DE890921C

DE890921C - Gegenstaende aus Aluminiumoxyd

Info

Publication number: DE890921C
Application number: DED5376D
Authority: DE
Inventors: Eugen Dr Ryschkewitsch
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1938-09-13
Filing date: 1938-09-13
Publication date: 1953-09-24

Description

Gegenstände aus Aluminiumoxyd Es ist bekannt, durch Sintern von Aluminiumoxyd, vorzugsweise von sehr reinem Aluminiumoxyd, bei hohen Temperaturen hochfeuerfeste Gegenstände, z. B. Tiegel u. dgl., :die gute Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einflüsse besitzen, herzustellen. Derartige Gegenstände haben. aber ein verhältnismäßig grobkörniges Gefüge und besitzen infolgedessen :geringe Bruchfestigkeit. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, dem zu verarbeitenden Aluminiumoxyd .Stoffe zuzusetzen, welche befähigt sind, mit dem Aluminiumoxyd gewisse Reaktionen einzugehen oder ein Eutektikum von vermindertem Schmelzpunkt zu bilden, um Verdichtungen. beim Brand zu bewirken. Die durch Sintern von Gemischen von Aluminiumoxyd mit derartig wirkenden Zusätzen., z. B. Berylliumoxyd, Magnesiumoxyd, Zirkonoxyd, Thoriumoxyd, erhalteneu Gegenstände zeigen ebenfalls unerwünschte Strukturvergröberungen, wahrscheinlich infolge von Rekristallisationsvorgängen.
Es sind auch bereits wissenschaftliche Versuche druckschriftlich veröffentlicht worden, bei denen Aluminiumoxyd unter Zumischen verschiedener Zusatzstoffe, unter denen auch Chromoxyd genannt worden ist, einer Sinterung unterworfen wurde. Hierbei sollten .die Zusatzstoffe ein möglichst starkes Schwinden :bewirken. Die Versuche führten zu dem Ergebnis, daß den dort genannten Zusatzstoffen, also auch Chromoxyd, besondere Wirkungen nicht zugesprochen würden.
Untersuchungen haben ergeben, daß man Gegenstände von feinkörniger Struktur, .die sich :durch erhebliche Festigkeit auszeichnen, herstellen kann, wenn ,man dem Aluminiumoxyd Aluminiumphosphat in verhältnismäßig geringen Mengen einverleibt und das Gemisch der Sinterung bei hohen Temperaturen, z. B. etwa i5oo bis 2ooo°, unterwirft. Die Menge der Zusatzstoffe soll im allgemeinen i o % und vorzugsweise 5% nicht übersteigen. Vielfach genügen bereits sehr geringe Mengen von Zusatzstoffen, z. B. solche von etwa i bis 390 und weniger. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, dem Aluminiumoxyd außer Aluminiumphosphat (A1 P03) noch geringe Mengen von Magnesiumfluorid oder Chromoxyd oder beiden einzuverleiben.' Auch hier soll die Gesamtmenge der Struktur verbessernden Zusatzstoffe nicht mehr als etwa io%, vorzugsweise nicht mehr als etwa 5 0/0 betragen. Schließlich können .dem Aluminiumoxyd neben ;den genannten strukturverbessernden Zusatzstoffen in gegebenen Fällen noch :geringe Mengen von anderen Zusätzen; z. B. Hartstoffe, wie Karbide, Silicide, metallisches Wolfram, gegebenenfalls mehrere derartige Zusätze, einverleibt werden.
Das Aluminiumoxyd wird vorteilhaft in hohem Reinheitsgrad zur Anwendung gebracht. Das Zumischen der Zusatzstoffe kann in üblicher - Weise erfolgen, z. B. derart, daß die Stoffe in feingernahlenem Zustand trocken vermischt und die Mischung durch Maßnahmen, wie Anfeuchten, Formen, Pressen und-Brennen in Erzeugnisse von gewünschter Gestaltung übergeführt werden. Man kann aber auch den Zusatzstoff bzw. die Zusatzstoffe dem bereits nach üblichen Methoden plastifizierten Aluminiumoxyd beimischen. Das Sintern kann bei Temperaturen von etwa i5oo bis 2ooo°, vorzugsweise bei solchen-von etwa i8oo°-erfolgen.
Die Einverleibung geringer Mengen von Aluminiumphosphat in das als Grundstoff dienende Aluminiumoxyd bietet .den Vorteil, daß infolge der kornverfeinernden Wirkungen des Aluminiumphosphats beim Sintern homogene Erzeugnisse von sehr feinkörniger Struktur, großer Dichtigkeit und sehr feinkörnigem Gefüge erhalten -werden, die sich durch große Festigkeit, insbesondere sehr guter Kantenfestigkeit, glatten Oberflächen und großer Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einflüsse, wie Druck und Schlag, auszeichnen. Weiterhin besitzen -die erfindungsgemäß hergestellten Gegenstände -große Widerstandsfähigkeit gegen sehr hohe Temperaturen und ausgezeichnete Beständigkeit auch bei schroffem Temperaturwechsel. Beim Brennen- erleiden- die'Formkörper nur- eine'verhältnismäßig geringe Schwindung, wodurch die Gefahr unerwünschter Deformierungen vermieden wird. Trotzdem werden Erzeugnisse von großer Dichtigkeit erhalten.
Wenn- man dem als Grundstoff dienenden Aluminiumoxyd außer dem Aluminiumphosphat noch geringe Mengen von Chromoxyd oder Magnesiu.mfluorid oder beiden einverleibt, so I rann man die Eigenschaften der Erzeugnisse noch weitergehend verbessern. Derart hergestellte Gegenstände zeichnen sich durch besonders feinkörnige Struktur und besonders .gute mechanische Eigenschaften, insbesondere Festigkeitseigenschaften, aus. Die erfindungsgemäß hergestellten Gegenstände sind besonders geeignet für Zwecke, ibei welchen es auf ;große Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen ankommt. Als Anwendungsgebiete kommen unter anderem @in Betracht Ziehsteine, Kunstseidendüsen, Schleifkörper, Maschinen- und Apparateteile, welche dem Verschleiß ausgesetzt sind, wie Kolben, Ventile u. dgl., Werkzeuge, insbesondere Schneidwerkzeuge und spanabhebende Werkzeuge. Als weitere Anwendungsgehiete kommen iin Betracht Apparate und Apparateteile, welche dem Ehifluß hoher Temperaturen oder korrodierenden Einwirkungen. .ausgesetzt sind, wie Schutzrohre für Pyrometer, Auskleidungen von Reaktionsräumen, z. B. von Räumen, in welchen Gaskrackungen bei hohen Temperaturen vorgenommen werden. Weitere wichtige Anwendungsgebiete sind formbeständig bleibende Meßwerkzeuge, wie Komparameter, Lehren od. dgl. Beispiel Reines Aluminiumoxyd wird unter Zusatz eines üblichen Plastifizierungsmittels, z. B. Salzsäure, mit 3 Gewichtsprozent reinem Aluminiumphosphat innig vermengt. Die Mischung in üblicher Weise in Formkörper gewünschter Gestaltung Übergeführt, diese gegebenenfalls einer Pressung unterworfen und getrocknet. Die- Formkörper werden bei etwa i8oo°, je nach Größe, 1/2 iStunde bis 2 Stunden gebrannt. Man erhält Sinterkörper von weißer Farbe. Neben dem Aluminiumphosphat kann man dem Aluminiumoxyd noch geringe Mengen von Chromoxyd oder Magnesiumfluorid oder beiden°einverleiben. .Die Mischung kann z. B. 2 bis 3 Gewichtsprozent Aluminiumphosphat und i % Chromoxyd oder 2 bis 3.Gewichtsprozent Aluminiumphosphat. und 0,5% Chromoxyd und 0,5% Magnesiumfluorid enthalten. Bei Anwesenheit von Chromoxyd erhält man rötliche Produkte.

Claims

PATELITAN'SPRÜGHE:.- :@i. Harte, verschleißfeste und temperaturbeständige Gegenstände, wie Schneidwerkzeuge, hohen mechanischen, thermischen und/ oder chemischen Beanspruchungen ausgesetzte Maschinen- und Apparateteile, wie Auskleidungen von hohen Temperaturen ausgesetzten Reaktionsräumen; bestehend aus bei hohen Temperaturen, z. B. bei iooo bis 2ooo°, gesinterten Mischungen von Aluminiumoxyd mit ;geringen Mengen von Zusätzen von Magnesiumfluorid und/oder Aluminiumphosphat und gegebenenfalls noch geringeren Mengen von. Chromoxyd.
2. Härte, verschleißfeste und temperaturbedür=ftige Gegenstände nach Anspruch i; dadurch gekennzeichnet, .daß die Gesamtmenge an Zusatzstoffen nicht mehr als io, -vorzugsweise nicht mehr als 5 % beträgt. .
3. Harte, verschleißfeste und temperaturbeständige Gegenstände nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen. -geringen Gehalt an Hartstoffen, wie Karbiden, Siliciden u. dgl.