DE69115115T2

DE69115115T2 - Keramische Sinterkörper und Verfahren zu seiner Herstellung.

Info

Publication number: DE69115115T2
Application number: DE69115115T
Authority: DE
Inventors: Jean-Francois Baumard; Marcel Boncoeur; Gilles Gasnier; Louis Minjolle
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2011-04-23
Also published as: US5508242A; ATE131144T1; JP2528043B2; EP0456541A1; JPH05330911A; IE911616A1; ZA912827B; TW221048B; FR2661904A1; FR2661904B1; CA2042296A1; DE69115115D1; EP0456541B1; KR910019931A; PT97607A

Description

Die vorliegende Erfindung hat einen Keramiksinterkörper zum Gegenstand, der im wesentlichen Yttrium und Titan enthält. Sie betrifft ebenfalls seine Herstellungsverfahren.
Die ausschließliche Verwendung von Yttriumoxid als Pulver für Keramiken ermöglicht nicht, eine zufriedenstellende Keramik herzustellen, denn das Komwachstum erfolgt zu schnell im Laufe der Verdichtung. Es ist dann notwendig, das Material bei sehr hohen Temperaturen zu sintern, generell höher als 1700ºC. Ohne Hilfe eines äußeren Drucks, z.B. geliefert durch ein Sintern unter Belastung oder durch eine isostatische warmkompaktierung, bleibt die Dichte durch die intraganulare Porosität auf ungefähr 95% der theoretischen Dichte begrenzt. Diese Restporosität und die Größe der Körner sind nachteilig vor allem für die mechanischen Eigenschaften.
Das zu lösende Problem besteht darin, den Prozeß der Verdichtung zu beschleunigen in bezug auf den des Kornwachstums und eine Rezeptur zu finden, die die Sinterfähigkeit des Yttriumoxidpulvers begünstigt. Es würde dadurch möglich, Keramiken herzustellen, die bei niedrigeren Temperaturen hohe Dichten, der theoretischen Dichte nahekommende Enddichten und eine verbesserte Infrastruktur haben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Keramiksinterkörper mit einem spezifischen Gewicht von mehr als 4,50 g/cm³, im wesentlichen 80 bis 99,99 Gew.-% Yttrium enthaltend, ausgedrückt in Yttriumoxid, und 0,01 bis 20 Gew.-% Titan, ausgedrückt in TiO&sub2;, und seine Herstellungsverfahren.
Es wurde jetzt eine Zusammensetzung auf der Basis von Yttriumoxid gefunden, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, sich eignet für die Herstellung eines Keramiksinterkörpers und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Yttriumoxid enthält und wenigstens ein Titanoxid oder die Vorläufer dieser Oxide.
Unter Vorläufer von Yttriumoxid und Titanoxid versteht man jede Yttrium- oder Titanverbindung (mineralische oder organische Salze, Hydroxide, etc...), die unter den Herstellungsbedingungen des Keramiksinterkörpers zu einer Oxidphase führen kann.
Unter Titanoxid versteht man das Titanoxid TiO&sub2; und/oder ein Ti-Y-Mischoxid wie Y&sub2;TiO&sub5; und/oder Y&sub2;Ti&sub2;O&sub7;.
Erfindungsgemäß hat man herausgefunden, daß das Vorhandensein des Titanions während des Sinterns des Yttriumoxids bei einer bestimmten Temperatur die Verdichtung des Yttriumoxids erleichert und erhöht.
Anders ausgedrückt ist es erf indungsgemäß möglich, eine Keramik mit einer bestimmten Verdichtung bei einer Sintertemperatur herzustellen, die niedriger ist als die Sintertemperatur eines Pulvers, das nur Yttriumoxid enthält.
Das Ionenverhältnis von Titan, ausgedrückt in TiO&sub2;, und Yttrium, ausgedrückt in Y&sub2;O&sub3;, kann innerhalb weiter Grenzen variieren. Vorteilhafterweise wählt man folgende Größenordnungen:
- von 0,01 bis 20 Gew.-% TiO&sub2;
- von 80 bis 99,99 Gew.-%Y&sub2;O&sub3;
Eine bevorzugte Zusammensetzung ist die folgende:
- von 0,02 bis 10 Gew.-% TiO&sub2;
- von 90 bis 99,98 Gew.-% Y&sub2;O&sub3;.
Die zur Bildung des Keramiksinterkörpers bestimmte Zusammensetzung, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, kann mehrere Formen haben, im wesentlichen verbunden mit ihrer Zubereitungsart, die anschließend erläutert wird.
Diese Zusammensetzung kann ganz aus Oxiden bestehen, d.h. das Yttriumoxid und das Titanoxid einschließen in Form eines einfachen Oxids, eventuell eines Mischoxids Y&sub2;TiO&sub5;, Y&sub2;Ti&sub2;O&sub7;.
Sie kann sich in Form einer Yttriumoxidmischung und eines Vorläufers des Titanoxids präsentieren.
Es ist ebenfalls möglich, daß alle beide, das Yttrium und das Titan, im Falle der Verwendung eines Kopräzipitats die Form von Vorläufern haben.
In allen Fällen gibt es eine Umwandlung des Oxidvorläufers in sein entsprechendes Oxid, entweder im Laufe eines vorherigen Kalzinationsschritts, wenn gewünscht, oder beim Sintern der Zusammensetzung, um den Keramiksinterkörper herzustellen.
Wie vorhergehend erwähnt, kann die zur Bildung des erf indungsgemäßen Keramikkörpers bestimmte Zusammensetzung nach verschiedene Verfahren vorbereitet werden.
Eine erste Variante besteht in einer Technik des "Schamottierens". Man führt eine enge Vermischung des Yttriumoxids mit wenigstens einem Titanoxid durch und eventuell eine Trocknung.
Das in der Erfindung verwendete Yttriumoxid ist ein bekanntes und in der Literatur beschriebenes Produkt.
Es kann vor allem gewonnen werden durch Erhitzen in Luft zwischen 400ºC und 1000ºC von Yttriumhydroxid oder von bestimmten oxidierten Salzen wie Nitriden, Sulfaten, Carbonaten, Oxalaten, Acetaten (s. Paul PASCAL - Nouveau Traite de Chimie Minerale, Band VII)
Vorzugsweise ist das verwendete Yttriumoxid von großer Reinheit, möglichst höher als 99%.
Bezüglich des Titanoxids kann man das Titanmonoxid, das Titantrioxid, das Titandioxid in Anastas- oder Rutilform verwenden.
Es ist ebenfalls möglich, die Titanionen in Form eines Mischoxids aus Yttrium und Titan und vor allem Y&sub2;TiO&sub5; und Y&sub2;Ti&sub2;O&sub7; einzubringen. Diese werden z.B. durch Schamottieren einer Mischung aus Titan- und Yttriumoxiden in den geeigneten Proportionen bei ungefähr 1300ºC gewonnen.
Man kann ebenfalls eine Mischung der vorerwähnten Oxide verwenden.
Der Anteil der verschiedenen Oxide ist so, daß man die weiter oben definierten Gewichtsprozentsätze erhält.
Die diversen Oxidpulver werden, falls nötig, entklumpt, um keine harten Konglomerate aufzuweisen. Es ist wünschenswert, daß sie eine solche Granulometrie aufweisen, daß ihr mittlerer Durchmesser kleiner oder gleich 1 µm ist: durchgeführt wird die granulometrische Analyse mit dem Instrument SEDIGRAPH 5000 D, das die Verteilung der in Suspension befindlichen Teilchen mißt.
Man definiert den mittleren Durchmesser als einen solchen Durchmesser, daß gewichtsmäßig 50% der Teilchen einen größeren oder kleineren Durchmesser als besagten mittleren Durchmesser haben.
Um die Pulver auf die gewünschte Granulometrie zu bringen, führt man meist eine Mahlung durch, die naß oder trocken ausgeführt werden kann.
Man kann das Luftstrahl-Mahlen anwenden, führt jedoch meistens die herkömmliche Trocken- oder Suspensionsmahlung durch, mit oder ohne den bei diesen Techniken üblichen Zusatzstoffen: Vermahlungsmittel, Dispersionsmittel.
Vorzugsweise führt man die Mahlung der in Suspension befindlichen Oxidpulver in Wasser oder einer organischen Flüssigkeit wie den Alkoholen durch, z.B. Methnol, Ethanol, n- Propanol, Isopropanol oder die Aldehyde oder Zetone wie z.B. das Benzaldehyd, und eventuell in Anwesenheit eines Dispersionsmittels wie z.B. dem Natriumhexametaphosphat, dem Natriumsilikat, dem Triethanolamin, den Ammoniumpolyacrylaten, den Glykolen wie Propylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, etc....
Am Ende dieses Mahlvorgangs erhält man eine Mischung, die 40 bis 80% Wasser oder organische Flüssigkeit enthalten kann. Es ist dann wünschenswert, sie durch Trocknung zu eliminieren.
Die Trocknung wird durchgeführt bei einer Temperatur, die abhängt von der zu eliminierenden Flüssigkeit und die meist enthalten ist zwischen 20 und 400ºC, vorzugsweise aber zwischen 20 und 150ºC. Diese Operation kann in der Umgebungsluft erfolgen oder unter einem niedrigen Druck, z.B. zwischen 1 und 100 mm Quecksilbersäule (133,3322 Pa und 13332,2 Pa).
Sie kann vor allem der Atomisierungstechnik entsprechend durchgeführt werden, d.h. durch Zerstäubung in einem warmen Luftstrom, dessen Temperatur innerhalb des vorerwähnten Intervalls gewählt wird.
Die Trocknungsdauer hängt ab von der zu eliminierenden Flüssigkeitsmenge und von der angewendeten Technik. Sie kann folglich innerhalb weiter Grenzen variieren, z.B. zwischen 15 Minuten und 48 Stunden.
Eine andere Herstellungsart besteht darin, die Zusammensetzung für besagte Keramiken nach einem Kopräzipitationsverfahren zuzubereiten, das aus folgenden Schritten besteht:
a) Durchführen einer Kopräzipitation einer Verbindung aus Yttrium und Titan aus einer Lösung von löslichen Salzen der vorerwähnten Elemente,
b) Abscheiden bzw. Trennen des erhaltenen Kopräzipitats
c) eventuelles Trocknen des nach der Abscheidung bzw. Trennung erhaltenen Produkts,
d) dieses eventuell kalzinieren.
Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens kopräzipitiert man Yttrium und Titan.
Die Lösungen der löslichen Ausgangssalze können wäßrige oder organische Lösungen von mineralischen oder organometallischen Verbindungen sein.
Was das organische Lösungsmittel betrifft, so wählt man es mit Wasser mischbar; vorzugsweise einen aliphatischen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Glykol wie z.B. Ethylenglykol oder Diethylenglykol.
Die Lösungen der löslichen Yttriumsalze, die man zu Beginn verwendet, sind vorzugsweise Lösungen von Yttriumnitrat, -chlorid und/oder -sulfat.
Das Yttriumsalz wird so gewählt, daß es keine Unreinheiten enthält, die sich in dem kalzinierten Produkt wiederfinden könnten. Es kann vorteilhaft sein, ein Yttriumsalz zu verwenden, das einen Reinheitgrad von mehr als 99% aufweist.
Die Konzentration des Yttriumsalzes in der Lösung ist erf indungsgemäß kein kritischer Faktor und sie kann innerhalb weiter Grenzen variieren; bevorzugt wird eine Konzentration zwischen 0,2 und 4 mol/l.
Bezüglich der Titansalze wird anschließend eine nicht einschränkende Liste von verwendbaren Verbindungen angegeben: Titanchlorid, Titanoxichlond, ein Titanalkoholat, Derivat eines alipathischen Alkohols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie z.B. Tetramethylat, Tetraethylat, Tetra-n-propylat, Tetra isopropylat, Tetra-n-butylat, Tetraisobutylen von Titan. Das Titansalz wird ebenso wie das Yttriumsalz vorzugsweise mit einer großen Reinheit gewählt.
Die Konzentration bei der Lösung des Titansalzes ist nicht kritisch und kann ebenfalls variieren, vorzugsweise zwischen 0,002 und 0,04 mol/l.
Man mischt in einer beliebigen Reihenfolge die verschiedenen vorerwähnten Verbindungen, deren Anteile so sind, daß man die weiter oben definierten Gewichtsprozentsätze erhält.
Als Yttrium- und Titanverbindungen, die man präzipitieren kann, können vor allem die Hydroxide, die Oxalate und die Carbonate genannt werden.
Die Kopräzipitation der Hydroxide kann erfolgen durch Mischen einer Lösung der löslichen Salze mit einer basischen Lösung.
Die verwendete basische Lösung kann vor allem eine wäßrige Ammoniak- oder Natrium- bzw. Kalihydroxidlösung sein. Vorzugsweise verwendet man eine Ammoniaklösung. Die Normalität der verwendeten basischen Lösung ist erf indungsgemäß kein kritischer Faktor und kann innerhalb weiter Grenzen variieren, ist jedoch vorzugsweise enthalten zwischen 1 und 5 N und möglichst zwischen 2 und 3 N.
Das Verhältnis zwischen der basischen Lösung und der Lösung aus löslichen Yttrium- und Titansalzen muß so sein, daß die Anzahl basischer Äquivalente größer oder gleich der Anzahl Yttrium- und Titanäquivalente ist. Der pH des reaktiven Milieus ist nicht kritisch und kann zwischen 7 und 14 varrieren. Er ist vorteilhafterweise enthalten zwischen 9 und 12.
Die Temperatur des reaktiven Milieus ist im allgemeinen vorzugsweise enthalten zwischen 10 und 95ºC.
Man erhält ein Mischkopräzipitat aus Yttrium- und Titanhydroxid.
Eine weitere Kopräzipitationsart kann vor allem die Oxal- Kopräzipitation sein.
Die Lösungen der Yttrium- und Titansalze entsprechen den vorerwähnten Charakteristika.
Als präzipitierenden Wirkstoff kann man die Oxalsäure oder ihre Salze verwenden, vorzugsweise Ammonium in wasserfreier oder wasserhaltiger Form.
Man kann sie in kristallisierter Form oder in Form einer wäßrigen Lösung verwenden.
In diesem Fall kann die in Oxalsäure ausgedrückte Konzentration zwischen 0,3 und 3 mol/l variieren, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1 mol/l.
Das Verhältnis zwischen der Oxallösung und der Lösung aus löslichen Yttrium- und Titansalzen ist derart, daß die Anzahl Oxaläquivalente gleich oder größer ist als die Anzahl Yttrium- und Titanäquivalente. Man kann einen Überschuß verwenden, der bis zu 50% der Stöchiometrie darstellt.
Die Kopräzipitation erfolgt bei einer zwischen 10 und 95ºC enthaltenen Temperatur und einem pH von 5,5 bis 6.
Man erhält ein Kopräzipitat aus Oxalaten von Yttrium und von Titan.
Der zweite Schritt des Verfahrens besteht darin, das Kopräzipitat von der erhaltenen Suspension abzusondern. Diese Trennung kann nach den klassischen Flüssigkeit/Feststoff- Abscheidungstechniken wie zum Beispiel Dekantieren, Schleudern, Filtrieren und/oder Zentrifugieren erfolgen.
Nach einer Verfahrensvariante kann das abgeschiedene Kopräzipität anschließend mit Wasser gewaschen werden.
Das nach Abscheidung und eventuell Wäsche erhaltene Produkt kann anschließend unter den vorhergehend beschriebenen Bedingungen getrocknet werden. Die Trocknungstemperatur ist vorzugsweise enthalten zwischen 20 und 150ºC; die Trocknungszeit variiert vorzugsweise zwischen 15 Minuten und 48 Stunden.
Das trockene Produkt kann anschließend kalziniert werden.
Die Kalzinierung erfolgt im allgemeinen bei einer zwischen 400 und 600ºC enthaltenen Temperatur.
Die Dauer der Kalzinierung kann z.B. zwischen 30 Minuten und 24 Stunden und vorzugsweise zwischen 1 und 13 Stunden variieren.
Die Dauer der Kalzinierung korreliert mit der Temperatur und ist um so kürzer, je höher die Kalziniertemperatur ist.
Eine weitere Variante besteht darin, das Yttriumoxid mit einer Lösung von wenigstens einem durch Erwärmung in Oxid zersetzbaren Titansalz zu durchsetzen, das man vereinfachend Oxidvorläufer nennt.
Als Oxidvorläufer kann man die vorerwähnten löslichen, in wäßrige oder organische Lösung gebrachten Salze erwähnen, wie vorhergehend erwähnt.
Die Konzentration der Lösung des Oxidvorläufers hängt ab von der Löslichkeit des besagten Vorläufers.
Man kann die Durchsetzung auf praktische Weise durchführen, indem man während der Entklumpung des Yttriumoxids im alkoholischen Milieu ein lösliches Titansalz beigibt, z.B. indem man eine organometallische Titanverbindung beigibt, wie z.B. Tetrabutylat oder Tetraisopropylat, und indem man diese organometallische Verbindung durch Hinzufügen von Wasser hydrolisiert.
Die nach den verschiedenen Verfahren erhaltenen Zusammensetzungen sind bestimmt zur Herstellung eines Keramikkörpers mit einem spezifischen Gewicht von mehr als 4,50 g/cm³, der im wesentlichen 80 bis 99,99 Gew.-% Yttrium enthält, ausgedrückt in Yttriumoxid, und 0,01 bis 20 Gew.-% Titan, ausgedrückt in TiO&sub2;. Sie weisen vorzugsweise eine solche Granulometrie auf, daß ihr mittlerer Durchmesser kleiner oder gleich ungefähr 1 µm ist, mit einer Verteilung der Größen ihrer Körner so monomodal wie möglich.
Die vorhergehend beschriebenen Zusammensetzungen werden geformt durch bekannte Verfahren wie z.B. isostatisches, einachsiges Pressen oder auch durch Gießen oder Spritzen.
Der Körper wird dann gebrannt, damit er die für die Bildung des erfindungsgemäßen Keramiksinterkörpers nötige Verdichtung erhält.
Das theoretische spezifische Gewicht des Yttriumoxids ist 5,031 g/cm³.
Der aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellte Keramiksinterkörper hat ein spezifisches Gewicht von wenigstens 4,50 g/cm³, was einer Dichte entspricht, die 90% der als Funktion der Körngrößenparameter bestimmten theoretischen Dichte darstellt.
Es ist vorteilhaft, wenn der Keramiksinterkörper die folgende Zusammensetzung von ungefähr 90 bis 99,98 Gew.-% Yttriumoxid und 0,02 bis 10 Gew.-% Titanoxid enthält.
Der erhaltene Keramikkörper weist dann ein spezifisches Gewicht auf, das dem theoretischen spezifischen Gewicht sehr nahe kommt, das meist über 4,78 g/cm liegt, was einer Dichte entspricht, die 95 bis 100 % der theoretischen Dichte aufweist.
Nach der Formung wird der entstandene Körper dann gesintert im Verlauf eines wärmezyklus, dessen Temperatur sich erstreckt zwischen der Umgebungstemperatur und 1700ºC, vorzugsweise zwischen der Umgebungstemperatur und 1550ºC, und man hält die Temperatur, wenn sie 1300 bis 1550ºC erreicht, während einer Dauer, die abhängt von der Temperatur und der gewünschten Mikrostruktur. Für Präzisierungen bezüglich dieser Temperaturstufe kann man sich auf die Beispiele beziehen.
Zu bemerken ist, daß bei mäßigen Sintertemperaturen sehr hohe Dichten erreicht werden. Man stellt eine Verkleinerung der Sintertemperatur um 300 bis 400 ºC fest, verglichen mit der Temperatur, die nötig ist, um nur Yttriumoxid zu sintern.
Außerdem weist der Keramiksinterkörper eine sehr gute Mikrostruktur auf, ohne übermäßiges Wachstum der Körner.
Als Beispiel können die Figuren 1 und 2 dienen, die am Rasterelektronenmikroskop aufgenommene Photographien darstellen (mit einer jeweiligen Vergrößerung von 5 000 und 10 000) von unterschiedlichen Keramiken.
Die Figur 1 hebt die Mikrostruktur einer Keramik hervor, die nur aus Yttriumoxid besteht und bei 1500ºC gesintert wurde.
Die Figur 2 zeigt die Mikrostruktur eines bei 1500ºC gesinterten Pulvers, das 99% Y&sub2;O&sub3; enthält und 1% TiO&sub2;. Mehr Details über seine Bereitung sind dem Beispiel 1 zu entnehmen.
Aus dem Vergleich zwischen der Figur 1 und der Figur 2 geht hervor, daß das Vorhandensein der vorerwähnten Sinter-Additive die Mikrostruktur der erhaltenen Keramik deutlich verbessern.
Wegen ihrer guten Eigenschaften können die erfindungsgemässen Zusammensetzungen vor allem als Rohstoff bei der Herstellung von Keramiken dienen, als Aluminiumoxidverstärker und wie Zerkleinerungs- bzw. Malkörper (corps broyants). Sie können ebenfalls auf dem Gebiet der Metallurgie verwendet werden, vor allem zur Herstellung von Tiegeln und von Filtern für flüssige Metalle.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie jedoch einzuschränken.
In den Beispielen werden die angegebenen Prozentsätze in Gewicht ausgedrückt.

BEISPIELE 1 BIS 3

In diesem Beispiel bereitet man eine keramische Zusammensetzung durch Mischen von Yttriumoxid- und Titanoxidpulver.
In einer Zirkonkugelmühle (ATTRITOR) mit einer Drehzahl von 400 t/mn führt man die Vermischung der folgenden Pulver in einer der Charge äquivalenten Menge Ethanol durch:
- gängiges Yttriumoxid von der Firma Rhone-Poulenc mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 3,4 µm, gemessen mit dem SEDIGRAPH, und mit einer Reinheit von 99,99 % (Luminophor- Qualität),
- Anastas-Titanoxid TiO&sub2; mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 8,5 Mm und einer Reinheit von mehr als 99 %.
Man beginnt mit der Einführung von 50 g Yttriumoxid in die Mühle, das man eine Stunde lang in Ethanol mahlt, beigegeben im Verhältnis von 60 %.
Anschließend mischt man das Titanoxid in adäquater, in Tabelle 1 definierter Menge bei und führt während 30 Minuten ein gemeinsames Vermahlen durch.
Man eliminiert Ethanol und Wasser durch Verdampfung in einem Evaporator bei mittels Vakuumpumpe reduziertem Druck.
Man erhält eine pulverförmige Zusammensetzung, die gesiebt wird, um Konglomerate mit mehr als 400 µm Durchmesser zu eliminieren.
Sie wird anschließend tablettiert bzw. pelletisiert bei einem Druck von 150 MPA und dem Sinterprozeß unterzogen.
Die Temperatur wird progressiv um 20ºC/mn bis auf 1000ºC erhöht, dann um 3ºC/mn bis auf die Sintertemperatur von 1500ºC: diese Temperatur wird während 3 Stunden aufrechterhalten.
Die erzielten Resultate sind in der Tabelle 1 angegeben. TABELLE I Beispiel
in dieser Tabelle repräsentiert d die Dichte der erhaltenen Keramik, gemessen mit Hilfe des Archimedischen Prinzips unter Verwendung von permutiertem bzw. im Ionenaustauscher gereinigtem Wasser als Flüssigkeit, und dr ist die relative Dichte, ausgedrückt als Prozentsatz der theoretischen Dichte, berechnet mit der Annahme einer Zweiphasenmischung Y&sub2;O&sub3;-Y&sub2;TiO&sub5;.
Die erhaltene Keramik weist eine gute Mikrostruktur auf.
Sie besitzt Körner von im wesentlichen gleicher Form und weist eine gleichmäßige Verteilung ihrer Größe auf, die nach dem Sintern bei 1500ºC zwischen 1 und 5 µm variiert.

BEIPIELE 4 und 5

Bei den folgenden Beispielen bereitet man nach einer Durchsetzungstechnik eine Yttriumoxid und Titanoxid enthaltende Zusammensetzung.
Man stellt die Mischung aus 50 g Yttriumoxid und 50 cm³ Ethanol her. Man setzt anschließend 0,425 g Titan-Tetra-n-butylat zu, was 0,2 % TiO&sub2; entspricht.
Man unterzieht das Ganze einem Mahlprozeß in einer Zirkonkugelmühle (ATTRITOR), die 15 Minuten lang mit 200 t/mn dreht.
Man setzt anschließend 10 cm³ destilliertes Wasser zu und führt setzt den Mahlvorgang während 1 Stunde und 45 Minunten fort.
Man eliminiert das Ethanol und das Wasser durch Verdampfung in einem Evaporator bei mittels Vakuumpumpe reduziertem Druck.
Man erhält eine pulverförmige Zusammensetzung, die mit 100 µm gesiebt wird.
Sie wird anschließend tablettiert bzw. pelletisiert unter einem Druck von 150 MPA und einem Sinterprozeß unterzogen.
Die Temperatur wird progressiv um 15ºC/mn bis auf 1100ºC erhöht, dann um 5ºC/mn bis auf die Sintertemperatur von 1500ºC: diese Temperatur wird während 3 Stunden aufrechterhalten.
Die erzielten Resultate sind in der Tabelle II angegeben. TABELLE II Beispiel

BEISPIELE 6 und 7

In diesem Beispiel bereitet man eine keramische Zusammensetzung aus Yttriumoxid und aus Y&sub2;Ti&sub2;O&sub5;.
In einer Zirkonkugelmühle mit 200 t/mn mahlt man während 2 Stunden Y&sub2;O&sub3; und Y&sub2;Ti&sub2;O&sub5; gemeinsam in Ethanol entsprechend den in Tabelle III definierten Anteilen.
Man eliminiert das Ethanol und das Wasser durch Verdampfung in einem Evaporator bei mittels Vakuumpumpe reduziertem Druck.
Man erhält ein Pulver, das mit 100 µm gesiebt wird.
Es wird anschließend tablettiert bzw. pelletisiert unter einem Druck von 150 MPa.
Man führt das Sintern unter den Bedingungen der Beispiele 4 und 5 durch (Sintertemperatur = 1500ºC).
Die erzielten Resultate sind in der Tabelle III angegeben. TABELLE III Beispiel

Claims

1 - Keramischer Sinterkörper, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen von 80 bis 99,99 Gew.-% Yttrium umfaßt, ausgedrückt als Y&sub2;O&sub3;, und von 0,01 bis 20 Gew.-% Titan, ausgedrückt als TiO&sub2;, und dadurch, daß er ein spezifisches Gewicht von mehr als 4,50 g/cm hat.

2 - Keramischer Sinterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen von 90 bis 99,98 Gew.-% Yttrium umfaßt, ausgedrückt als Y&sub2;O&sub3;, und von 0,02 bis 10 Gew.-% Titan, ausgedrückt als TiO&sub2;.

3 - Keramischer Sinterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß er ein spezifisches Gewicht von mehr als 4,78 g/cm³ hat.

4 - Keramischer Sinterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifischen Gewicht erreicht wird nach.dem Sintern bei einer Temperatur, die enthalten ist zwischen 1300 und 1700ºC.

5 - Herstellungsverfahren eines keramischen Sinterkörpers wie beschrieben in den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, eine Zusammensetzung zu formen, umfassend, mit den erforderlichen Anteilen, Yttriumoxid und wenigsten ein Titanoxid, oder die Vorläufer dieser Oxide, dann die geformte Zusammensetzung während einer Zeitdauer und bei einer Temperatur zu sintern, die so sind, daß das spezifische Gewicht des Körpers nach dem Sintern höher ist als 4,50 g/cm³

6 - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Titanoxid TiO&sub2; ist und/oder Y&sub2;TiO&sub5; und/oder Y&sub2;TiO&sub7;.

7 - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Zusammensetzung Yttriumoxid und Titanoxid und/oder ein Yttrium-Titan-Mischoxid, Yttriumoxid und einen Vorläufer von Titanoxid, Yttriumoxid und Titanoxid, alle beide in Form von Oxidvorläufern, umfaßt.

8 - Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorläufer des Titanoxids ein Titansalz ist oder ein Titanalkoholat; die Yttrium- und Titanoxidvorläufer ein Hydroxid-, Oxal- oder Carbonat-Kopräzipitat sind.

9 - Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zusammensetzung hergestellt wurde nach einem Verfahren, darin bestehen, Yttriumoxid und wenigstens ein Titanoxid intensiv zu mischen und die erhaltene Mischung eventuell zu trocknen.

10 - Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Yttrium- und Titanoxide eine Reinheit von mehr als 99 % aufweisen.

11 - Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Oxidpulver eine derartige Granulometrie aufweisen, daß der mittlere Durchmesser kleiner oder gleich 1 µm ist.

12 - Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Titanoxid ein Titanmonoxid, ein Titantrioxid, ein Titandioxid in Anastas- oder Rutilform, ein Mischoxid Y&sub2;TiO&sub5;- und/oder Y&sub2;TiO&sub7; sein kann.

13 - Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die intenive Mischung durch eine Naß- oder Trockenvermahlung erfolgt.

14 - Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei einer Temperatur zwischen 20 und 150ºC erfolgt.

15 - Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zusammensetzung nach einem folgende Schritte umfassenden Verfahren erfolgt:

a) Durchführen einer Kopräzipitation von Yttrium- und Titanzusammensetzungen aus einer Lösung von lösbaren Salzen der vorerwähnten Elemente,

b) Trennen des erhaltenen Kopräzipitats,

c) Eventuell Trocken des nach der Trennung erhaltenen Produkts,

d) es dann eventuell kalzinieren.

16 - Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lösung aus lösbarem Yttriumsalz eine Nitrid-, Chloridund/oder Sufatlösung ist.

17 - Verfahren nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß das lösbare Titansalz Titanchlorid, Titanoxychlond, ein Titanalkoholat, Derivat von einem aliphatischen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, ist.

18 - Verfahren nach einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Salze in wäßriger oder organischer Lösung sind.

19 - Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man die genannten Elemente kopräzipitiert in Form von Hydrooxiden, Oxalaten oder Carbonaten.

20 - Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kopräzipitation der Hydrooxide ausführt durch Mischen der Lösung der lösbaren Salze der genannten Elemente mit einer basischen Lösung.

21 - Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der pH des reaktionellen bzw. reaktiven Milieus 9 bis 12 ist.

22 - Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kopräzipitätion der Oxalate durchführt mittels Mischens der Lösung der lösbaren Salze der genannten Elemente mit der Oxalsäure oder diesen Salzen.

23 - Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der präzipitierende Wirkstoff ein Ammoniumoxalat ist.

24 - Verfahren nach einem der Ansprüche 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, das der pH des reaktionellen bzw. reaktiven Milieus 5,5 bis 6 ist.

25 - Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei einer Temperatur enthalten zwischen 20 und 150ºC erfolgt.

26 - Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalzinierung bei einer Temperatur enthalten zwischen 400 und 600ºC erfolgt.

27 - Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zusammensetzung hergestellt wurde nach einem Verfahren, darin bestehend, das Yttriumoxid zu durchsetzen mit einer Lösung von wenigstens einem Titansalz, sodann eventuell eine Trocknung und eine Kalzinierung durchzuführen.

28 - Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Titansalz Titanchlorid, Titanoxychlond, ein Titanalkoholat, Derivat von einem aliphatischen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, ist.

29 - Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung durchgeführt wird bei einer Temperatur, enthalten zwischen 20 und 150ºC, und die Kalzinierung bei einer Temperatur zwischen 400 und 600ºC.