermöglicht die Herstellung von Keramik-, Keramik- Komposit- und Metall-Keramik-Kompositpulvern in einfacher Weise und zu niedrigen Kosten.
Das Verfahren der Erfindung ermöglicht des weiteren die Herstellung von Keramik-Keramik-Kompositpulvern, die als Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Keramik geeignet sind oder von Keramik-Keramik-Kompositpulver, die als verschiedene funktionelle Keramik-Pulver nützlich sind, und ermöglicht die Herstellung von Metall-Keramik-Kompositpulvern, die als leitfähige Farben, magnetische Materialien, Katalysatoren und Toner usw. nützlich sind. Metall- Keramik-Kompositpulver, die für die Herstellung von Metall-Keramik-Kom­ positmaterialien, wie durch Oxidverteilung gehärtete Legierungen, Dämmstoffe und hitzebeständige Materialien, geeignet sind, können ebenfalls hergestellt werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern.
Beispiel 1
Zu 3 Litern einer wäßrigen 0,3 M(mol/l) Ni(NO3)2-Lösung wurden 1 g Natrium­ fluoridtetrakieselglimmermaterial (NaMg2,5Si4O10F2, Topy Industries Ltd.) hinzugegeben, wobei es sich um einen kristallinen Ionenaustauscher handelt. Das erhaltene Gemisch wurde 5 Tage gerührt, um den Ionenaustausch zu vollziehen, und das Ni2+-Ion wurde an der Oberfläche des Glimmermaterials fixiert.
Zu dieser Suspension wurden 162 g Harnstoff als fällungsmittelbildendes Material hinzugefügt. Die erhaltene Suspension wurde unter Rühren 24 Stunden auf 95°C erhitzt, um den Harnstoff zu hydrolisieren und es den Nickelionen, die in der Suspension anwesend waren, zu ermöglichen, als basische Nickelsalze auszufallen. Die Suspension wurde filtriert, um die resultierenden Pulver zu extrahieren. Die Pulver wurden bei Raumtemperatur getrocknet. Die elektronenmikroskopische Untersuchung zeigte an, daß die Niederschläge einheitlich auf der Oberfläche des Glimmermaterials gebildet wurden. Dessen chemische Analyse läßt erkennen, daß das Gewichtsverhältnis von Ni zum Glimmermaterial (Ni/Glimmermaterial) in den Kompositpulvern 41.2 war.
Durch zweistündiges Calcieren der Kompositpulver bei 700°C an Luft wurden (Keramik-)Pulver und (Keramik-)Kompositpulver aus künstlichem NiO-Glimmer­ material erhalten. Durch weiteres zweistündiges Erhitzen der resultierenden Kompositpulver bei 400°C unter Wasserstoffatmosphäre wurde NiO reduziert und (Metall-Keramik-)Kompositpulver aus künstlichem Ni-Glimmermaterial, in denen die Oberfläche des Glimmermaterials einheitlich mit Nickel bedeckt war, wurden erhalten.
Beispiel 2
Die (Metall-Keramik-)Kompositpulver aus künstlichem Nickel-Glimmermaterial aus Beispiel 1 wurden dem Formpressen bei 8 t/cm2 unterworfen, und das Formteil wurde 2 Stunden bei 700°C in Wasserstoffstrom gesintert. Nano- Kompositmaterialien, in denen Teilchen (Durchmesser eines jeden: 1-10 µm, Dichte eines jeden: einzeln 10 Å) aus künstlichem Glimmermaterial einheitlich in Nickel verteilt waren, wurden erhalten. Es wurde festgestellt, daß die Kom­ positmaterialien einen bemerkenswerten Vibrationsdämpfungseffekt (Dämpfungs­ kapazität: 60 × 10-3) verglichen mit anderen herkömmlichen Materialien hatten.
Beispiel 3
Zu 2 Litern 0,2 M(Mol/l) wäßriger Cu(NO3)2-Lösung wurden 2 g Natriummontmo­ rillonitpulver (Produkt von Aterazawa Mine, Yamagata Prefektur), bei dem es sich um einen natürlichen Ionenaustauscher handelt, hinzugegeben; das resultierende Gemisch wurde 5 Tage gerührt, um den Ionenaustausch zu bewirken, und dann wurde Cu2+ an der Oberfläche des Montmorillonitpulvers fixiert.
Zu dieser Suspension wurden 54 g Formamid als fällungsmittelbildendes Material gegeben. Die resultierende Suspension wurde unter Rühren 48 Stunden auf 90°C erhitzt, um das Formamid zu hydrolisieren und um es den in der Suspension anwesenden Cu2+-Ionen zu ermöglichen, als basische Salze auszufallen. Die Suspension wurde filtriert, um die resultierenden Pulver zu extrahieren. Die Pulver wurden bei Raumtemperatur getrocknet. Elektronenmikroskopische Untersuchung zeigte, daß die Niederschläge gleichmäßig auf der Montmorillonit-Oberfläche gebildet wurden. Die chemische Analyse zeigte, daß das Gewichtsverhältnis von Cu zu Montmorillonit (Cu/Montmorillonit) in den Kompositpulvern 7, 12 war.
Durch Calcieren der Kompositpulver bei 500°C an Luft und weiteres 2stündiges Erhitzen der erhaltenen Kompositpulver auf 400°C unter Wasserstoffatmosphäre wurde CuO reduziert, und es wurden Metall-Keramik-Kompositpulver erhalten, in denen die Montmorillonitoberfläche einheitlich mit Cu bedeckt war. Das spezifische Gewicht des Pulvers war 6,6.
Beispiel 4
Um 25 Vol.-% zu erhalten, wurden die Metall-Keramik-Kompositpulver aus Beispiel 3 mit einem Acrylharz-Bindemittel (Kansai Paint Co., Ltd., Nr. 2026) durchgeknetet und auf diese Weise eine Anstrichfarbe erhalten. Diese Anstrichfarbe wurde auf einem ABS-Substrat mit einer Dicke von 30 µm aufgebracht. Der elektrische Widerstand der Oberfläche des Substrates betrug 0,1 Ω/, was eine ausgezeich­ nete Leitfähigkeit anzeigt; das spezifische Gewicht war kleiner als dasjenige von Kupfer (8,9). Die so erhaltenen Kompositpulver waren leichte Flocken mit ausgezeichneter Leitfähigkeit.
Beispiel 5
Kieselgel (Wako Pure Chemical Industries Ltd.) wurde 24 Stunden in 1 N Salzsäure eingetaucht, um das Eisen zu entfernen, viele Stunden mit Wasser gewaschen und dann luftgetrocknet, um amorphes Kieselgel mit Kationen­ austauscheigenschaft zu erhalten.
Zu 2,5 Litern wäßriger 0,1 M(Mol/l) Aluminiumchloridlösung wurden 5 g des so erhaltenen Kieselgels, bezogen auf SiO2, hinzugefügt. Das erhaltene Gemisch wurde 5 Tage gerührt, um es dem Aluminiumion zu ermöglichen, sich an der Oberfläche des Kieselgels durch Ionenaustausch zu fixieren.
Zu dieser Suspension wurden 500 g Acetamid als fällungsmittelbildendes Material und 30 g Ammoniumsulfat hinzugegeben. Die Suspension wurde 24 Stunden auf 95°C erhitzt. Dann wurde das Acetamid zur Ausfällung des Aluminiums hydrolisiert, und die Suspension wurde filtriert, um die erhaltenen Pulver zu extrahieren. Die Pulver wurden bei Raumtemperatur getrocknet. Die elek­ tronenmikroskopische Untersuchung zeigte, daß sich die Niederschläge gleichmäßig auf der Kieselgeloberfläche gebildet hatten. Die chemische Analyse zeigte, daß die Niederschläge basisches Aluminiumsulfat enthielten, wobei das Gewichts­ verhältnis von Al2O3 zu SiO2 (Al2O3/SiO2) etwa 3/2 war.
Durch Calcinierung der Kompositpulver 5 Stunden bei 500°C an Luft wurden Al2O3-SiO2-(Keramik-Keramik-)Kompositpulver erhalten.
Beispiel 6
Das Al2O3-SiO2-Kompositpulver aus Beispiel 5 wurde dem Formpressen bei einem Druck von 1 t/cm2 unterworfen. Der geformte Stoff wurde 12 Stunden bei 1550 °C in Luft gesintert. Die Röntgenbeugung zeigte, daß es sich bei dem Produkt um Mullit (3 Al2O3 2 SiO2) handelte. Die Biegefestigkeit dieses gesinterten Stoffes betrug 17 kg/mm2, und die Druckfestigkeit betrug 50 kg/mm2, was besser ist als die Werte von herkömmlichen Produkten, die durch Vermischen von Al2O3Pulvern mit SiO2 erhalten wurden (Biegefestigkeit: 10-15 kg/mm2, Druckfestigkeit: 38- 45 kg/mm2).
Beispiel 7
Zu 3 Litern einer 0,1 M(mol/l) Silbernitratlösung wurde 1 g Kieselgel (bezogen auf SiO2), erhalten ähnlich wie in Beispiel 5, hinzugefügt. Das erhaltene Gemisch wurde 2 Tage gerührt, um den Ionenaustausch zu bewirken.
Zu dieser Suspension wurden 150 g Natriumtrichloracetat als fällungsmittelbildendes Material hinzugegeben. Diese Suspension wurde 24 Stunden auf 90°C erhitzt, um das Natriumtrichloracetat zu hydrolisieren und eine Ausfällung des Ag in der Suspension zu bewirken. Die Suspension wurde filtriert, die erhaltenen Pulver wurden bei Raumtemperatur getrocknet und mittels Röntgenbeugung untersucht, um zu zeigen, daß die Niederschläge Silbercarbonat enthielten. Die elektronenmikrosko­ pische Untersuchung zeigte, daß die Niederschläge einheitlich auf der SiO2- Oberfläche gebildet wurden.
Durch Sintern der erhaltenen Pulver, 2 Stunden bei 500°C in Luft und Reduktion 2 Stunden in Wasserstoffatmosphäre bei 400°C, wurden Metall-Keramik-Kom­ positpulver erhalten, in denen die SiO2-Oberfläche völlig mit Ag bedeckt war. Die chemische Analyse zeigte, daß das Gewichtsverhältnis von SiO2 zu Ag (Ag/SiO2) 28 betrug.
Beispiel 8
Die in Beispiel 7 erhaltenen Kompositpulver wurden dem Formpressen bei einem Druck von 1 t/cm2 unterworfen. Der geformte Stoff wurde 4 Stunden bei 500°C in Wasserstoffatmosphäre gesintert, wobei ein Ag-Komposit mit fein verteiltem SiO2 erhalten wurde. Seine elektrischen Eigenschaften waren mit denjenigen von Ag vergleichbar. Sein Elastizitätsmodul betrug 15 × 106 psi (103,5 × 103 MPa) und seine Zugfestigkeit 70 kg/mm2, was besser ist, als 1-5 × 106 psi (6,9-34,5 × 103 MPa) bzw. 25 kg/mm2 von reinem Silber.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Keramik-Kompositpulvern, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Bildung einer Suspension durch Vermischen eines anorganischen Pulvers, das eine Kationenaustauscheigenschaft besitzt, mit einer Lösung, die ein oder mehrere Metallionen enthält, um einen Ionenaustausch mit den Metallionen auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers zu bewirken:
Hinzufügen eines fällungsmittelbildenden Materials zu der Suspension, welches unter Hitze- oder Druckeinwirkung mindestens ein Anion in Lösung freisetzt;
Erhitzen oder Unterdrucksetzen der Suspension, um das Anion freizuset­ zen, das mit dem Metallion reagiert unter Ausfällung von Metall­ hydroxiden, basischen Metallsalzen oder Metallsalzen auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers;
Erhitzen des anorganischen Pulvers mit den erhaltenen Niederschlägen zur Überführung der Niederschläge in Metalloxide und somit Erhalt von Keramik-Keramik-Kompositpulvern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zu der Suspension eine organische oder anorganische Verbindung, ein Oxidations­ mittel oder ein Reduktionsmittel zusetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloxide auf der Oberfläche des anorganischen Pulvers zum Metall reduziert unter Erhalt von Metall-Keramik-Kompositpulvern.
4. Keramik-Keramik-Kompositpulver erhalten nach Anspruch 1, wobei Metalloxide gleichmäßig auf der Oberfläche eines anorganischen Pulvers gebildet worden sind.
5. Metall-Keramik-Kompositpulver erhalten nach Anspruch 3, wobei Metall gleichmäßig auf der Oberfläche eines anorganischen Pulvers gebildet worden ist.
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