DE4029166A1 - Sinterformkoerper auf basis von aluminiumtitanat, verfahren zu ihrer herstellung sowie deren verwendung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Sinterformkörper auf der Basis der Hauptphasen dotierten Aluminiumtitanat und Mullit mit einer Zusammensetzung

50-61,5 Gew.-% Al₂O_3,
36-47,5 Gew.-% Titanoxid, berechnet als TiO₂,
2,5-5 Gew.-% SiO₂,

wobei die Summe der drei Komponenten 100% ergibt, und bis zu 1 Gew.-% Verunreinigungen enthält, sowie Verfah­ ren zur Herstellung dieser Sinterformkörper und deren Verwendung.

In der Verfahrenstechnik und insbesondere in der Schmelzmetallurgie werden Werkstoffe benötigt, welche auch unter extrem reduzierenden Bedingungen ihre thermo­ mechanischen Eigenschaften, insbesondere Festigkeit und Thermoschockbeständigkeit, beibehalten.

Keramik auf der Basis von reinem Aluminiumtitanat oder Tialit, zeigt zwar interessante Eigenschaften, wie einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) und einen kleinen E-Modul. Jedoch sind diese technologisch nur be­ dingt verwertbar aufgrund der sehr geringen Festigkeit und der Zersetzungsneigung im Temperaturbereich von ca. 900-1300°C. In diesem Temperaturintervall zerfällt Tialit in die Ausgangsoxide Al₂O₃ und TiO₂, was einher­ geht mit einem starken Anstieg des WAK und einer ent­ sprechend unzureichenden Thermoschockbeständigkeit.

Es sind zahlreiche Versuche bekannt geworden, dieser Zerfallsneigung zu begegnen. So wird in der US-A 27 76 896 auf die stabilisierende Wirkung von Eisen- Lösungen im Al₂TiO₅ hingewiesen. SiO₂ und MgO zeigen ebenfalls einen stabilisierenden Effekt, der jedoch nicht so ausgeprägt ist wie bei dem bevorzugten Fe₂O₃- Zusatz. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß SiO₂- und MgO-Zusätze für die Stabilisierung verwendet werden können, wenn die elektrischen Eigenschaften, die Farbe oder die Reduktionsanfälligkeit des eisenhaltigen Aluminiumtitanates unerwünscht sind.

Die Überlegenheit der Eisenstabilisierung wird auch in der DE-A 38 14 079 beschrieben. Hiernach ist eine aus­ reichende Fe₂O₃-Konzentration für eine Langzeitstabili­ sierung verantwortlich.

Dies gilt nicht mehr, wenn man die Stabilität von Alumi­ niumtitanat unter stark reduzierenden oder wechselnden Atmosphären untersucht. So zeigt eine ausschließlich mit Fe₂O₃-Zusätzen stabilisierte Al₂TiO₅-Keramik bei 1050°C unter reiner CO-Atmosphäre Zerfallserscheinungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, eine kostengünstige Aluminiumtitanat-Keramik zur Verfügung zu stellen, welche bei Temperaturen 1000°C sowohl unter stark reduzierenden (z. B. CO) als auch oxidierenden Bedingungen (z. B. Luft) ausreichende Zerfallsbeständigkeit aufweist, um seine thermomecha­ nischen Eigenschaften, insbesondere Festigkeit und Ther­ moschockbeständigkeit, beizubehalten.

Nach dem Stand der Technik gibt es nur in beschränktem Umfang Hinweise zur Verbesserung der Reduktionsanfällig­ keit von Almuminiumtitanat-Keramik. So werden in der US- A 41 18 240 die Zusätze 1,5-10 Gew.-% SnO₂ und 2-13 Gew.-% SiO₂ bzw. 0,5-10 Gew.-% Seltenerdoxid und 2-13 Gew.-% SiO₂ beschrieben. Diese Proben sollen eine verbesserte Zerfallsbeständigkeit auch unter reduzie­ renden Bedingungen aufweisen. Die Raumtemperaturbiege­ festigkeiten liegen nur im Bereich von 18-35 MPa.

Wesentlich umfangreicher ist die Patentliteratur bezüg­ lich SiO₂, MgO- und Fe₂O₃-haltiger Aluminiumtitanat- Keramik, ohne daß jedoch Lösungsansätze bezüglich obiger Aufgabenstellung ersichtlich wären.

Die EP-B 37 868 beschreibt eine Aluminiumtitanatkeramik, die 1-20 Gew.-% SiO₂ (bevorzugt 2-15 Gew.-%), 1,2-20 Gew.-% MgO (bevorzugt 2-17 Gew.%) und 0,5-20 Gew.-% Fe₂O₃ (bevorzugt 2-10 Gew.-%) enthält. Es werden Raumtemperaturbiegefestigkeiten von nur 7-35 MPa gemessen.

Die EP-A 2 10 813 beschreibt eine glasarme Aluminium­ titanat-Mullit-Keramik mit mindestens einer vorsynthe­ tisierten Komponente, das sind Aluminiumtitanat und/oder Mullit. Die Keramik enthält mindestens 1,2 Gew.-% Fe₂O₃. Bei einem maximalen MgO-Gehalt von 0,8 Gew.-% beträgt das MgO/Fe₂O₃-Verhältnis 0,67. Eine Zerfallsresistenz unter stark reduzierenden Bedingungen ist nicht gewähr­ leistet.

Gemäß der DD-B 29 794 wird eine Aluminiumtitanat-Keramik beansprucht mit den Zusätzen von 0-40 Gew.-% SiO₂ und 0-20 Gew.-% MgO. Außerdem können 0,05-15 Gew.-% der Oxide Zn, Ca, Ba, Fe, Ni, Cu, Mn und Cr zugegeben wer­ den. Im Beispiel 4 werden 2O Gew.-% MgO und 1,5 Gew.-% Fe₂O₃ zugesetzt, was eine Keramik mit technisch unbe­ deutender Festigkeit ergibt.

Die DE-C 27 50 290 beschreibt eine silikatische Alumi­ niumtitanat-Keramik, hergestellt aus einer Rohstoff­ mischung mit 2-5 Gew.-% Kaolin und 0,1-1 Gew.-% Mag­ nesiumsilikat. Unter der Annahme, daß es sich beim Mag­ nesiumsilikat um Sepiolith handelt (Sp. 4, Z. 36), ent­ spricht das einem SiO₂-Gehalt von 1,0-2,9 Gew.-% und einem MgO-Gehalt von 0,025-0,25 Gew.-%. Der zwischen 1350 und 1450°C gebrannte Werkstoff weist Festigkeiten von 30-40 MPa (Beispiel 4 und 5), einen E-Modul von ca. 13 GPa und einen WAK (Meßbereich 25-1000°C) von 1,3-1,5 × 10^-6 1/K auf. Bezüglich der Zerfallsbe­ ständigkeit unter reduzierenden oder oxidierenden Be­ dingungen werden keine quantitativen Angaben gemacht.

In der DE-A 36 44 664 wird eine Aluminiumtitanat-Keramik mit vier Additiven beschrieben: 2,5-3,0 Gew.-% SiO₂, 0,5-1,0 Gew.-% MgO, 0,1-1,5 Gew.-% Fe₂O₃ (bevorzugt 0,5-1 Gew.-%) und 0,1-2,5 Gew.-% La₂O₃ (bevorzugt 0,5-2,0 Gew.-%) . Das angeführte Beispiel enthält 2,56 Gew.-% SiO₂, 0,74 Gew.-% MgO, 0,74 Gew.-% Fe₂O₃ und 1,96 Gew.-% La₂O₃. Nach der Temperung 100 h bei 1100°C ohne Angabe der Atmosphäre enthält diese Keramik noch 61% Al₂TiO₅. Unter reduzierenden Bedingungen ist diese Keramik jedoch nicht ausreichend zerfallsresistent.

Überraschenderweise wurde nun ein Sinterformkörper auf der Basis von Aluminiumtitanat gefunden, der die Auf­ gabenstellung einer verbesserten Zerfallsbeständigkeit sowohl unter stark reduzierenden als auch oxidierenden Bedingungen in hervorragender Weise erfüllt. Er muß dabei nur die zwei kostengünstigen Zusätze aus dem System Silicium und Magnesium aufweisen.

Der nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Werkstoff, hergestellt durch sorgfältige Auswahl der Zusammen­ setzung und einer angepaßten Prozeßführung, insbesondere beim Sintern, erfüllt alle oben aufgezählten technischen und wirtschaftlichen Anforderungen.

Gegenstand dieser Erfindung sind Sinterformkörper auf der Basis der Hauptphasen dotiertes Aluminiumtitanat und Mullit mit einer Zusammensetzung

50-61,5 Gew.-% Al₂O₃,
36-47,5 Gew.-% Titanoxid, berechnet als TiO₂,
2,5-5 Gew.-% SiO₂,

wobei die Summe der drei Komponenten 100% ergibt, und bis zu 1 Gew.-% Verunreinigungen, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sinterformkörper zusätzlich 0,3-1 Gew.-% MgO enthält.

Der erfindungsgemäße Werkstoff besteht im gebrannten Zu­ stand im wesentlichen aus zwei kristallinen Phasen: einem Mg-dotierten Al₂TiO₅-Kristall und der Mullitphase, welche als 3Al₂O₃-2SiO₂ angenommen wird.

Dabei ist der optimale MgO-Gehalt ein Kompromiß zwischen den Forderungen nach maximaler Zerfallsbeständigkeit, maximaler Bruchdehnung und minimaler Brennschwindung.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Zerfallsbe­ ständigkeit reduzierend bei Mg-Konzentrationen (gerech­ net als MgO) unterhalb von 0,3 Gew.-% deutlich abfällt, während die Zerfallsbeständigkeit oxidierend im unter­ suchten Bereich nahezu konstant bleibt. Bei MgO-Gehalten oberhalb 1 Gew.-% fällt die Bruchdehnung weiter ab. Eine hohe Bruchdehnung ist jedoch entscheidend für die ge­ forderte Thermoschockbeständigkeit. Zudem steigt die Sintergeschwindung weiter an; je höher die Sinterschwin­ dung, umso schwieriger ist es, die engen Toleranzen mit "as-fired" Bauteilen einzuhalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der erfin­ dungsgemäße Sinterkörper somit einen MgO-Gehalt von 0,3 bis 0,6 Gew.-% auf.

Zahlreiche Zerfallsversuche haben gezeigt, daß erhöhte Eisenkonzentrationen zwar die Zerfallsbeständigkeit oxi­ dierend verbessern, gleichzeitig aber die Zerfallsbe­ ständigkeit reduzierend verschlechtern. In einer beson­ ders bevorzugten Ausführungsform enthält der erfindungs­ gemäße Sinterformkörper zusätzlich einen Eisenoxidgehalt von 0,015 bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,05 bis 0,4 Gew.-%, und berechnet als Fe₂O₃. Das Verhältnis der Gew.-% von MgO/Fe₂O₃ beträgt vorzugsweise zwischen 20 und 2.

Auch der SiO₂-Gehalt stellt einen Kompromiß dar zwischen verschiedenen Forderungen, als da sind maximale Zer­ fallsbeständigkeit sowie minimaler E-Modul und minimaler Wärmeausdehnungskoeffizient. Mit steigendem SiO₂-Gehalt nimmt sowohl der WAK als auch der E-Modul zu, so daß die Thermoschockbeständigkeit verschlechert wird. Von daher ergibt sich 5 Gew.-% SiO₂ als obere Grenze. Die Unter­ grenze beträgt aufgrund der schlechten Zufallsbeständig­ keit oxidierend 2,5 Gew.-%, bevorzugt 3 Gew.-%.

Besonders gute Zerfallsbeständigkeiten werden bei erfin­ dungsgemäßen Sinterkormkörpern angetroffen, bei denen die Summe der Gehalte an unreagiertem Al₂O₃ und TiO₂ 5 Gew.-% beträgt.

Die erfindungsgemäßen Sinterformkörper zeichnen sich durch eine Kombination besonders guter physikalischer Eigenschaften aus. So liegt ihre Raumtemperaturbiege­ festigkeit im Bereich von 40 bis 80/MPa, der E-Modul zwischen 5 und 30 GPa, der WAK (RT-1000°C) liegt im Bereich von 0-3 × 10^-6 1/K. Auch nach mehr als 100 Stunden bei 1000°C sowohl unter oxidierenden als auch reduzierenden Bedingungen ist die Zerfallsresistenz gegeben.

Weiterhin vorteilhaft und charakteristisch ist die Tat­ sache, daß die erfindungsgemäßen Sinterformkörper bei relativ niedrigen Sintertemperaturen mit kurzen Halte­ zeiten gebrannt werden können. Der Sinterformkörper wird bei Temperaturen zwischen 1250 und 1600°C, bevorzugt zwischen 1300 und 1450°C, mit einer Haltezeit zwischen 0,5 und 100 h, bevorzugt zwischen 1 und 50 h gesintert.

Gegenstand dieser Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Sinterformkörper. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, daß es das Mischen, die Formgebung und das Sintern geeigneter Materialien umfaßt.

Die Formgebung kann in bekannter Weise über den Schlickerguß erfolgen. Ebenso kann die Formgebung durch Formen und Pressen einer die erfindungsgemäße Zusammen­ setzung aufweisenden Pulvermischung geschehen, welche die üblichen Bindemittel enthält. Als besonders vorteil­ haft erweist sich die Verwendung der durch Naßmahlung vordispergierten Rohstoffe mit anschließender Granula­ tionstrocknung, wobei die Rohstoffe vor der Granula­ tionstrocknung entweder einzeln naßgemahlen und an­ schließend gemischt oder gemeinsam in Form einer Mischung naßgemahlen werden können. Diese Granulate er­ möglichen wesentlich kürzere Dispergierzeiten bei der Schlickerherstelluhng als bei Verwendung der Einzelkom­ ponenten. Daneben ergibt sich durch das Verliegen nur einer Komponente eine vereinfachte Lagerhaltung sowie eine bessere Dosierbarkeit als bei Verwendung mehrerer Komponenten mit unterschiedlichem Schüttgewicht.

Darüber hinaus sind die getrockneten Granulate besonders geeignet zum Trockenpressen.

Eine besonders bevorzugte Variante des erfindungsge­ mäßen Verfahrens besteht also darin, daß die Komponenten einzeln oder als Mischung mittels Naßmahlung, bevorzugt mittels Perlmahlung, vordispergiert werden und die Mischung der naßgemahlenen Komponenten anschließend mittels Granulationstrocknung, bevorzugt mittels Sprühtrocknung, weiter verarbeitet und als Rohstoff verwendet wird. Die Sinterung erfolgt bevorzugt als Reaktionssinterprozeß gemäß den obengenannten Sinter­ bedingungen. Es können auch vorreagierte Mischungen ohne Nachteil eingesetzt werden. Nach dem Sinterprozeß kann der Sinterformkörper unter Einsatz bekannter Verfahren bearbeitet werden.

In besonders vorteilhafter Weise werden die Magnesium­ verbindungen als Magnesiumtitanate wie Mg₂TiO₄, MgTiO₃ und/oder MgTi₂O₅ eingebracht. In der Praxis erlaubt die Verwendung von Magnesiumtitanat einen Schlicker mit höherem Feststoffgehalt bei reduzierter Strukturviskosi­ tät. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Magne­ siumtitanat-Pulver ist in der hohen Reaktivität zu sehen. Ein weiterer Vorteil des synthetischen Magne­ siumtitanats gegenüber natürlichen Rohstoffen ist dessen Reinheit. Die natürlichen Rohstoffe enthalten insbe­ sondere Alkali-und Calcium-Verunreinigungen, welche bei Aluminiumtitanatkeramik zu einer reduzierten Zerfalls­ beständigkeit führen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Verfahrens wurden die Eisenverbindungen als fein­ disperses α-Fe₂O₃-Pulver und/oder bevorzugt als eisen­ haltige Schichtsilikate, besonders bevorzugt als eisen­ haltige Tone bzw. Kaolin, in die Mischung eingebracht.

Beim Vergleich von verschiedenen Eisen-Rohstoffquellen erweisen sich inbesondere Eisen-haltige Tone bzw. Kao­ line als vorteilhaft. Ein besonderer Vorteil von natür­ lichen Aluminiumsilikaten ist, daß die Tone/Kaoline zusätzlich eine äußerst kostengünstige SiO₂- und Al₂O₃- Rohstoffquelle darstellen.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der er­ findungsgemäßen Sinterformkörper.

Besonders geeignet sind sie zur Herstellung von hohlen rohrartigen Metall-Keramik-Verbundkörpern. Ebenso sind sie geeignet zur Bewehrung von Motorkolben und Zylinder­ kopf und als Einbauelement im Kalysator.

Eine weitere Verwendung liegt in ihrem Einsatz, gege­ benenfalls nach Dotierung mit katalytisch wirkenden Sub­ stanzen, als Katalysatorträger.

Eine weitere Verwendung ist der Einsatz, gegebenenfalls nach Dotierung mit katalytisch wirkenden Substanzen und Zusatz von Porosierungshilfen, als Filter, insbesondere als Partikelfilter im Dieselmotor.

Aufgrund ihrer guten thermischen und mechanischen Eigen­ schaften sind die erfindungsgemäßen Sinterstoffe ebenso als Werkstoff in der Schmelzmetallurgie einsetzbar.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft erläutert, ohne daß hierin eine Einschränkung zu sehen ist.

Beispiele

Versätze mit verschiedenen MgO-Konzentrationen wurden verglichen. Als Rohstoffe wurden eingesetzt Al₂O₃-Pulver (Korund, d₅₀ <0,5 µm), TiO₂-Pulver (Rutil, d₅₀ <0,5 µm), MgTiO₃-Pulver (d₅₀ <0,8 µm) und ein eisen­ haltiger Kaolin, Versatzberechnung entsprechend der Zu­ sammensetzung in Tabelle I. Die Pulver wurden nach Zugabe von 30 Gew.-% Wasser und handelsüblichen Ver­ flüssigern 12 h zu einem Schlicker gemahlen. Die schlickergegossenen Hohlkörper wurden getrocknet und anschließend 5 h bei 1440°C gebrannt. Die quantitative Phasenanalyse mittels Röntgendiffraktometrie erfolgte am gebrannten Scherben sowie nach einem zusätzlichen Zerfallstest oxidierend (40 h, 1100°C, Luft stehend) bzw. nach einem Zerfallstest reduzierend (20 h, 1050°C, CO-Atmosphäre, strömend). Unter Annahme von Gleichge­ wichtsbedingungen entspricht die reduzierende Atmos­ phäre einen Sauerstoffpartialdruck p₀₂-10^-18 atm. Die Bruchdehnung wurde aus der Raumtemperatur-Biegefestig­ keit und dem statischen E-Modul berechnet. Die lineare Sinterschwindung wurde aus den Grün- und Sinterdichten errechnet.

Den Ergebnissen in Tabelle I ist zu entnehmen, daß die Zerfallsbeständigkeit reduzierend unterhalb 0,3 Gew.-% MgO stark abfällt, im Gegensatz von Zerfallsbeständig­ keit oxidierend. Oberhalb von 1 Gew.-% MgO erreichen, die sinkende Bruchdehnung und die steigende Sinter­ schwindung sehr ungünstige Werte.

Tabelle I

Zerfallsbeständigkeit, Bruchdehnung und Sinterschwindung für Proben mit unterschiedlichem Mg-Gehalt

Der Einfluß des MgO/Fe₂O₃-Verhältnisses wird von den Er­ gebnissen in Tabelle II veranschaulicht.

Die drei angeführten Versätze wurden aus TiO₂-Pulver (Rutil, d₅₀ <0,5 µm), Al₂O₃-Pulver (Korund, d₅₀ <0,5 µm), SiO₂-Pulver (d₅₀ <0,3 µm), MgTiO₃-Pulver (d₅₀ <0,8 µm) und Fe₂O₃-Pulver (d₅₀ <0,3 µm) herge­ stellt, Zusammensetzungen entsprechend Tabelle II.

Alle drei Versätze wurden so berechnet, daß jeweils 0,8 Kat.-%, d.h. 0,8% aller Kationen im Al₂TiO₅-Gitter durch Mg bzw. Mg + Fe substituiert werden. Die Berech­ nung erfolgt unter der vereinfachenden Annahme, daß Mg und Fe ausschließlich im Tialit-Gitter eingebaut wer­ den. Die gezeigten Ergebnisse bestätigen die aus der Literatur bekannte Tatsache, daß bereits geringe Fe- Zusätze eine deutliche Verbesserung der Zerfallsbestän­ digkeit oxidierend bewirken. Unerwartet ist jedoch, daß diese Zusätze sehr stark die Zerfallsbeständigkeit reduzierend beeinträchtigen.

Tabelle II

Zerfallsbeständigkeit oxidierend und reduzierend für Proben mit unterschiedlichem Mg/Fe-Verhältnis, Mg+Fe [Kat-%]=const

Einfluß der Fe-Rohstoffquelle

In Tabelle III werden zwei Versätze mit der gleichen globalchemischen Zusammensetzung verglichen. Der Unter­ schied besteht darin, daß Silicium und Eisen einmal über zwei Rohstoffe - <98%ig reines SiO₂-Pulver (d₅₀ <0,3 µm) und Fe₂O₃-Pulver (d₅₀ <0,3 µm) - und das andere mal über einen einzigen Roh­ stoff - Kaolin mit 1,5 bis 2 Gew.-% Fe₂O₃ - eingebracht werden. Die Ergebnisse in Tabelle III zeigen, daß das über den Kaolin eingebrachte Eisen eine wesentlich bessere Zerfallsbeständigkeit oxidierend und reduzierend ergibt.

Tabelle III

Zerfallsbeständigkeit oxidierend und reduzierend für Proben mit unterschiedlichen SiO₂- und Fe₂O₃-Rohstoffquellen

Versätze mit unterschiedlichen SiO₂-Gehalten werden in der Tabelle IV gegenübergestellt. Die Zerfallsbeständig­ keit unter oxidierenden Bedingungen fällt stark ab bei Si-Gehalten (gerechnet als SiO₂) <2,5 Gew.-%. Dem gegen­ über bleibt die Zerfallsbeständigkeit reduzierend unter den gewählten Bedingungen weitgehend konstant. Die ge­ nauen Stabilisierungsmechanismen für SiO₂ - wichtig für die Stabilität unter oxidierenden Bedingungen -, und für MgO - wichtig für die Stabilität unter reduzierenden Be­ dingungen - sind nicht bekannt.

Tabelle IV

Zerfallsbeständigkeit, E-Modul und Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK) für Proben mit unterschiedlichem SiO₂-Gehalt

Die vorangehenden Versätze wurden berechnet unter den Annahmen, daß sich nur zwei kristalline Phasen bilden, Aluminiumtitanat (Al₂O₃ · TiO₂) und Mullit (3 Al₂O₃ · 2 SiO₂), und daß sich Mg sowie Fe vollständig im Alumi­ niumtitanat-Gitter lösen. Die Versätze reagieren unter den genannten Bedingungen auch weitgehend durch, so daß in der Regel weniger als 5 Gew.-% unreagierte Restoxide (Al₂O₃ + TiO₂) vorlagen. Gibt man zusätzlich überschüs­ siges Aluminiumoxid hinzu, Tabelle V, so wird dadurch der Zerfallsprozeß deutlich beschleunigt.

Tabelle V

Zerfallsbeständigkeit für Proben mit unterschiedlichem Al₂O₃-Überschuß

Am Versatz des Beispiels 3 wurden folgende thermomecha­ nische Eigenschaften gemessen:

Dichte
3,26 g/cm³
4-Punkt-Biegefestigkeit	48 MPa
stat. E-Modul	20 GPa
WAK (RT-1000°C)	1,9×10-6 1/K

In einer besonders bevorzugten Verfahrensweise werden die Rohstoffe (Rezeptur s. S. 11) gemeinsam mit Wasser (30 Gew.-%) und handelsüblichem Verflüssiger suspen­ diert, in einer Perlmühle gemahlen und der erhaltene Schlicker konventionell sprühgetrocknet. Nach Redisper­ gierung in Wasser und 1-3 h Homogenisierung in einer Kugelmühle wird ohne weitere Zusätze ein Schlicker er­ halten, der analog zum auf S. 11 beschriebenen Verfahren verarbeitet wird.

Claims (15)

1. Sinterformkörper auf der Basis der Hauptphasen dotiertem Aluminiumtitanat und Mullit mit einer Zusammensetzung 50-61,5 Gew.-% Al₂O₃,
36-47,5 Gew.-% Titanoxid, berechnet als TiO₂,
2,5-5 Gew.-% SiO₂,wobei die Summe dieser drei Komponenten 100% er­ gibt und bis zu 1 Gew.-% Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterformkörper zusätzlich 0,3-1 Gew.-% MgO enthält.

2. Sinterformkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der MgO-Gehalt 0,3-0,6 Gew.-% be­ trägt.

3. Sinterformkörper gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterformkörper zusätzlich einen Eisenoxidgehalt von 0,015-0,5 Gew.-%, bevorzugt von 0,05-0,4 Gew.-%, und berechnet als Fe₂O₃, enthält.

4. Sinterformkörper gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis der Gew.-% von MgO/Fe₂O₃ zwischen 20 und 2 beträgt.

5. Sinterformkörper gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Gehalte an unreagiertem Al₂O₃ und TiO₂ 5 Gew.-% beträgt.

6. Verfahren zur Herstellung der Sinterformkörper gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es das Mischen, die Formgebung und das Sintern geeigneter Materialien umfaßt und der Sinterformkörper bei Temperaturen zwischen 1250 und 1600°C, bevorzugt zwischen 1300 und 1450°C, mit einer Haltezeit zwischen 0,5 und 100 h, bevorzugt zwischen 1 und 50 h, gesintert wird.

7. Verfahren zur Herstellung der Sinterformkörper gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten einzeln oder als Mischung mittels Naßmahlung, bevorzugt mittels Perlmahlung, vordispergiert werden und die Mischung der naßgemahlenen Komponenten anschließend mittels Granulationstrocknung, bevorzugt mittels Sprühtrocknung, weiter verarbeitet und als Rohstoff verwendet wird.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sinterformkörper reaktionsgesintert wird.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Magnesiumverbindungen als Magnesiumtitanate wie Mg₂TiO₄, MgTiO₃ und/oder MgTi₂O₅ eingebracht werden.

10. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenver­ bindungen als feindisperses α-Fe₂O₃-Pulver und/oder bevorzugt als eisenhaltige Schichtsilikate, beson­ ders bevorzugt als eisenhaltige Tone bzw. Kaolin, in die Mischung eingebracht werden.

11. Verwendung der Sinterformkörper gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung von hohlen rohrartigen Metall-Keramik-Verbundkörpern.

12. Verwendung der Sinterformkörper gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zur Bewehrung von Motorkolben und Zylinderkopf und als Einbauelement im Katalysator.

13. Verwendung der Sinterformkörper gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gegebenenfalls nach Dotierung mit katalytisch wirkenden Substan­ zen, als Katalysatorträger.

14. Verwendung der Sinterformkörper gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gegebenenfalls nach Dotierung mit katalytisch wirkenden Substanzen und Zusatz von Porosierungshilfen als Filter, insbesondere als Partikelfilter im Dieselmotor.

15. Verwendung der Sinterformkörper gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 10 als Werkstoff in der Schmelzmetallurgie.