EP1399394A1 - Brennhilfsmittel für die thermische behandlung von gütern aus unterschiedlichen materialien bei einbrenn-temperaturen und zugehöriges herstellungsverfahren - Google Patents

Brennhilfsmittel für die thermische behandlung von gütern aus unterschiedlichen materialien bei einbrenn-temperaturen und zugehöriges herstellungsverfahren

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EP1399394A1
EP1399394A1 EP02758256A EP02758256A EP1399394A1 EP 1399394 A1 EP1399394 A1 EP 1399394A1 EP 02758256 A EP02758256 A EP 02758256A EP 02758256 A EP02758256 A EP 02758256A EP 1399394 A1 EP1399394 A1 EP 1399394A1
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EP
European Patent Office
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kiln furniture
glass ceramic
glass
keatite
bao
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02758256A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Otmar Becker
Bernd Ruedinger
Gerhard Hahn
Michael Bug
Andreas Schminke
Fritz Schroeder
Klaus Schönberger
Erich Rodek
Friedrich Siebers
Rainer Best
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Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Carl Zeiss AG
Schott Glaswerke AG
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Publication date
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    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase

Definitions

  • the invention relates to a kiln furniture for the thermal treatment of goods made of different materials at baking temperatures up to 1100 ° C.
  • the invention further relates to the production of such a kiln furniture.
  • Cordierite and Si / SiC underlay boards can greatly reduce the impact resistance of glass ceramics ceramized on them.
  • the low temperature change resistance of Cordierite and Si / SiC drastically limit the possible heating and cooling rates, especially in larger formats, and the limited mechanical stability of Cordierite and (sintered)
  • Quartz material does not allow thicknesses smaller than 12 mm for large formats and therefore only makes poor use of energy during penetration processes
  • Quartz material tends to form local cristobalite formation at operating temperatures> 1000 ° C, which are associated with disturbances in the surface flatness (dents, mussels) for codierite is generally limited by the manufacturer
  • the invention has for its object to provide a kiln furniture that can be used in thermal exposure up to temperatures in the range of 1100 ° C over a greater number of thermal treatments of the goods than is possible according to the prior art, has a high temperature change independence , shows practically no mechanical interactions with the material to be thermally treated, in particular shows no adhesive effects, and can also be used as base plates in large formats with small thicknesses.
  • the firing aid consists of a non-porous glass ceramic in the form of a keatite glass ceramic without a glassy surface layer.
  • Kiln furniture preferably the underside, has a structured, preferably nubbed, surface, has good resistance to temperature changes (500 - 800 ° C) and therefore enables higher heating and heating even in large formats
  • Cooling rates as cordierite or Si / SiC enables more than twice the number of tempering cycles even when used in roller furnaces compared to cordierite, shows no changes even when used for a long time
  • Expansion coefficient of 1 - 1.3 x 10 "6 / K is temperature stable even at the high penetration temperatures.
  • the viscosity of the kiln furniture is greater than 10 13 dPas at 1080 ° C.
  • the kiln furniture can be represented with a flatness in the
  • Ceramicizing of the green glass body with keatite phase either directly or indirectly from a glass ceramic body with high quartz mixed crystal phase previously converted from the green glass body in a gas or electric furnace.
  • JP 05-339021 describes a method for smoothing the surface ripple and improving the compaction of glass articles, in which a glass pane on a heat-resistant glass ceramic pane, which is particularly flat, is thermally treated in a tempering furnace. Even the walls of the The oven consists of a glass ceramic. As a glass ceramic, one with ⁇ -quartz or spodumium crystals is described.
  • the advantage of using the glass ceramic as a thermal treatment aid is the avoidance of abrasion and the formation of dust or corrosion particles which could impair the surface of the glass pane.
  • the described method does not provide any information for avoiding the harmful interactions (gluing) between the glass-ceramic firing aid and a firing material at the desired high temperatures of up to 1100 ° C.
  • the known thermal treatment agent can therefore not be used in roller ovens.
  • the base plate made of keatite glass ceramic according to the invention has a special shape of knobs which "intercept" and protect the usual wear and tear during transport and handling thereby the spaces in which stress peaks occur during loading, which gives better long-term shock resistance. It is particularly important here that the keatite glass ceramic does not form any surface gaps.
  • a suitable edge processing of the base plate ensures the avoidance of edge injuries and long-term strength.
  • a LAS glass ceramic in the keatite phase proves to be suitable in the above-mentioned temperature range up to approx. 1100 ° C because, in contrast to conventional kiln furniture, it has no porosity for high-temperature use.
  • glass ceramics according to claims 5 and 6 do not show the surface cracking which is customary compared to other commercially available compositions (for example EUROKERA or NEG material) when converted from 1100 ° C to 1200 ° C for 1-5 h into keatite.
  • the high conversion temperature is necessary to enable operating temperatures up to 1100 ° C without the keatite glass ceramic changing inside and / or on the surface due to long-term exposure to temperature.
  • the crack formation at three transformation temperatures in the keatite glass ceramic material according to claim 6 in comparison to the EUROKEA (EK) material is shown in Table 1. Table 1
  • keatite glass ceramic compositions according to claim 4 offer the possibility of achieving a particularly low coefficient of thermal expansion and thus a particularly high resistance to temperature changes.
  • composition of such glass ceramics is known per se from EP 0 220 333.
  • the good surface properties of the keatite kiln furniture can also be used in a kind of "sandwich form" by placing only a few mm thin keatite plates on other ceramic kiln furniture.
  • the LAS glass ceramic is produced from a glass melt with formats up to 1600x900 mm 2 (or larger) in thicknesses between 3 mm and 8 mm by means of a roll forming process with a nubbed underside.
  • the panels are cut to size and given a special edge cut (C-shape) to eliminate edge injuries.
  • the material will either directly ceramized in a gas (roll) open with keatite phase or first ceramized in an electric (roll) furnace with high quartz mixed crystal phase and then converted into keatite in a gas (roll) furnace.
  • the temperature resistance of the material can be adjusted by special tempering, ie by means of the heating rate in the keatite area.
  • the glass ceramic according to claim 5 and claim 6 does not have any surface miss when converted to keatite.
  • the conversion into the keatite phase in the gas oven has the effect that the otherwise glassy surface layer is avoided and the firing aid is thus more resistant to adhesive effects.
  • Keatit glass ceramic underlay plates are converted on 1600x900 mm 2 Keatit glass ceramic underlay plates in an electric roller oven from the glassy state into the high quartz mixed crystal phase.
  • the Keatit underlay plates are 8 mm thick and run on rollers that are at a distance of 300 mm.
  • the maximum temperature is 900 ° C and the round trip time is approx. 3 hours.
  • the underlay plates made of keatite glass ceramic according to the invention are mechanically very stable despite their slim dimensions.

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Abstract

Derartige kommerziell erhältliche Brennhilfsmittel bestehen typischerweise aus Cordierit, Quarzgut oder Si/SiC, die den hohen thermischen und auch mechanischen Anforderungen zum Teil nicht im erforderlichen Umfang bzw. nur stark eingeschränkt gerecht werden können. Die Erfindung sieht ein Brennhilfsmittel aus einer Glaskeramik in Form einer nicht porösen Keatit-Glaskeramik ohne glasige Oberflächenschicht vor, das eine hohe thermische Standfestigkeit und Temperatur-Wechselbeständigkeit besitzt, praktisch keine mechanischen Wechselwirkungen, insbesondere keine Porösität und Klebeeffekte, mit dem einzubrennenden Gut zeigt und auch in grossen Formaten mit geringen Dicken als mechanisch stabile Unterlagsplatte herstellbar ist.

Description

Brennhilfsmittel für die thermische Behandlung von
Gütern aus unterschiedlichen Materialien bei
Einbrenn-Temperaturen und Verfahren zu seiner Herstellung
Beschreibung:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennhilfsmittel für die thermische Behandlung von Gütern aus unterschiedlichen Materialien bei Einbrenn- Temperaturen bis 1100° C.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Herstellung eines solchen Brennhilfsmittels .
Bei der thermischen Behandlung von Gütern aus unterschiedlichen Materialien bei Einbrenn-Temperaturen, d.h. bei sehr hohen Temperaturen bis zu 1100° C, insbesondere beim Brennen von Keramiken wie Ziegeln, Fliesen und anderen keramischen Artikeln oder bei der Umwandlung von Ausgangsgläsern zu Glaskeramiken, werden Unterlagsplatten für den Transport der einzubrennenden Güter während der thermischen Behandlung, sogenannte Brennhilfsmittel, benötigt. An diese Brennhilfsmittel werden hohe thermische und auch mechanische Anforderungen gestellt. Sie müssen insbesondere für eine möglichst lange Gebrauchszeit den sehr hohen Einbrandtemperaturen widerstehen, sollen eine ausreichende Temperatur- Wechselbeständigkeit besitzen, und nur eine geringe Wechselwirkung mit dem einzubrennenden Gut haben, d.h. insbesondere keine Partikel abgeben und keine Kratzer sowie kein Kleben verursachen.
Diese hohen Anforderungen sind mit kommerziell erhältlichem Material (Cordierit, Quarzgut, Si/SiC) nicht, bzw. nur stark eingeschränkt erfüllbar. Die wesentlichen Einschränkungen sind:
Cordierit und Si/SiC sind nicht in ausreichend großen Abmessungen
(z.B. 160 mm x 900 mm) lieferbar
Cordierit ist porös und neigt zur Partikelabgabe
Cordierit und Si/SiC Unterlagsplatten können die Stoßfestigkeit von darauf keramisierter Glaskeramik sehr stark reduzieren die geringe Temperaturwechsel-Beständigkeit von Cordierit und Si/SiC beschränken insbesondere bei größeren Formaten drastisch die möglichen Aufheiz- und Abkühlraten die begrenzte mechanische Stabilität von Cordierit und (gesintertem)
Quarzgut erlaubt bei großen Formaten keine geringeren Dicken als 12 mm und ermöglicht damit bei Einbrandvorgängen nur eine schlechte Energienutzung
Quarzgut neigt bei Einsatztemperaturen > 1000° C zur Ausbildung von lokaler Cristobalit-Bildung, die mit Störungen der Oberflächen-Ebenheit verbunden sind (Beulen, Ausmuschelung) für Codierit wird vom Hersteller im allgemeinen nur eine begrenzte
Zahl von Einbränden ( < 500) garantiert
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennhilfsmittel zu schaffen, das bei der thermischen Beaufschlagung bis zu Temperaturen im Bereich von 1100° C über eine größere Anzahl von thermischen Behandlungen der Güter als nach dem Stand der Technik möglich, verwendbar ist, eine hohe Temperaturwechselbständigkeit besitzt, praktisch keine mechanischen Wechselwirkungen mit dem thermisch zu behandelnden Gut, insbesondere keine Klebeeffekte zeigt, und auch in großen Formaten mit geringen Dicken als Unterlagsplatten verwendbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt ausgehend von dem eingangs bezeichneten Brennhilfsmittel für die thermische Behandlung von Gütern aus unterschiedlichen Materialien bei Einbrenn-Temperaturen gemäß der Erfindung dadurch, daß das Brennhilfsmittel aus einer nicht porösen Glaskeramik in Form einer Keatit-Glaskeramik ohne glasige Oberflächenschicht besteht.
Die Bereitstellung einer Keatit-Glaskeramik ohne glasige Oberflächenschicht als Brennhilfemittel für die thermische Behandlung, insbesondere für Einbrände unterschiedlicher Materialien bis zu Temperaturen von 1100° C, hat nachstehende Vorteile:
Das Brennhilfsmittel
besitzt keine Poren und gibt keine Partikel ab, d.h. hinterläßt keine
"Abdrücke", und ermöglicht z.B. eine gute Stoßfestigkeit von darauf keramisierter LAS-Glaskeramik, neigt nicht zur Oberflächen-Rißbildung, ist in großen Formaten (z.B. 1600 x 900 mm2 und mit geringen Dicken (z.B. 4 mm) einsetzbar, d.h. hat auch bei großen
Formaten mit geringen Dicken noch eine ausreichende mechanische
Stabilität, um damit eine effiziente Energieausnutzung zu realisieren.
Dabei macht sich bei einem Transport auf Rollen in einem Rollenofen mit Vorteil bemerkbar, wenn mindestens eine Seite des
Brennhilfsmittels, vorzugsweise die Unterseite, eine strukturierte, vorzugsweise genoppte, Oberfläche besitzt, besitzt eine gute Temperatur- Wechselbeständigkeit (500 - 800° C) und ermöglicht daher auch bei großen Formaten höhere Aufheiz- und
Abkühlraten als Cordierit oder Si/SiC, ermöglicht auch bei Rollenofeneinsatz gegenüber Cordierit mehr als die doppelte Zahl von Temperzyklen, zeigt auch bei längerem Einsatz keine Veränderungen der
Oberflächenebenheit durch Ausmuschelung oder Beulenbildung, ermöglicht durch seine speziellen Oberflächeneigenschaften eine signifikante Reduzierung der Wechselwirkung zwischen zu behandelndem Gut und dem Brennhilfsmittel. Dabei macht sich auch günstig bemerkbar, daß das Brennhilfsmittel lediglich einen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten von 1 - 1,3 x 10"6/K hat, ist auch bei den hohen Einbrandtemperaturen temperaturstabil.
Die Viskosität des Brennhilfsmittels ist bei 1080° C größer als 1013 dPas.
Das Brennhilfsmittel ist darstellbar mit einer Ebenheit in der
Diagonalen von besser als 1 mm auf 1 m von der idealen ebenen
Fläche.
Wegen der hohen Temperaturstabilität ermöglicht es auch den Einbrand von Hochquarz-Mischkristall-Glaskeramik, ist im Gegensatz zu Cordierit für IR-Strahlung teilweise durchlässig, was mit Vorteil dazu führt, daß das einzubrennende Gut auch von unten strahlungsbeheizbar ist.
Verfahrensmäßig gelingt die Lösung der Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen des Brennhilfsmittels mit den Schritten:
Bereitstellen eines Grünglaskörpers in den gewünschten Abmessungen des Brennhilfsmittels, und
Keramisieren des Grünglaskörpers mit Keatitphase entweder direkt oder indirekt aus einem aus dem Grünglaskörper zuvor im Elektroofen umgewandelten Glaskeramikkörper mit Hochquarz-Mischkristallphase in einem Gas- oder Elektroofen.
In der JP 05-339021 wird ein Verfahren zum Glätten der Oberflächenwelligkeit und Verbesserung der Compaction von Glasartikeln beschrieben, bei dem eine Glasscheibe auf einer wärmebeständigen Glaskeramikscheibe, die besonders eben ist, in einem Anlass-Ofen thermisch behandelt wird. Auch die Wände des Ofens bestehen aus einer Glaskeramik. Als Glaskeramik wird eine solche mit ß-Quaiz oder -Spodumenkristallen beschrieben.
Als Vorteil der Verwendung der Glaskeramik als thermisches Behandlungshilfsmittel wird die Vermeidung von Abrieb sowie der Bildung von Staub- oder Korrosions-Partikeln, die die Oberfläche der Glasscheibe beeinträchtigen könnten, beschrieben. Das beschriebene Verfahren gibt jedoch keine Hinweise zur Vermeidung der schädlichen Wechselwirkungen (Kleben) zwischen dem glaskeramischen Brennhilfsmittel und einem Brenngut bei den gewünschten hohen Temperaturen von bis zu 1100° C.
Bei dem beschriebenen Aufbau handelt es sich nur um einen diskontinuierlichen Prozeß. Auch werden die für einen wirtschaftlichen Einsatz in einem Rollenoffen vorteilhaften Noppen auf der Unterseite des Brennhilfsmittels nicht beschrieben.
Das bekannte thermische Behandlungsmittel ist daher auch nicht in Rollenöfen verwendbar.
Auch das Einstellen einer besonderen Oberflächenbedingung, die das Kleben des aufliegenden Brenngutes verhindert, ist nicht möglich, ebensowenig ist die Möglichkeit, auch Unterlagsplatten mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von lxl0-6/K herzustellen und damit eine besonders hohe Temperatur- Wechselbeständigkeit (bis 800 °C) zu erreichen, gegeben.
In der US-PS 4 187 115 wird die Verwendung von Anorthit-Glaskeramiken für Anwendungszwecke wie Brennhilfemittel erwähnt, nicht aber näher ausgeführt.
Auf der Unterseite besitzt die erfindungsgemäße Unterlagsplatte aus Keatit- Glaskeramik durch eine spezielle Formgebung Noppen, die die üblichen Gebrauchsverletzungen bei Transport und Handling "abfangen" und schützt dadurch die Zwischenräume, in denen bei Belastung Spannungsspitzen auftreten, wodurch eine bessere Langzeit-Stoßfestigkeit gegeben ist. Hier ist es besonders wichtig, daß die Keatit-Glaskeramik keine Oberflächemisse ausbildet.
Eine geeignete Randbearbeitung der Unterlagsplatte gewährleistet das Vermeiden von Rand Verletzungen und eine Langzeitfestigkeit.
Je nach der Zusammensetzung der für das erfindungsgemäße Brennhilfsmittel verwendeten Keatit-Glaskeramik treten die vorbeschriebenen Vorteile mehr oder weniger hervor.
So erweist sich in dem genannten Temperatureinsatzgebiet bis zu ca. 1100°C insbesondere eine in der Keatit-Phase befindliche LAS-Glaskeramik als geeignet, da sie im Gegensatz zu herkömmlichen Brennhilfsmitteln für einen Hochtemperatur-Einsatz keinerlei Porosität aufweist.
Überraschenderweise zeigen Glaskeramiken nach den Ansprüchen 5 und 6 nicht die gegenüber anderen marktüblichen Zusammensetzungen (z.B. EUROKERA- oder NEG-Material) übliche Oberflächen-Rißbildung bei einer 1100°C bis 1200°C Umwandlung während 1-5 h in Keatit. Die hohe Umandlungstemperatur ist erforderlich, um Einsatztemperaturen bis 1100°C zu ermöglichen, ohne daß sich die Keatit-Glaskeramik im Inneren und/oder an der Oberfläche durch langzeitige Temperaturbelastung verändert. Die Rißbildung bei drei Verwandlungs-Temperaturen bei dem Keatit-Glaskeramik-Material nach Anspruch 6 im Vergleich zum EUROKEA-(EK)-Material ist in der Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
In gleicher Weise bieten Keatit-Glaskeramik-Zusammensetzungen gemäß Anspruch 4 die Möglichkeit, einen besonders niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und damit eine besonders hohe Temperaturwechselbeständigkeit zu erreichen.
Die Zusammensetzung derartiger Glaskeramiken ist an sich durch die EP 0 220 333 bekannt geworden.
Für spezielle Anwendungszwecke können die guten Oberflächeneigenschaften der Keatit-Brennhilfsmittel auch in einer Art "Sandwichform" genutzt werden, indem nur wenige mm dünne Keatitplatten auf anderen keramischen Brennhilfsmittel aufgelegt werden.
Im folgenden soll beispielhaft die Herstellung eines plattenförmigen erfindungsgemäßen Brennhilfsmittel bestehend aus einer LAS-Glaskeramik beschrieben werden.
Die LAS-Glaskeramik wird gemäß dem Stand der Technik durch einen Walzformgebungsprozeß mit genoppter Unterseite aus einer Glasschmelze mit Formaten bis 1600x900 mm2 (oder größer) in Dicken zwischen 3 mm und 8 mm hergestellt. Die Platten werden zugeschnitten, erhalten einen speziellen Randschliff (C-Form), um Randverletzungen zu beseitigen. Das Material wird entweder direkt in einem Gas(rollen)offen mit Keatitphase keramisiert oder zunächst in einem Elektro(rollen)ofen mit Hochquarz-Mischkristall-Phase keramisiert und dann in einem Gas(rollen)ofen in Keatit umgewandelt. Durch spezielle Temperung, d.h. mittels der Aufheizrate im Keatitbereich, kann die Temperaturwechselbeständigkeit des Material eingestellt werden.
Als besonderer Vorteil weist, wie bereits erwähnt, die Glaskeramik gemäß Anspruch 5 und Anspruch 6 bei der Umwandlung in den Keatit keine Oberflächemisse auf. Die Umwandlung in die Keatit-Phase im Gasofen bewirkt, daß die ansonsten glasige Oberflächenschicht vermieden wird und das Brennhilfsmittel so besser resistent ist gegen Klebeeffekte.
Einsatz-Beispiel
LAS-Platten werden auf 1600x900 mm2 Keatit-Glaskeramik-Unterlagsplatten in einem Elektrorollenofen aus dem glasigen Zustand in die Hochquarz- Mischkristall-Phase umgewandelt Die Keatit-Unterlagsplatten sind 8 mm dick und laufen auf Rollen, die sich im Abstand von 300 mm befinden. Die Maximaltemperatur liegt bei 900°C und Umlaufzeit bei ca. 3h.
Wie eingangs beschrieben, sind die erfindungsgemäßen Unterlagsplatten aus Keatit-Glaskeramik trotz schlanker Abmessungen mechanisch sehr stabil.

Claims

Patentansprüche
1. Brennhilfsmittel für die thermische Behandlung von Gütern aus unterschiedlichen Materialien bei Einbrenn-Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennhilfsmittel aus einer nicht porösen Glaskeramik in Form einer Keatit-Glaskeramik ohne glasige Oberflächenschicht besteht.
2. Brennhilfsmittel nach Anspruch 1, ausgebildet als Unterlagsplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Brennhilfsmittel eine Noppenstruktur besitzt.
3. Brennhilfsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Unterlagsplatte abgerundet sind, vorzugsweise eine C-Form aufweisen.
4. Brennhilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung der Glaskeramik in Gew% bezogen auf die Gesamtzusammensetzung:
Li20 3,0 - 5,0
Na20 0 - 1,5
K20 0 - 1,0
Na20 + K20 0,3 - 2,0
MgO 0 - 1,5
CaO 0 - 1,0
SrO 0 - 2,0
BaO 0 - 3,0
ZnO 0 - 2,5
A1203 18 - 27
B203 0 - 3,0
Si02 54 - 70
Ti02 1,0 - 5,0
Zr02 0 - 2,5
Ti02 + Zr02 3,0 - 5,5
P205 0 - 8,0
sowie gegebenenfalls mindestens ein Läutermittel wie As203, Sb203, Sn02 und optional mit Zusatz färbender Komponenten, wie V-, Cr-, Mn-, Fe-, Co-, Cu-, Ni-Se-, CI- Verbindungen. Brennhilfemittel nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung der Glaskeramik in Gew% bezogen auf die Gesamtzusammensetzung :
Li20 3,5 - 4,0
Na20 0,4 - 0,7
K20 0 - 0,2
Na20 + K20 0,4 - 0,8
MgO 0,2 - 0,6
CaO < 0,1
SrO < 0,1
BaO 1,5 - 2,5
ZnO 1,0 - 2,0
B203 < 0,5
A1203 20 - 23
Si02 63 - 65
Ti02 2,0 - 3,0
Zr02 1,0 - 2,0
Ti02 + Zr02 3,5 - 5,0
P205 0 - 0,
5
sowie gegebenenfalls mindestens ein Läutermittel wie As203, Sb203, Sn022 und optional mit Zusatz färbender Komponenten, wie V-, Cr-, Mn-, Fe-, Co-, Cu-, Ni-Se-, CI- Verbindungen.
6. Brennhilfemittel nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einwaage in Gew% bezogen auf die Gesamtzusammensetzung:
Li20 3,6
Na20 0,5
MgO 0,5
BaO 2,0
ZnO 1,7
A1203 22,0
Si02 64
Ti02 2,3
Zr02 1,6
Sb203 1,5
V205 0,30
7. Brennhilfsmittel nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß für die für die Bildung der Restglasphase verantwortlichen Komponenten und für den SiO2-Gehalt die Beziehungen (in Gew%) gelten:
1,5 < Na20 + K20 + CaO + SrO + BaO + B203 < 5 Si02 - (Na20 + K20 + CaO + SrO + BaO + B203) < 65.
8. Verfahren zum Herstellen eines Brennhilfsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Grünglaskörpers in den gewünschten Abmessungen des Brennhilfsmittels, und Keramisieren des Grünglaskörpers mit Keatitphase entweder direkt oder indirekt aus einem aus dem Grünglaskörper zuvor im Elektroofen umgewandelten Glaskeramikkörper mit Hochquarzmischkristallphase, in einem Gas- oder Elektroofen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die betrieblich das einzubrennende Gut aufnehmende Oberfläche des Keatit-Glaskeramikkörpers abgetragen wird.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBO20030306A1 (it) * 2003-05-16 2004-11-17 Sacmi Supporto per articoli sanitari e metodo di produzione degli articoli stessi.
DE102010027461B4 (de) 2010-07-17 2019-08-22 Schott Ag Lithiumhaltige, transparente Glaskeramik mit geringer Wärmedehnung, einer weitestgehend amorphen, an Lithium verarmten, überwiegend glasigen Oberflächenzone und hoher Transmission, ihre Herstellung und Verwendung
CN102515847A (zh) * 2011-11-25 2012-06-27 中原工学院 一种使用石墨附着坩埚制备玻璃陶瓷的方法
CN104496186B (zh) * 2014-12-31 2017-12-15 海南大学 一种堇青石基纳米微晶玻璃及其制备方法
DE102018103661A1 (de) 2018-02-19 2019-08-22 Schott Ag Transparenter Artikel aus Glaskeramik mit hoher Oberflächenqualität sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4011091A (en) * 1975-08-13 1977-03-08 Owens-Illinois, Inc. Ceramic materials containing keatite
GB1534228A (en) 1976-09-20 1978-11-29 Corning Glass Works Process for producing aluminous keatite ceramics
US4033775A (en) * 1976-09-20 1977-07-05 Corning Glass Works Process for producing aluminous keatite ceramics
US4187115A (en) 1978-09-01 1980-02-05 Corning Glass Works Anorthite glass-ceramics
DE3576682D1 (de) 1985-10-26 1990-04-26 Schott Glaswerke Durchsichtige farbige glaskeramik mit guter temperaturbelastbarkeit und variabel einstellbarer transmission im ir-bereich.
DE4321373C2 (de) 1993-06-26 1995-12-14 Schott Glaswerke Glaskeramik mit hoher Transmission im Wellenlängenbereich von 2700 bis 3300 nm, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
JP2882995B2 (ja) * 1994-03-15 1999-04-19 株式会社オハラ 結晶化ガラス、磁気ディスク用結晶化ガラス基板及び結晶化ガラスの製造方法
JP4000500B2 (ja) * 1999-08-02 2007-10-31 日本電気硝子株式会社 Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系結晶化ガラス及び結晶性ガラス

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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