DE890922C

DE890922C - Verfahren zum Herstellen von unporigen keramischen Gegenstaenden, insbesondere Zuendkerzenisolatoren

Info

Publication number: DE890922C
Application number: DEG5011D
Authority: DE
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1935-06-27
Filing date: 1936-06-27
Publication date: 1953-09-24

Description

Verfahren zum Herstellen von unporigen keramischen Gegenständen, insbesondere Zündkerzenisolatoren Während man für die Herstellung von feuerfesten Steinen, für -Glasöfen od. dgl., bei denen eine größere oder geringere Porigkeüt ohne wesentliche Bedeutung ist, schon Baustoffe verwendet hat, welche überwiegend aus Korund bestehen, hat man bisher für unporige keramische Gegenstände und insbesondere für Zündkerzeniisolatoren einerseits Tonerdemischungen benutzt, die außer Tonerde noch so viel Kieselsäure enthalten, daß :höchstens das Verhältnis von Tonerde zu Kieselsäure erreicht wird, das sich in dem Mullit vorfindet, und diesen Massen Flußmittel in solchen Mengen zugesetzt, daß sich in den erzeugten -Gegenständen glasige Massen @in erheblicher Menge zur Ausfüllung aller Zwischenräume bilden konnten, andererseits durch Sinterung bei. sehr hohen Temperaturen völlig aus Tonerde bestehende Zündkerzenisolatoren hergestellt, deren Eigenschaften nicht in jeder Beziehung befriedigen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von .solchen unporigen keramischen Gegenständen, insbesondere Zündkerzensteinen, nach Patent 763 264, durch Formen und nachfolgendes Brennen eines tonerdereichen, kieselsäurearmen, feingemahlenen Gemisches. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß in :dem Gemisch, dessen-Bestandteile äußerst fein gemahlen sind und das unter - einem höhen' Druck geformt - und- bei hoher, zur Sinterung seiner Bestandteile ausreichender Temperatur gebrannt ward, das Verhältnis des Gesamttonerdegehaltes: zum Gesamtkieselsäuregehalt wesentlich größer ist als im Mullit. Die Rohstoffe sollen dabei möglichst weitgehend ,von Alkalien befreit sein.
'Das neue Verfahren ergibt einen kerarnnschen Körper, insbesondere einen Zündkerzenstein, :der aus einer dichten, urporigen Masse besteht, die aus Korund, Mullit und nur ganz unwesentlichen Mengen :glasiger Bestandteile zusammengesetzt ist. Die physikalischen Eigenschaften dieses neuen keramischen Gegenstandes, insbesondere seine Dichte, seine mechanische Festigkeit (diese vorzüglich auch nach vorheriger Erwärmung und darauffolgender Abschreckung), seine Wärmeleit-: fähigkeit und sein elektrischer Widerstand bei hohen Temperaturen sind wesentlich größer als bei aus bekannten Mischungen hergestellten Gegenständen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform. der Erfindung werden die Bestandteile so fein gemahlen, daß sie noch durch ein Sieb hindurchgehen, .das etwa 1,6 90o Maschen. je Q@ua-dratzentimeter besitzt. Diese Bestandteile werden; wie in dem Patent 763 264 angegeben ist, mit Harzen oder ähnlichen thermoplastischen Stoffen, vorzugsweise mit solchen gemischt, die wie Bakelit bei höherer Erwärmung wieder fest werden. Der Harzzusatz beträgt z%veckmäßig ungefähr io%; außerdem werden noch wenige Prozente eines Schmiermittels beigegeben, um eine gute Formung zu erzielen. Aus der so erhaltenen Masse- werden dann unter Druck Vorformen gebildet und diese weiter unter Erwärmung und unter Anwendung von sehr hohen Drücken von 1750 bis 7000 kg/cm2 in die enldgültige Formgebracht. Die geformten Gegenstände werden in einem Ofen bei Temperaturen gebrannt, die vorzugsweise im Bereich von- Seger-Kegel 30 bis 35 liegen. Bei diesem Brand werden die thermoplastischen, organischen Bindemittel vollständig ausgetrieben, und die kristallinen Teilchen sintern zusammen und bilden einen dichten Körper. Die Formkörper lassen- sich auch derart herstellen, daß das äußerst fein gemahlene Ausgangsmaterial mit Säure und etwas Wasser vermischt, durch Verreiben durch ein Sieb und anschließende Trocknung gekörnt und :die Masse dann in eine mit nachgiebigen Wänden versehene, z. B. aus Gummi bestehende Form gebracht und hierin einem hohen Druck, z. B. zwischen 14o bis 1400 1,1g/cm2 unid darüber, ausgesetzt wird.
Die überlegenen Eigenschaften von nach der Erfindung hergestellten keramischen Gegenständen, insbesondere Zündkerzenisolatoren, gehen aus folgenden Versuchsergebnissen hervor: Ein gemäß der Erfindung hergestellter Zündkerzenisolator, bei dem von einer Mischung von ungefähr 6o °/o calciniertem Zyanit und 40 010 cälcinierter Tonerde ausgegangen wurde, bei .dem umgerechnet also 85,2 %- Aluminiumöxyd- .und - 24,8"% - Kieselsäure vorhanden waren, !bestand, wie die petrographische Untersuchung ergab, aus 50 % Mullit und; 50% Korund. Sein spezifisches Gewicht war 3,28, seine Wärmeausdehnungszähl 6,25 X 1o-6. Im Vergleich. zu einem nach bekanntem Verfahren hergestellten Zündkerzenstein, ;der fast nur aus Mullit bestand, war die Wärmeleitfähigkeit wesentlich erhöht; ,denn beim Einbau in einen für derartige Messungen geeigneten Motor ergaben sich bei dem aus Mullit bestehenden Zündkerzenisolator Frühzündungen schon nach 53 Sekunden, während unter sonst gleichen Bedingungen bei Ver-Sveadung des aus 50% Mullit und 50% Korund bestehenden Isolators nach der Erfindung erst nach 3 Minuten-56 Sekunden Frühzündungen beobachtet wurden. Auch die Bruchfestigkeit des gemäß der Erfindung hergestellten Zündkerzenstenns war beträchtlich erhöht. Am bemerkenswertesten war jedoch .die Erhöhung - der Witderstandsfähigkeit gegen Temperaturänderungen. Bei der Messung der Bruchfestibkeit der Isolatoren nach Erwärmung auf 301a° und darauffolgender Abschreckung in kaltem Wasser wies der neue Isolator eine fast dreimal ,größere Bruchfestigkeit auf .als der bekannte, nur aus Mullit bestehende Zündkerzenstein. Wurden die Steine auf rooo° erhitzt und dann schnell in einem Luhtstrom abgekühlt, so waren nach zwanzig derartigen Behandlungen alle Mullitsteine zerbrochen, während sämtliche nach der Erfindung hergestellte Isolatoren noch unbeschädigt waren. Gegenüber :der Verwendung reiner Tonerde als Baustoff zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch die leichte Verformung und die niedrigere Brenntemperatur aus.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Herstellung von unpori,gen keramischen Gegenständen, insbesondere Zündkerzenisolatoren nach Patent 763 26q., durch Formen und nachfolgendes Brennen eines tonerdereichen, - kieselsäurearmen feingemahlenen Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gemisch, dessen Bestandteile äußerst fein, vorzugsweise bis zum Durchgang durch ein Sieb von 16 500 Maschen, je cm2 gemahlen sind und das unter einem hohen Druck von etwa 1750 bis 7000 kg/cm2 geformt und bei hoher, zur Sinterung seiner Bestandteile - -ausreichender Temperatur gebrannt wird, das Verhältnis des Gesamttonerdegehaltes zum Gesamtkiesels.äurege'halt wesentlich größer :Ist als im Mu:llit, beispielsweise 85 % Tonerde zu 15 01o Kieselsäure beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohstoffe möglichst weitgehend von Alkali befreit sind.
3. Durch das Verfahren nach den Ansprüchen I und 2 hergestellter keramischer Körper, insbesondere Zündkerzenisolator, der aus einer dichten, urporösen, aus Korund, Mullit und nur unwesentlichen Mengen Glas zusammengesetzten Masse besteht.