Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus einem keramischen Werkstoff
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Gegenständen aus einem keramischen
Werkstoff. Während der nach der Formgebung erforderlichen Erhitzung (Sinterung)
können bei Temperaturen, die im .allgemeinen etwa goo° C übersteigen, unzulässige
Formänderungen auftreten.Process for the production of objects from a ceramic material
The invention relates to the manufacture of articles from a ceramic
Material. During the heating (sintering) required after shaping
can be impermissible at temperatures that generally exceed about goo ° C
Changes in shape occur.
So kann der Schwund in gewissen Fällen eine Volumenabnahme von etwa
40'/o und eine Längenabnahme von etwa it3;o/a ergeben. Dies kann insbesondere bei
größeren Gegenständen das Auftreten von Rissen herbeiführen. Eine weitere Schwierigkeit
besteht darin, daß die Gegenstände bei den erforderlichen hohen Sintertemperaturen
plastisch werden können, wodurch gleichfalls eine Deformierung auftreten kann. Dies
kann störend sein, insbesondere bei größeren Gegenständen, die eine solche Form
haben, daß sie nicht auf einfache Weise unterstützt werden können. Bei der Herstellung
von im wesentlichen aus Bariumtitanat bestehenden Gegenständen, die zur Umsetzung
mechanischer Energie in elektrische Energie oder umgekehrt Anwendung finden, können
die erwähnten Erscheinungen besonders störend sein, da hierbei hohe Sintertemperaturen,
z. B. bis in der Nähe von ieo° C, angewendet werden müssen und die Gegenstände
in gewissen Fällen auch komplizierte Formen haben.Thus, in certain cases, the shrinkage can result in a decrease in volume of about 40% and a decrease in length of about 3,000 / a. This can cause cracks to appear, especially on larger objects. Another difficulty is that the objects can become plastic at the required high sintering temperatures, which can also deform. This can be annoying, especially with larger objects that are shaped in such a way that they cannot be easily supported. In the production of objects consisting essentially of barium titanate which are used to convert mechanical energy into electrical energy or vice versa, the phenomena mentioned can be particularly troublesome, since this involves high sintering temperatures, e.g. B. must be used in the vicinity of ieo ° C, and the objects in certain cases also have complicated shapes.
Nach der Erfindung begegnet man diesen Nachteilen durch Erhitzung
der erwähnten Gegenstände in einem zur Unterstützung gegen Deformierung dienendem
Material, das flüssig ist bei und oberhalb der Temperaturen, bei denen Deformierungserscheinungen
auftreten können, und durch Entfernung der Gegenstände aus diesem Material nach
Abkühlung bis auf eine Temperatur, hei d'er das Material noch- flüssig .ist.
Es
ist zweckmäßig, zur Unterstützung ein Material zu wählen, das beim Zusatz in kleineren
Mengen zu dem zu sinternden keramischen Werkstoff die Eigenschaften desselben nicht
in ungünstigem Sinne beeinflußt.According to the invention, these disadvantages are countered by heating
of the mentioned objects in one serving to support against deformation
Material that is liquid at and above temperatures at which deformation phenomena
can occur, and by removing the objects from this material after
Cooling down to a temperature when the material is still liquid.
It
It is advisable to choose a material for support that is smaller when added
Quantities of the ceramic material to be sintered do not affect the properties of the same
influenced in an unfavorable sense.
Es kann z. B. Zinn oder Blei zur Unterstützung des Gegenstandes gewählt
werden. Von beiden Stoffen liegt der Schmelzpunkt (230 bzw. 325°) beträchtlich unterhalb
der Temperatur, bei der Deformierungen auftreten, während der Siedepunkt der beiden
Stoffe (2!26o bzw. i6-o°) beträchtlich höher als die Sintertemperaturen von keramischen
Werkstoffen liegt. Da der Zusatz geringer Mengen der Oxyde von beiden Metallen zu
Bariumtitanat bekanntlich eine Verbesserung einiger physischer Eigenschaften ergibt,
können die beiden Metalle besonders vorteilhaft bei der Herstellung von im wesentlichen
aus Bariumtitanat bestehenden Gegenständen verwendet werden.It can e.g. B. Tin or lead chosen to support the object
will. The melting point of both substances (230 and 325 °) is considerably below
the temperature at which deformations occur, while the boiling point of the two
Substances (2! 26o or i6-o °) are considerably higher than the sintering temperatures of ceramic
Materials. Because of the addition of small amounts of the oxides of both metals too
Barium titanate is known to improve some physical properties,
The two metals can be particularly advantageous in the manufacture of essentially
articles made of barium titanate can be used.
Beim Verfahren nach der Erfindung schwimmt der zu sinternde Gegenstand
auf dem flüssigen Unterstützungsmaterial, wenn dessen spezifisches Gewicht dasjenige
des keramischen Werkstoffs übersteigt. Das spezifische Gewicht von flüssigem Zinn
beträgt etwa 7,3 und dasjenige von Bariumtitanat kann nach dem Sintervorgang 5,,7
und vor dem Sintervorgang 3i,4 betragen. Ein Gegenstand dieses Werkstoffs wird daher
in flüssigem Zinn schwimmen. In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn der
zu sinternde Gegenstand völlig in das flüssige Unterstützungsmaterial untergetaucht
ist. Wenn das spezifische Gewicht des Gegenstandes dafür nicht hoch genug ist, läßt
sich vollständiges Untertauchen dadurch bewirken, daß auf den Gegenstand Gewichte
aufgesetzt werden. Zur Vermeidung unerwünschter Reaktionen z@vischen den verschiedenen
Materialien werden zwe -kmäßig Gewichte verwendet, die aus dem gleich, n Werkstoff
wie der zu sinternde Gegenstand be stehen.In the method according to the invention, the object to be sintered floats
on the liquid support material, if its specific gravity is the one
of the ceramic material. The specific gravity of liquid tin
is about 7.3 and that of barium titanate can after the sintering process 5,, 7
and be 3i, 4 before the sintering process. An object of this material is therefore
swim in liquid tin. In certain cases it can be advantageous if the
object to be sintered completely immersed in the liquid support material
is. If the specific weight of the object is not high enough for this, leave
bring about complete immersion by placing weights on the object
be put on. To avoid undesirable reactions between the various
Materials are used two-way weights that are made of the same, n material
like the object to be sintered.