HU192712B - Process for preparing ceramic bodies of fine crystalline structure - Google Patents

Process for preparing ceramic bodies of fine crystalline structure Download PDF

Info

Publication number
HU192712B
HU192712B HU184285A HU184285A HU192712B HU 192712 B HU192712 B HU 192712B HU 184285 A HU184285 A HU 184285A HU 184285 A HU184285 A HU 184285A HU 192712 B HU192712 B HU 192712B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
oxide
alumina
weight
additives
mixture
Prior art date
Application number
HU184285A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Tibor Fazekas
Bela Lanyi
Istvan Sarkoezi
Laszlo Sztankovics
Original Assignee
Olajipari Foevallal Tervezoe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olajipari Foevallal Tervezoe filed Critical Olajipari Foevallal Tervezoe
Priority to HU184285A priority Critical patent/HU192712B/en
Publication of HU192712B publication Critical patent/HU192712B/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

A találmány szerinti eljárás során oxigéntartalmú szervetlen aluminiumvegyület, előnyösen aluminium-hidroxid, böhmit, gamnia-aluminium-oxid, vagy alfa-aluminiumoxid illetve ezek keverékének adalékanyagokkal történő aktiválása és zsugorítása útján állítanak elő kerámiai idomtesteket. A találmányra jellemző, hogy adalékanyagként a kiindulási aluminium-vegyületek aluminium-oxidban kifejezett mennyiségére számított 0,05 Ό,5 tömeg % ittrium-oxidot, vagy lantán-oxidot, vagy neodiniiuni-oxidot, vagy áz^ik egyenértékű mennyiségű, hevítés- sel oxiddá alakítható sóit keverik, a keveréket őrléssel külön-külön homogenizálják és legalább 1450 °C hőmérsékleten hőkezelik. így az adalékok legalább 80 tömeg %-át reagáltatják az aluminium-oxiddal, majd az ily módon aktivált két-vagy háromféle aluminiuin-oxidot összekeverik és a kapott — tiszta oxidokban kifejezve összesen 0,1-1 tömeg 7i adalékanyagokat tartalmazó — keveréket őrölik, majd a kész kerámiaanyagokat önmagában ismert módon formatestekké alakítják, végül 1450 °C feletti hőmérsékleten zsugorítják. -1-In the process of the present invention ceramic bodies are produced by activating and shrinking oxygen-containing inorganic aluminum compounds, preferably aluminum hydroxide, boehmite, gamma-aluminum oxide, or alpha-aluminum oxide or mixtures thereof. The invention is characterized by the addition of 0.05 Ό, 5 wt% yttrium oxide or lanthanum oxide, or neodinyl oxide or an equivalent amount of alumina, as an additive, to the oxide of the invention by heating to oxide. the mixture is homogenized by grinding and heat-treated at a temperature of at least 1450 ° C. Thus, at least 80 wt.% of the additives are reacted with the aluminum oxide, and then the two or three kinds of alumina oxides activated in this way are mixed and the resulting mixture of pure oxides, expressed as total of 0.1-1 wt. the finished ceramic materials are transformed into mold bodies in a manner known per se, and are subsequently shrunk at temperatures above 1450 ° C. -1-

Description

A találmány tárgya eljárás 99-99,9 tömeg % aluminium-oxid-tartalmú, finom kristályos szövetszerkezetű, fokozott élettartamú és nagy megbízhatóságú kerámia idomtestek előállítására, aluminium-vegyület, előnyösen aluminium-hidroxid, böhmit, gamma-aluminium-oxid vagy alfa-aluminium-oxid vagy ezek keveréke adalékanyagokkal történő aktiválása és zsugorítása útján. A találmány szerint előállított kerámiai idomtesteket elsősorban a kőolaj-bányászattal kapcsolatos területeken használjuk fel.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the production of ceramic bodies having a fine crystalline tissue structure of 99 to 99.9% by weight, having a fine crystalline tissue structure, having a long life and high reliability, an aluminum compound, preferably aluminum hydroxide, boehmite, gamma-alumina oxide or a mixture thereof by activation and shrinkage with additives. The ceramic bodies produced in accordance with the present invention are used primarily in fields related to oil mining.

Az aluminium-oxid kerámiák gyártástechnológiájából ismeretes, hogy annál magasabb hőmérséklet szükséges a nyers idomtest tömörre zsugorításához, minél tisztább és minél durvább kristályszemcsézettségű alapanyagból lett formázva, és akkor könnyebb a szinterelése, ha sok hasznos adalékot tartalmaz, és nagyobb a formázásra szánt por fajlagos felülete. Ezen kívül figyelembe kell venni a nyersanyag kalcinálási hőmérsékletét, a szennyezések és az adalékok minőségét, a kiindulási sűrűséget, a kemence gázatmoszféráját, a szinterelési időt stb. is.It is known from alumina ceramic manufacturing technology that the higher the temperature required to compact the crude body, the clearer and coarser the crystalline granular material is, the easier it is to sinter, if it contains many useful additives and the specific surface area of the powder to be shaped. In addition, the calcination temperature of the raw material, the quality of the impurities and additives, the starting density, the gas atmosphere of the furnace, the sintering time, etc. must be taken into account. too.

Természetesen, az alapanyag fajlagos felülete nem növelhető tetszés szerint. Egyrészt ennek határt szab az örló'berendezés hatásfoka és az aggregálódás, másrészt a túl finomra őrölt porból igen nehéz vastagfalú idomtesteket készíteni, mivel a szinterelés alatt fellépő, mintegy 20 % lineáris zsugorodás miatt azok könnyen elrepedhetnek.Of course, the specific surface area of the base material cannot be increased at will. On the one hand, this is limited by the efficiency and aggregation of the milling equipment and, on the other hand, it is very difficult to form thick-walled bodies from too fine powder, since they can easily crack due to sintering of about 20% during sintering.

Ismeretes továbbá, hogy a zsugorítás során a hőmérséklet függvényében mintegy tízszeres szemcseméret-növekedés lép fel, ami főleg a kerámiai idomtest mechanikai szilárdságát, kopásállóságát csökkenti, holott éppen a finomkristályos, átlagosan 10 Aim alatti szemcseméretű kerámiák rendelkeznek a legkiválóbb tulajdonságokkal.It is also known that shrinkage results in a grain size increase of about ten times as a function of temperature, which mainly reduces the mechanical strength and abrasion resistance of the ceramic body, although fine crystalline ceramics having an average particle size below 10 µm have the most excellent properties.

Mindezeken a kerámia-gyártók úgy segítenek, hogy a nyersanyagokat előbb kalcinálják a szemcsehalmazok tömörödése érdekében, majd az így durvább szemcséjűvé tett anyagot őrléssel finomítják, s ezzel egyidőben olyan adalékanyagot visznek be a keverékbe, amely gátolja a zsugorítás folyamán bekövetkező szemcseméret-növekedést.In all these, the ceramic manufacturers help by first calcining the raw materials to compact the granules, and then refining the coarser material by adding an additive that inhibits the growth of shrinkage during the shrinkage.

Ilyen eljárást ismertet például a 3 377 176 és 4 174 973 sz. amerikai egyesült államokbeli, továbbá az 1 264 914 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás. Az ismert megoldások szerint néhány tized tömeg % mennyiségű magnézium-oxid és ittrium-oxid bevitelével gátolják a szemcseméret-növekedést.Such processes are described, for example, in U.S. Patent Nos. 3,377,176 and 4,174,973. U.S. Patent No. 1,264,914; British Patent Specification. It is known to inhibit particle size growth by the addition of a few tens of percent magnesium oxide and yttrium oxide.

A fenti adalékanyagok hozzáőrlését javasolja Búron is [Amer. Ceram. Bull., 61 (2), 221 (1982)], azonban ezekkel az adalékanyagokkal sem csökkenthető a zsugorítási hőmérséklet 1700 °C alatti értékre, ami egyébként kívánatos lenne.The grinding of the above additives is also recommended by Búron [Amer. Ceram. Bull., 61 (2), 221 (1982)], however, these additives do not reduce the shrinkage temperature to below 1700 ° C, which would otherwise be desirable.

Többféle adalékanyagot alkalmaztak Abraham és munkatársai [Cercel Metál. Inst. Bukarest, 20, 505 (1979)]: magnézium-oxidot, titán-dioxidot, króm(III)-oxidot, mangán(II)-oxidot és nikkel(II)-oxidot őröltek az aluminium-oxidhoz, de így is magas hőmérsékleten, 1750 °C-on kellett végezniük a zsugorítást 6 órás hőkezeléssel.Various additives have been used by Abraham et al., Cercel Metall. Inst. Bucharest, 20, 505 (1979)]: magnesium oxide, titanium dioxide, chromium (III) oxide, manganese (II) oxide and nickel (II) oxide were ground to alumina, but at high temperatures, They had to undergo sintering at 1750 ° C for 6 hours.

Homogénebb szövetszerkezetű kerámia alakítható ki, ha az általánosan használt magnézium-oxid helyett a magnézium más, vízoldható vegyületet adagolják az aluminium-oxidhoz, célszerűen még a kalcinálás előtt, így magnézium-nitrát-oldat alkalmazását javasolja Shaw [Brit. Ceram. Trans. J., 83 (5), 138 (1984)] és Ikegami [J. Amer. Ceram. Soc., 67 (3), 174 (1984)]. A 172 193 lsz. magyar szabadalmi leírás szerint pedig kevés magnézium-szulfátot és sok alumínium-szulfátot tartalmazó oldat hőkezelésével állítanak elő ultrafinom szemcsézettségű aluminium-oxidot. Bár az így a hőkezeléssel előállított magnézium-oxid hatása kedvezőbb, a zsugorítási hőmérséklet változatlanul túlságosan magas.A more homogeneous tissue ceramic may be obtained by adding magnesium other water-soluble compound to the alumina instead of the commonly used magnesium oxide, preferably prior to calcination, thus suggesting the use of magnesium nitrate solution in Shaw, Brit. Ceram. Trans. J., 83 (5), 138 (1984)] and Ikegami (J. Amer. Soc., 67 (3), 174 (1984)]. No. 172,193. According to the Hungarian patent, ultrafine alumina is produced by heat treatment of a solution containing a small amount of magnesium sulfate and a large amount of aluminum sulfate. Although the effect of the magnesium oxide thus obtained by heat treatment is more favorable, the shrinkage temperature remains too high.

A zsugorítási hőmérséklet csökkentésére különféle adalékanyagokat alkalmaztak: így a 13ΒεΟ.7Υ2θβ képletű szinterport [163 704 lsz. magyar szabadalmi leírás]; titán-dioxidot [Bruch, J. Amer. Ceram. Soc., 55 (2), 114 (1972)] vagy 1 % tantál(V)-oxidot, magnézium-oxidot és nikkel(II)-oxidot [Coble, Amer. Ceram. Soc. Abstr., 1983, 225].Various additives have been used to reduce the shrinkage temperature, such as the sintering of formula 13ΒεΟ.7Υ2θβ [163,704; Hungarian Patent Specification]; titanium dioxide (Bruch, J. Amer. Ceram. Soc., 55 (2), 114 (1972)] or 1% tantalum (V) oxide, magnesium oxide and nickel (II) oxide (Coble, Amer. Ceram. Soc. Abstr., 225, 1983].

A zsugorítási hőmérséklet akár 1400-1600 °C-ra is csökkenthető 2 tömeg % titán-dioxid és 2 tömeg % mangán(II)-oxid egyidejű hozzáadásával vagy 3-6 tömeg % szilikát, elsősorban talkum, kordierit vagy amortit adagolásával. Az így készített kerámia tulajdonságai azonban már a benne jelenlevő sok egyéb anyagtól is függnek. Ez egyes esetekben előnyös lehet, például az aluminium-oxid-alapú kerámia könynyebb fémezhetősége vagy gazdaságosabb előállítása érhető el, nem ad lehetőséget azonban nagytisztaságú aluminium-oxid kerámiák készítésére.The shrinkage temperature can be reduced to 1400-1600 ° C by the simultaneous addition of 2% by weight of titanium dioxide and 2% by weight of manganese (II) oxide or by addition of 3-6% by weight of silicate, in particular talc, cordierite or amortite. However, the properties of the ceramic so produced depend on many other materials already present. This may be advantageous in some cases, such as the easier metallization or economical production of alumina-based ceramics, but does not allow the production of high purity alumina ceramics.

A találmány célja olyan eljárás biztosítása, amely minimális mennyiségű szemcseméret-növekedést gátló és zsugorítást elősegítő adalékanyag alkalmazásával teszi lehetővé legalább 99 tömeg % aluminium-oxidból álló kerámiák előállítását viszonylag alacsony hőmérsékletű szintereléssel.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process that allows the production of ceramics consisting of at least 99% by weight of alumina by relatively low temperature sintering using a minimum amount of grain size inhibiting and shrinkage enhancing additive.

Azt találtuk, hogy a fenti célt eleijük, ha a kerámiai idomtestek alapanyagát képező aluminium-vegyülethez/vegyületekhez annak/azok aluminium-oxidban kifejezett mennyiségére számított 0,05-0,5 tömeg % ittrium-oxidot vagy vele egyenértékű mennyiségű, hevítéssel oxiddá alakítható ittriumsót adunk, a keveréket célszerűen őrléssel homogenizáljuk, majd kalcinálással az ittrium-oxid legalább 80 tömeg %-át reagáltatjuk az aluminium-oxiddal, és/vagy ugyanolyan vagy eltérő aluminium-vegyülethez/vegyületekhez annak/azok aluminium-oxidban kifejezett mennyiségére számított 0,05Ό,5 tömeg % lantán-oxidot vagy vele egyenértékű mennyiségű, hevítéssel oxiddá alakítható lantánsót adunk, a keveréket célszerűen őrléssel homogenizáljuk, majd kalcinálással a lantán-oxid legalább 80 tömeg %-át reagáltatjuk az aluminium-oxiddal, és/vagy ugyanolyan vagy eltérő alumínium-vegy ülethet/vegyületekhez annak/azok aluminium-oxidban kifejezett mennyiségére számított 0,05-0,5 tömeg % neodimium-oxidot vagy vele egyenértékű mennyiségű, hevítéssel neodimium-oxiddá alakítható neodimiumsót adunk, a keveréket célszerűen őrléssel homo-23 genizáljuk, majd kalcinálással a neodimium-oxid legalább 80 tömeg %-át reagáltatjuk az aluminium-oxiddal, majd az ily módon aktivált két- vagy háromféle aluminium-oxidot összekeverjük, és a kapott, tiszta oxidokban kifejezve összesen 0,1-1 tömeg % adalékanyagot tartalmazó keveréket őrlésnek vetjük alá, a kész kerámiai alapanyagot önmagában ismert módon formatestekké alakítjuk, végül 1450 °C feletti hőmérsékleten zsugorítjuk.It has been found that the above object is achieved by providing 0.05-0.5% by weight of yttrium oxide or an equivalent amount of the yttrium salt to be converted to the oxide to be heated to the alumina compound (s) which is the base material of the ceramic bodies. the mixture is preferably homogenized by milling and then calcining with at least 80% by weight of yttrium oxide with alumina and / or 0.05Ό of the same or different aluminum compound (s), expressed as alumina, 5% by weight of lanthanum oxide or an equivalent amount of lanthanum salt which can be converted to heating oxide, is conveniently homogenized by milling and then calcined with at least 80% by weight of lanthanum oxide and / or the same or different alumina compounds. can be exceeded for compounds in alumina 0.05-0.5% by weight of neodymium oxide or equivalent neodymium salt which can be converted to neodymium oxide by heating, preferably by homogenization of the mixture by milling, followed by calcination of at least 80% by weight of neodymium oxide. then mixing the two or three kinds of alumina activated in this way and milling the resulting blend containing 0.1 to 1% by weight of the additive, expressed as pure oxides, to form the finished ceramic base into molds known per se. and finally shrink at temperatures above 1450 ° C.

A találmány alapja az a felismerés, hogy kerámiái célra sokkal kedvezőbb anyagot kapunk, ha a zsugorítás folyamán bekövetkező szemcsenövekedést gátló adalékokat és az újrakristályosodást elősegítő adalékokat nem a már „túlégetett aluminium-oxidhoz őröljük hozzá, hanem még az utolsó hőkezelés előtt, és így ezek jelenlétében végezzük el a módosulatváltozást okozó, a szemcsehalmazokat tömörítő hőkezelést.The invention is based on the discovery that a much more advantageous material for ceramic purposes is obtained by grinding the anti-shrinking additive and recrystallization additives not into the already "over-burned alumina", but before the final heat treatment and perform heat treatment that modifies the granules, causing the change of the granules.

A találmány alapja az a további felismerés. hogy a találmánnyal elérhető kedvező hatás csak akkor biztosítható, ha a szemcsenövekedést gátló és a zsugorítást elősegítő adalékanyagokat nem együtt, hanem külön-külön adjuk hozzá az aluminium-vegyülethez, s az aluminium-vegyület és egy adott adalékanyag keverékét különálló kalcinálásnak vetjük alá. Azaz, ahányféle adalékanyaggal dolgozunk, annyiféle aktivált aluminium-oxidot állítunk elő, és ezeket később a kívánt arányban összeőrölve kapjuk a formázásra kész, finom szemcsézettségű kerámiai alapanyagot.The present invention is based on the further discovery. that the beneficial effect of the invention can be achieved only if the anti-particle growth and shrinkage additives are added separately to the aluminum compound and the mixture of aluminum compound and a given additive is subjected to separate calcination. That is, as many types of additives are processed, so many activated alumina are produced and subsequently milled in the desired proportions to form a finely divided ceramic base ready for molding.

A találmány alapja továbbá az a felismerés, hogy mind a szemcsenövekedés gátlására, mind az újrakristályosodás elősegítésére kedvezően alkalmazhatunk olyan háromértékű ritka földfémek vegyületeit, amelyek ionsugara összefér az aluminiumionsugarával, és így e ritka földfémek oxidjai hőhatásra stabilan beépülnek az aluminium-oxid kristályrácsába. A találmány szerinti eljárás körülményei között e ritka földfém-oxidok már néhány tized tömeg % mennyiségben jelentősen befolyásolják a zsugorítási viselkedést illetve a kész, polikristályos szövetszerkezetű kerámia végső jellemzőit.The present invention is also based on the discovery that trivalent rare earth metal compounds having an ion beam compatible with aluminum ion beam can be advantageously used to inhibit particle growth and to promote recrystallization so that oxides of these rare earth metals are stably incorporated into the oxide of the alumina. Under the conditions of the process of the present invention, these rare earth oxides have a significant effect on the shrinkage behavior as well as the final properties of the finished polycrystalline woven ceramic, even in the tens of percent by weight.

A találmány szerinti eljárásnál aluminium-vegyületként előnyösen aluminium-hidroxidot [Al/OH/g], böhmitet [A10/OH/], 1000 °C alatti hőmérsékleten kialakított gamma-módosulatú aluminium-oxidot [A^Oj] vagy 1300-1500 °C hőmérsékleten „előkalcinált , még reakcióképes alfa-aluminium-oxidot alkalmazunk. Használjuk több aluminium-vegyület keverékét is.Preferred aluminum compounds in the process of the present invention are aluminum hydroxide [Al / OH / g], boehmite [A10 / OH /], gamma-modified alumina [Al2O3] formed at temperatures below 1000 [deg.] C. or 1300-1500 [deg.] C. temperature-reactive, alpha-alumina reactive. Use a mixture of several aluminum compounds.

Különösen előnyösen 1300-1500 °C-on „előkalcinált alfa-aluminium-oxidot alkalmazunk.It is particularly preferred to use a pre-calcined alpha-alumina at 1300-1500 ° C.

Az adalékanyag ittrium-oxid [Υ2θ3’ °Ρ· 2415 °C] és/vagy lantán-oxid[La2O3, op. 2307 °Cj és/vagy neodimium-oxid [Nd2O3, op. 2272 °C], amelyek hevítéskor reakcióba lépnek az aluminium-vegyületekkel, így a gamma- és/vagy alfa-aluminium-oxiddal [Α^Οβ, op. 2040 °C]. A fenti oxidok helyett azonban olyan ittrium-, lantán- illetve neodimium-sót, például szulfátot is használhatunk, amely hevítésre oxiddá alakul át. A fémsót vizes oldatban is hozzáadhatjuk az aluminium-vegyülethez.The additive is yttrium oxide [Υ 2θ 3 ′ 24 24 2415 ° C] and / or lanthanum oxide [La 2 O 3 , op. 2307 ° C and / or neodymium oxide [Nd 2 O 3 , m.p. 2272 ° C], which upon heating react with aluminum compounds such as gamma and / or alpha alumina [Α ^ Οβ, m.p. 2040 ° C]. However, instead of the above oxides, yttrium, lanthanum and neodymium salts, such as sulfates, which are converted to oxides upon heating, may be used. The metal salt may also be added to the aluminum compound in aqueous solution.

Az előzőekben felsorolt aluminium-vegyülethez vagy az aluminium-vegyületek keverékéhez — a tiszta aluminium-oxid-tartalomra vonatkoztatott — 0,05-0,5 tömeg %, előnyösen 0,2 tömeg % ittrium-oxidot vagy ezzel egyenértékű mennyiségű, hevítéssel oxiddá alakítható ittriumsót adunk, a keveréket homogenizáljuk — célszerűen őrléssel —, majd általában 1500-1600 C-on annyi ideig kalcináljuk, amíg az ittrium-oxidnak legalább a 80 %-a nem reagált az aluminium-oxiddal. Tapasztalataink szerint ehhez legalább 4-6 órás hőkezelés szükséges az előtömörített por esetén. A végbemenő szilárdfázisú reakció eredményeként YAIO3 és Y3AI5O12 képletű, 1860-1930 °C olvadáspontú vegyületek képződnek, amelvek finom eloszlásban beépülnek az aluminium-oxidba. Ilyen módon a jelen leírásban „A-típusú ’ megjelöléssel ellátott kalcinált aluminium-oxidot kapunk, amely finom szemcsés, mivel a bevitt ittrium-oxid mind ennél a kalcinálásnál, mind a későbbi színterelésnél szemcsenövekedést gátló hatást fejt ki. Tapasztalataink szerint ezt a hatást kevés magnézium-oxid jelenléte erősítheti.0.05 to 0.5% by weight, preferably 0.2% by weight, of yttrium oxide, or an equivalent amount of the yttrium salt, which can be converted to oxide by heating, for the above-mentioned aluminum compound or mixture of aluminum compounds, based on the pure aluminum oxide content. the mixture is homogenized, preferably by grinding, and then generally calcined at 1500-1600 ° C until at least 80% of the yttrium oxide has reacted with the alumina. In our experience, this requires a heat treatment of at least 4-6 hours for the pre-compacted powder. As a result of the solid phase reaction, compounds YAIO3 and Y3AI5O12, m.p. 1860-1930 ° C, are formed, which are incorporated finely in alumina. In this way, the present specification provides calcined alumina, designated "Type A", which is fine-grained, since the introduced yttrium oxide exhibits an anti-particle growth inhibitory effect on both this calcination and subsequent color shift. In our experience, this effect may be enhanced by the presence of a small amount of magnesium oxide.

Az A-típusú aluminium-oxid előállításához használt kiindulási aluminium-vegyülettel vagy aluminium-vegyületkeverékkel azonos vagy eltérő aluminium-vegyülethez vagy aluminium-vegyületkeverékhez — a tiszta aluminium-oxid-tartalomra vonatkoztatott — 0,05-0,5 tömeg %, előnyösen 0,3 tömeg % lantán-oxidot vagy ezzel egyenértékű mennyiségű, legalább 1450 °C hőmérsékleten hevítéssel oxiddá alakítható lantánsót adunk, majd hasonló módon járunk el, mint az A-típusú aluminium-oxid készítésénél. Ebben az esetben AlgLaOg képlettel leírható, 1830 °C olvadáspontú aktív vegyület képződik, amely homogén eloszlásban van jelen az aluminium-oxidban, s a zsugorítást jelentős mértékben elősegíti. Az így kapott kalcinált aluminium-oxidot a leírásban ,,B-típusú aluminium-oxidnak nevezzük.0.05 to 0.5% by weight, preferably 0, based on the pure alumina content, of the same or different aluminum compound or aluminum compound mixture as the starting aluminum compound or aluminum compound mixture used to produce the type A alumina. 3% by weight of lanthanum oxide or an equivalent amount of lanthanum salt which can be converted to an oxide by heating at a temperature of at least 1450 ° C is then followed in a similar manner to the preparation of type A alumina. In this case, the active compound, AlgLaOg, with a melting point of 1830 ° C, which is homogeneously distributed in the alumina, is formed, which greatly facilitates the shrinkage. The resulting calcined alumina is referred to herein as "B-type alumina".

Ugyanolyan vagy eltérő aluminium-vegyület/ek/hez, mint amely/ek/et az A-típusú vagy B-típusú aluminium-oxid készítésénél használtunk, a tiszta aluminium-oxid-tartalomra vonatkoztatott 0,05-0,5 tömeg %, előnyösen 0,3 tömeg % neodimium-oxidot vagy ezzel egyenértékű mennyiségű, hevítéssel oxidüá alakítható neodimiumsót adunk, majd hasonló módon járunk el, mint az A-típusú aluminium-oxid készítésénél. A kalcinálás során AlNdO^ illetve AlgNd20jj képletekkel leírható, 1750-2050 °C olvadáspontú aktív vegyületek képződnek, amelyek mind a zsugorítást elősegítik, mind a szemcsenövekedést gátolják. Az így nyert kalcinált aluminium-oxidot a leírásban ,,C-típusú aluminium-oxidnak nevezzük.For the same or different alumina compound (s) as used in the preparation of the alumina type A or type B, 0.05-0.5% by weight based on the pure alumina content, preferably 0.3% by weight of neodymium oxide, or an equivalent amount of neodymium salt that can be converted to heat oxidation, is added followed by a procedure similar to that used for the preparation of type A alumina. During calcination, the active compounds described by the formulas AlNdO2 and AlgNd20jj, m.p. 1750-2050 ° C, are formed which both promote shrinkage and inhibit grain growth. The resulting calcined alumina is referred to herein as "C-type alumina".

A találmány értelmében a kapott Α-, B- és C-típusú aluminium-oxidok közül legalább kettőt összekeverünk olyan arányban, hogy az adalékanyagok tiszta oxidokban kifejezett összmennyisége 0,1-1 tömeg '3 legyen. Így A + B, A * C, B + C vagy Λ * B + C típusú keveréket készítünk, célszerűen őrléssel, majd a por-35 keveréket száraz vagy nedves közegű őrléssel finomcsézettségűvé alakítjuk. Az őrléssel előnyösen olyan porkeveréket állítunk elő,amelyben a szemcsék 90-95 tömeg %-a 4-6 mm alatti méretű, s ezen belül a szemcsék 50 %-a 1-3mm alatti, előnyösen 1 mm alatti méretű.According to the present invention, at least two of the resulting Α, B and C alumina oxides are mixed in such a proportion that the total amount of additives, expressed as pure oxides, is 0.1 to 1% by weight. Thus, a mixture of type A + B, A * C, B + C or típusú * B + C is prepared, preferably by grinding, and then the powder-35 mixture is ground to dry granulation by wet or dry milling. Grinding preferably produces a powder mixture in which 90-95% by weight of the particles are smaller than 4-6mm, and within that 50% of the particles are less than 1-3mm, preferably less than 1mm.

Az így kapott porkeveréket önmagában ismert módon formázzuk, például fröccsöntéssel, sajtolással, öntéssel, extrudálással stb., majd tömörre zsugorítjuk 1460-1700 °C közötti hőmérsékleten, előnyösen 1550 °C-on, 2-10 óra alatt, általában 4 óra alatt. Ehhez rendszerint 100-300 °C/óra sebességű felfűtést alkalmazunk .The powder blend thus obtained is shaped in a manner known per se, for example by injection molding, extrusion, molding, extrusion, etc., and then compacted at a temperature of 1460-1700 ° C, preferably 1550 ° C, for 2-10 hours, usually 4 hours. Typically, heating is carried out at 100-300 ° C / hour.

A szinterelésnél alkalmazott paramétereket a porkeverék kémiai összetételétől, a kiindulási nyerssűrűségtől, az idomtestek méretétől és falvastagságától függően választjuk meg, s célszerűen oxidáló atmoszférát alkalmazzuk, azaz a zsugorítást levegő jelenlétében végezzük.The parameters used for sintering are chosen depending on the chemical composition of the powder mixture, the starting raw density, the size of the shaped bodies and the wall thickness, preferably using an oxidizing atmosphere, i.e., shrinking in the presence of air.

E második, tömörítő hőkezelés (színterelés) során lejátszódó szilárdfázisú reakciók sebességét végsősoron — az alkalmazott hőmérséklet, idő stb. mellett — a különböző olvadáspontú és affinitású fémoxidok és az ezekből a kalcinálás során kialakított, alacsonyabb olvadáspontú vegyületeik egymás közötti, bonyolult mechanizmus szerint lejátszódó reakcióik sebessége határozza meg. Eközben az alacsonyabb olvadáspontú vegyületek a nagy fölöslegben lévő aluminium-oxiddal fokozatosan „feldúsulva stabilan beépülnek annak kristályrácsába, miközben az idomtest térfogata csökken. Mivel ebben a rendszerben a reakciók az emelkedő hőmérséklet függvényében, időben elnyújtva mennek végbe, az idomtest mintegy 15-17 %-os lineáris zsugorodása is fokozatosan történik, ami a kerámia elrepedezését gátolja, s ez igen előnyös. Ezt segíti még elő az adalékok nyújtotta alacsonyabb zsugorítás! hőmérséklettel összefüggő kisebb hőkiterjedés is.The speed of these second solid phase reactions during compression heat treatment (color deflection) is ultimately determined by the temperature, time, etc. employed. in addition, the metal oxides of different melting points and affinities and their lower melting point compounds formed during calcination are determined by the rate at which they undergo a complex mechanism. Meanwhile, the compounds with lower melting point are gradually "enriched" in the crystal lattice, with a large excess of alumina, while the volume of the shaped body is reduced. Since the reactions in this system proceed over time as the temperature rises, the linear shrinkage of the molded body by about 15-17% is gradual, which prevents cracking of the ceramic, which is very advantageous. This is further facilitated by the lower shrinkage of the additives! also lower thermal expansion due to temperature.

Mindemellett az egyszerű vagy bonyolult alakzatú idomtestek az ismert kerámiagyártó berendezésekkel gazdaságosan előállíthatók.In addition, simple or complex shaped bodies can be produced economically using known ceramic manufacturing equipment.

Általában a különböző minőségű aluminium-vegyületek és adalékanyagok használatával előállított kerámiák fokozottabban felelnek meg egy adott területű felhasználásra. így az A + B típusú keverékekből készült termékek nagy megbízhatóságú elektronikai, elektrotechnikai, az A + C típusú keverékekből nyert termékek elsősorban mechanikailag kopásálló, hosszú élettartamú, míg a B + C típusú keverékekből készült termékek kiemelkedően jó hőtechnikai és kémiailag ellenálló tulajdonságaikkal tűnnek ki. Az A + B + C típusú keverékek esetén kapjuk a legalacsonyabb hőmérsékletű zsugorítást, ami főleg nagyméretű, bonyolult alakzatú. mélyen tagolt vagy menettel ellátott, sima felületű idomtestek előállításánál előnyös.Generally, ceramics made using different grades of aluminum compounds and additives are more suited to a specific application. Thus, products made from A + B blends exhibit high reliability in electronic, electrical, A + C blends with primarily high mechanical and wear resistance, while B + C blends have outstanding thermal and chemical properties. For A + B + C blends, the lowest temperature shrinkage is obtained, which is mainly large in complex shape. it is advantageous for the production of deeply shaped or threaded, smooth-surface shaped bodies.

A találmány szerinti eljárás kivitelezésénél jól használható a 179 981 lsz. magyar szabadalmi leírásban ismertetett kezelés, amely szerint kevés vizes aluminium-szulfát-oldat jelenlétében végzett kalcinálás után az aluminium-oxid por laza szerkezetű marad és igen könnyen finomszemcsézettségűre ó'rölhető. Ugyancsak hasznos a 165 357 lsz. magyar szabadalmi leírás szerinti, poliizobutilén sajtolási segédanyagra vonatkozó eljárás is, mely már kis fajlagos nyomásoknál 2,4 g/cm3 körüli nyerssűrűség kialakítását teszi lehetővé.In the practice of the present invention, U.S. Pat. The treatment disclosed in Hungarian Patent No. 5,198,123, according to which after calcination in the presence of a small amount of an aqueous solution of aluminum sulphate, the alumina powder remains loose in structure and very easily milled to a fine grain. 165 357 pages are also useful. It is also a process for polyisobutylene stamping aids according to Hungarian Patent Application No. 4,600,12, which enables to produce a bulk density of about 2.4 g / cm 3 at low specific pressures.

Λ találmány szerinti eljáráshoz további, ismert adalékanyagokat is felhasználhatunk különleges tulajdonságú kerámiai termékek előállításához. így az aluminium-oxid kerámia fémezését és egyben forraszthatóságát elősegítő szilikátot [177 450 lsz. magyar szabadalmi leírás], a hőlökésállóságát fokozó cirkónium-oxidot, krómoxidot vihetünk be, vagy az ütés-állóságát és a nagy hőmérséklet-változásokkal szembeni ellenállását növelő fém króm, kobalt stb. adagolásával az ún. cermetek készítésére is mód nyílik.Other known additives for the production of ceramic products with special properties may also be used in the process of the invention. Thus, silicate for promoting the metallization and solderability of alumina ceramics [177,450]. zirconium oxide, chromium oxide to enhance heat shock resistance, or metal chromium, cobalt, etc. to enhance impact resistance and high temperature variations. with the so-called cermets can also be made.

A találmányt az alábbi példákkal részletesen ismertetjük:The invention is illustrated in detail by the following examples:

7. példa (A + B típusú keverék)Example 7 (Mixture A + B)

Korundgolyós malomba bemérünk 998 g aluminium-oxiddal egyenértékű, 1557 g, súly állandóságig szárított, technikai minőségű aluminium-hidroxidot [Al/OH/g]. Külön bemérünk 2 g ittrium-oxiddal egyenértékű 4,2 g technikai minőségű ittrium-szulfátot [Yg/SO^/g], amelyből szobahőmérsékleten telített vizes oldatot készítünk, majd az aluminium-hidroxidho7 öntve együttes, 2 órás homogenizáló keverést alkalmazunk. Ezt követően a „félszáraz port izzítótokba téve 1500 °C-on 3 órás hőkezeléssel kalcináljuk. Az így aktivált (A-típusú) aluminiiim-oxidot a későbbiek szerint finom-őrlésnek vetjük alá.A corundum ball mill is weighed with 998 g of alumina equivalent to 1557 g of technical grade aluminum hydroxide [Al / OH / g] dried to constant weight. 4.2 g of technical grade yttrium sulfate [Yg / SO2 / g], equivalent to 2 g of yttrium oxide, are separately weighed, and then a saturated aqueous solution is prepared at room temperature, and the aluminum hydroxide solution is poured together for 2 hours. The semi-dry powder is then calcined at 1500 ° C for 3 hours by heat treatment. The activated alumina (type A) thus activated is subjected to fine grinding as described below.

Ugyancsak korund-golyókkal őrlő malomba bemérünk 997 g aluminium-oxiddal egyenértékű, fenti minőségű aluminium-hidroxidot. Hozzámérünk 3 g, 95 %-ban 1 „unt alatti átlagos szemcsefinomságú, technikai minőségű lantán-oxidot (LagOg), majd célszerűen száraz közegben, 2 órás homogenizálással egybekötött őrlés után 1500 °C-on 4 órán át kalcináljuk.997 g of aluminum hydroxide of the same quality as the above grade are also weighed into a mill with corundum balls. 3 g of technical grade lanthanum oxide (LagOg) having an average particle size of less than 1 µm (95%) are weighed and preferably calcined in a dry medium at 1500 ° C for 4 hours after homogenization.

kz így kapott, aktivált (B-típusú) aluminium-oxidból 500 g-ot a fenti A-típusú aluminium-oxid 500 g-jával, célszerűen korundgolyós malomban, száraz-közegben összeőrlünk, úgy, hogy a szemcseméret 95 %-a átlagosan 5 /im alatti, s ezen belül 50 %-a 2mm alatti legyen.500 g of the thus obtained activated alumina (type B) is ground with 500 g of the above type A alumina, preferably in a corundum ball mill, in a dry medium such that 95% of the particle size is / im, within which 50% should be less than 2mm.

Az őrleményt szitálás után ismert módon paraffinos fröccsöntéssel formázzuk, majd az idumtesteket paiaffinmentesítés után levegő (oxidáló) atmoszférájú kemencében 1550 °C-on 8-10 órás hőkezeléssel törne rre zsugorítjuk.After sieving, the mill is molded in a known manner by paraffin injection molding, and the corpuscles are then fractured in an air (oxidizing) atmosphere at 1550 [deg.] C. for 8 to 10 hours after demineralization.

Az így készített, névlegesen 99,5 tömeg % AI2°3’ 0,2 tömeg % YgOg és 0,3 tömeg % LagOg tartalmú kerámiák sűrűsége 3,92 g/cnr3, vízfelvétel 0 %- (a fukszin-próba negatív). Hajlítószilárdság 400 MPa. Dielektromos veszteségi tényező 10 MHz-nél 20 °Con mérve 2-4x10^, míg a dielektromos állandó értéke 9,2. Villamos szigetelési ellenállás: 20 kV/mm. A kerámia átlagos szemcsemérete (mikroszkópos felvételek alapján mérve):4,6mm;felületi érdesség(talysufr mérések alapján) Ra = 3/im. Rockwell keménység:82.The ceramics thus prepared, having a nominal content of 99.5 wt% Al 2 ° 3 '0.2 wt% YgOg and 0.3 wt% LagOg, had a density of 3.92 g / cm 3 and a water uptake of 0% (fuchsin test negative). . Bending strength 400 MPa. The dielectric loss coefficient at 10 MHz, measured at 20 ° C, is 2-4 x 10 4, while the dielectric constant is 9.2. Electrical insulation resistance: 20 kV / mm. The average particle size of the ceramic (measured by microscopic images) is 4.6mm, the surface roughness (based on talysufr measurements) R a = 3 µm. Rockwell hardness: 82.

-4Ί-4Ί

Felhasználás: elsősorban villamosipari szigetelési célokra, például mint nagyfrekvenciás tekercstest, fűtőelemtartó , kapocsléc, érátvezető.Uses: mainly for electrical insulation applications, eg as high frequency coil body, heating element holder, terminal block, earth conductor.

2. példa (A + C típusú keverék)Example 2 (Type A + C mixture)

Korund őrlőtesteket tartalmazó malomba bemérünk 997 g aluminium-oxiddal egyenértékű, 1525 g, szárított, technikai minőségű aluminium-hidroxidot és 3 g, 95 %-ban átlagosan l/im alatti szemcsefmomságú neodimium-oxidot (N^Oj), majd 2 órás homogenizálás után 1500 °C hőmérsékleten 4 órán át kaiéin áljuk.Weigh into a mill containing corundum cores 997 g of alumina equivalent to 1525 g of dried technical grade aluminum hydroxide and 3 g of neodymium oxide with a particle size of less than 95%, on average, and after 2 hours of homogenization Stir at ca. 1500 ° C for 4 hours.

Az így készített, aktivált (C-típusú) aluminium-oxidból őrlőmalomba bemérünk 100 g-ot, hozzámérünk az 1. példa alapján készített, A-típusú aluminium-oxidból 500 g-ot, s a porkeveréket az 1. példánál leírt módon finomra őröljük.100 g of activated alumina (type C) thus prepared are weighed into a mill, 500 g of alumina type A prepared according to Example 1 are weighed and the powder mixture is finely ground as described in Example 1.

Ezt követően az alapanyagot vizes közegű öntéssel, ismert módon gipsz-formába visszük, majd szárítás után 1650 °C-on, levegő atmoszférában, az idomtestek méretétől, falvastagságától függően, 6-10 órás hőkezeléssel zsugorítjuk.Subsequently, the stock is poured into gypsum by casting with an aqueous medium, and after drying at 1650 ° C in an air atmosphere, depending on the size and thickness of the moldings, is heat-shrunk for 6-10 hours.

Az így kapott, névlegesen 99,7 tömeg % A^Oj, 0,2 tömeg % Is^O^ és 0,06 tömeg % Υ2θ3 tartalniú kerámiák sűrűsége 3,94 g/cm3. Vízfelvétel: 0 % (a fukszin-próba negatív). Hajlítószilárdság: 420 MPa. Keménység: Mohs 9. Átlagos szemcseméret 5,4 ,um.The resulting nominally 99.7% by weight of ^ Oj, 0.2 wt% for ^ O ^ and 0.06 wt% Υ2θ3 reserve lN IU ceramics density of 3.94 g / cm third Water uptake: 0% (fuchsin test negative). Bending strength: 420 MPa. Hardness: Mohs 9. Average particle size 5.4 µm.

Felhasználás: nagy szilárdságú és nagy kopásállóságú célokra, például mint présbetét, nyomólap, csúszócsapágy, ásványolaj-ipari iszap- és zagyszivattyú-elem, homokfúvó fúvóka stb.Application: for applications with high strength and high abrasion resistance, for example as press pad, pressure plate, slide bearing, petroleum sludge and slurry pump element, sandblasting nozzle, etc.

3. példa (B + C típusú keverék)Example 3 (B + C mixture)

Korundgolyókkal őrlő malomba bemérünk 997 g, legfeljebb 1300 °C hőmérsékleten kalcinált, kerámiai célú, alkáliszegény, „G jelű timföldet (Almásfüzitői Timföldgyár). Hozzámérünk 3 g, 95 %-ban átlagosan 1 um alatti szemcsefinomságú lantán-oxidot (L^Oy), s 4 órás hőkezeléssel kalcináljuk (B-típus).997 g of calcareous alkaline-poor alumina "G" (Almásfüzitő Alumina Factory), calcined at a temperature of up to 1300 ° C, are charged into a mill with corundum balls. 3 g of lanthanum oxide with a particle size of less than 1 µm (95% average) were added and calcined by heat treatment (type B) for 4 hours.

Ezzel párhuzamosan ugyancsak „G jelű timföldből bemérünk 997 g-ot és hozzáadunk 3 g, 95 %-ban 1 zim alatti szemcsefinomságú neodimium-oxidot, majd a fentiek szerint megőröljük és kalcináljuk (C-típus).In parallel, 997 g of alumina G were weighed and 3 g of neodymium oxide having a particle size of less than 1 µm (95%) were added and then ground and calcined (type C).

Kihűlés után a kétféle módon aktivált aluminium-oxidokat 1:1 tömeg arányban összeőröljük, hogy a szemcsék 95 %-a átlagosan 5zim alatti, s ezen belül 50 %-a l-2jim alatti méretű legyen.After cooling, the alumina, activated in both ways, is milled in a 1: 1 weight ratio so that 95% of the particles are on average below 5 µm, and within that 50% are below 1-2 µm.

Az őrleményt paraffinos fröccsöntéssel formázzuk, paraffinmentesítjük és végül levegő atmoszférán 1500 °C-on 10 órás, vagy 1600 °C hőmérsékleten 4 órás hőkezeléssel tömörre zsugorítjuk.The mill is molded with paraffin injection molding, decaffeinated and finally compacted in an atmosphere of air at 1500 ° C for 10 hours or at 1600 ° C for 4 hours.

Az így készített, névlegesen 99,4 tömeg % Α^Οβ, 0,3 tömeg % és 0,3 tömeg % Ι^^Οβ tartalmú kerámiák sűrűsége 3,9 g/cm3. Vízfelvétel: 0 %. Hajlítószilárdság: 400 MPa. Lágyuláspont: 1740 °C. Az átlagos szemcseméret: 5,7 jjm.The ceramics thus prepared having a nominal density of 99.4% by weight of Α ^ Οβ, 0.3% by weight and 0.3% by weight of Ι ^^ ^β have a density of 3.9 g / cm 3 . Water uptake: 0%. Bending strength: 400 MPa. Softening point: 1740 ° C. Average particle size: 5.7 µm.

Felhasználásuk főleg hőtechnikai vonatkozású, például mint laboratóriumi és félüzemi izzítótégely, tégelyfedő, kemencealátét, elektromos fűtőszáltartó, plazmatorok, stb.Their use is mainly related to thermotechnical applications such as laboratory and semi-industrial incandescent crucibles, jar covers, furnace washers, electric filament holders, plasmators, etc.

4. példa (A + B típusú keverék)Example 4 (Type A + B mixture)

Nagy tisztaságú korundgolyókkal őrlő malomba bemérünk 999,5 g, 99,99 tömeg % A^Oj-ot és legfeljebb 0,002 tömeg % alkáliát tartalmazó, legfeljebb 1100 °C hőmérsékleten kalcinált aluminium-oxidot (SZIKKTI, Budapest). Külön bemérünk 0,5 g ittrium-oxiddal egyenértékű, analitikailag tiszta 1,1 g ittrium-szulfátot, melyből szobahőmérsékleten, desztillált vízzel telített oldatot készítünk, és hozzáöntjük a bemért aluminium-oxidhoz. Ezt követően 1 órás homogenizáló keverést végzünk. A „félszáraz port szitáljuk, majd izzítótokba téve levegő atmoszférán, 1500 °C-on 3 órás hőkezeléssel kalcináljuk (A-típus).999.5 g of alumina, calcined at a temperature of up to 1100 ° C, containing 99.99% by weight of Al 2 O and up to 0.002% by weight of alkali (SZIKKTI, Budapest) is charged to a mill with high purity corundum. Separately weighed 1.1 g of yttrium sulphate equivalent to 0.5 g of yttrium oxide, prepare a solution saturated with distilled water at room temperature and add to the weighed alumina. Subsequently, the mixture was homogenized for 1 hour. The semi-dry powder is sieved and then calcined in an incinerator under air atmosphere at 1500 ° C for 3 hours (Type A).

Ezzel párhuzamosan, ugyancsak nagy tisztaságú aluminium-oxidból őrlőmalomba bemérünk 999,5 g-ot, továbbá elkészítjük 0,5 g lantán-oxiddal egyenértékű, 0,9 g analitikailag tiszta lantán-szulfát [La2/ ÍSO/jí^] desztillált vizes telített oldatát. Ezt az aluminium-oxidhoz öntve homogenizáljuk, illetve a fentiek szerint kalcináljuk (B-típus).At the same time, 999.5 g of high purity alumina is weighed into a grinding mill and a solution of 0.9 g of lanthanum sulphate [La2 / 10SO / 3] equilibrated in water equivalent to 0.5 g of lanthanum oxide is prepared. . It is homogenized by casting on alumina or calcined as above (type B).

A kétféle adalékkal aktíváit aluminium-oxidokat 1:1 súlyarányban megőröljük, hogy a szemcsék 95 %-a 4-5 jim alatti és ezen belül 40-50 %-a l/im alatti méretű legyen.The alumina activated by the two types of additives is ground in a weight ratio of 1: 1, so that 95% of the particles are below 4-5 µm and within that 40-50% are below 1 µm.

Az így kapott porkeveréket az ismert poli-izobutilénes száraz sajtolással [165 357 lsz. magyar szabadalmi leírás] formázzuk, majd 1680-1700 °C-on 2-3 órás hőkezeléssel levegő atmoszférában tömörre zsugorítjuk.The powder mixture thus obtained is known by dry polyisobutylene dry compression. U.S. Patent No. 4,194,198, and then compacted to a solid temperature in an atmosphere of air at 1680-1700 ° C for 2-3 hours.

Az így készített, ún. nagy tisztaságú idom testek névleges Α^Οβ tartalma 99,9 tömeg %, 0,05 tömeg % Y2O j és 0,05 tömeg % Ε3β0β mellett. Sűrűség: 3,96 g/cm3 , vízfelvétel: 0 %.The so-called. high purity shaped bodies with a nominal Α ^ Οβ content of 99.9% by weight, 0.05% by weight of Y2O1 and 0.05% by weight of Ε3β0β. Density: 3.96 g / cm 3 , Water uptake: 0%.

Hajlítószilárdság: 420 MPa. Díelektromos veszteségi tényező 10 MHz-nél 20 °C-on mérve: lxlO'4, 9,6 GHZnél mérve: 7x10'^. Díelektromos állandó értéke: 9,8. Fajlagos (térfogati) ellenállás 100 V-nál 20 °C-on mérve: 10^ Ohm.cin, felületi ellenállás: 10^ Ohm,cm2. A kerámia átlagos szemcsemérete: 7,2/jni. Felületi érdesség, Ra = 4,8 ami. Rockwell keménység: 90.Bending strength: 420 MPa. Dielectric loss factor at 10 MHz at 20 ° C: 1x10 4 , 9.6 GHz: 7x10 4. Dielectric constant: 9.8. Specific (volumetric) resistance at 100 V at 20 ° C: 10 ^ Ohm.cin, surface resistance: 10 ^ Ohm, cm 2 . The average particle size of the ceramic is 7.2 / y. Surface roughness, R a = 4.8 which. Rockwell hardness: 90.

Felhasználás: elsősorban mikroelektronikai vonatkozású, kis- és nagyfrekvenciás célokra, nagy megbízhatóságú, aktív és passzív szigetelési célokra, például vékony-réteg integrált áramköri hordozólap polírozható kivitelben, hangolható URH tekercstest, számítógép leszedő fej, továbbá olyan célra, ahol kívánalom a kerámia fokozott mértékű kopásállósága, mint dróthúzó kaliber, vágókő, vagy 1800 °C hőmérséklet feletti kilágyulásánál fogva, nagytisztaságú fémekhez olvasztótégely, elektronsugaras hegesztőhöz katódkerámia, stb.Applications: primarily for microelectronic applications, for low and high frequency applications, for high reliability, active and passive insulation applications, such as thin-layer integrated circuit board in polished finish, tunable URH coil body, computer remover, and for applications where increased ceramic wear is desired such as wire drawing caliber, cutting stone, or due to its softening at temperatures above 1800 ° C, melting crucible for high purity metals, cathode ceramic for electron beam welding, etc.

5. példa (A + C típusú keverék)Example 5 (A + C mixture)

Korundgolyós malomba bemérünk 995 g „G jelű, legfeljebb 1300 °C-on kalcinált timföldet, hozzámérünk 4 g technikai minőségű ittrium-oxidot és 1 g technikai magnézium-oxidot (MgO). A porkeveréket megörüljük — célszerűen száraz közegben — úgy, hogy a szemcsék 90 %-a 5 jum alatti és ezen belül 50 %-a 2jum alatti méretű legyen. Szítálás után 1500 °Con 4 órás hőkezeléssel kalcináljuk, s az így kapott (A-típusú) aluminium-oxidot a következőképpen dolgozzuk fel.995 g of alumina "G" calcined at 1300 ° C are weighed into a corundum ball mill, 4 g of technical grade yttrium oxide and 1 g of technical magnesium oxide (MgO) are added. The powder mixture is milled, preferably in a dry medium, so that 90% of the particles are below 5 µm and within that 50% are below 2 µm. After sieving, it is calcined at 1500 ° C for 4 hours and the resulting alumina (type A) is processed as follows.

A fentivel párhuzamosan őrlőmalomba bemérünk 995 g legfeljebb 1000 °C hőmérsékleten izzított gamma-aluminium-oxidot és 5 g technikai minőségű neodimium-oxidot. A porkeveréket az előbbiek szerint megőröljük majd kalcináljuk.In parallel, 995 g of gamma-alumina and 5 g of technical grade neodymium oxide are annealed at a temperature of up to 1000 ° C. The powder mixture is ground and calcined as above.

Az így kapott (C-típusú) aluminium-oxidot 1:1 tömegarányban, célszerűen vizes közegben összeőröljük a fenti A-típusúval, úgy, hogy a szemcsék 95 %-aThe resulting alumina (type C) is ground in a 1: 1 weight ratio, preferably in aqueous medium, to the type A alumina so that 95% of the particles are

5-6jum alatti és ezen belül 50 %-a 3jum alatti méretű legyen.5 to 6 µm, and within that 50% should be below 3 µm.

A szuszpenziót - felületaktív anyag jelenlétében ismert módon — megfelelő gipsz-formába öntjük, majd kivétel után szárítjuk és végül 1480-1500 °C hőmérsékleten levegő atmoszférában, 8-10 órás hőkezeléssel tömörre zsugorítjuk.The suspension is poured into a suitable gypsum mold in a known manner in the presence of a surfactant, dried after removal and finally compacted at 1480-1500 ° C in an atmosphere of air for 8-10 hours.

Az így készített kerámiák névleges A^O-j-tartalma 99 tömeg %, 0,4 tömeg % Υ2θ3> θΊ tömeg % MgO és 0,5 tömeg % Ν02θβ mellett. Sűrűség: 3,90 gjcm3, vízfelvétel: 0 %, Hajlítószilárdság: 400 MPa. Átlagos szemcseméret.· 4,5jjm. Felületi érdesség, Ra= 3,3/im.The ceramics thus prepared have a nominal A ^Oj content of 99% by weight, 0.4% by weight Υ2θ3> θΊ% by weight MgO and 0.5% by weight Ν02θβ. Density: 3.90 g / cm 3 , Water uptake: 0%, Bending strength: 400 MPa. Average particle size · 4.5 µm. Surface roughness, R a = 3.3 µm.

Felhasználás: textilipari szálvezető, téglaipari húzó szájnyílás, üvegvágó test, továbbá vegyipari szivattyúelem és szelepülék stb.Applications: textile fiber guide, brick puller, glass cutting body, chemical pump element and valve seat, etc.

6. példa (B + C típusú keverék)Example 6 (B + C mixture)

Korundgolyós malomba bemérünk 996 g aluminium-oxiddal egyenértékű, 1172 g technikai minőségű, súlyállandóságig szárított böhmitet [A10/OH]. Külön bemérünk 4 g lantán-oxiddal egyenértékű, 13,6 g technikai minőségű lantán-nitrátot [La/NO^], melyből szobahőmérsékleten telített vizes oldatot készítünk. Ezt hozzáöntjük a bemért böhmithez és azzal 2 órán át homogenizáljuk.A corundum ball mill is charged with 996 g of alumina equivalent to 1172 g of technical grade dried boehmite [A10 / OH]. Separately, 13.6 g of technical grade lanthanum nitrate [La / NO2] equivalent to 4 g of lanthanum oxide are weighed to form a saturated aqueous solution at room temperature. This is added to the weighed buhmith and homogenized for 2 hours.

Ezt követően a „félszáraz port izzítótokba teszszük, majd levegő atmoszférán 1600 °C-on 3 órás hőkezeléssel kalcináljuk. s az így kapott (B-típusú) aluminium-oxidot a következőkben használjuk fel.The semi-dry powder is then placed in an incandescent bag and calcined in an atmosphere of air at 1600 ° C for 3 hours. and the resulting alumina (type B) is used as follows.

őrlőmalomba külön bemérünk 996 g, legfeljebb 1500 °C hőmérsékleten izzított ,,G jelű kerámiai aluminium-oxidot és hozzáöntjük 4 g neodimium-oxiddal egyenértékű, 16,7 g, technikai minőségű neodimium nitrát [Nd/NO3/3] szobahőmérsékleten telített vizes oldatát,és azzal 2 órás homogenizáló keverésnek vetjük alá. Ennek befejeztével a nedves port izzítótokba téve 1600 °C-on 3 órás hőntartással kalcináljuk.mill separately was charged with 996 g of not more than 1500 ° C fired ,, G, ceramic aluminum oxide, and was poured into 4 g of neodymium oxide equivalent, 16.7 g technical grade neodymium nitrate [Nd / NO 3/3] at room temperature with saturated aqueous solution of and subjected to homogenization for 2 hours. At the end of this, the wet powder is calcined at 1600 ° C for 3 hours in an incubator.

Az így készített (C-típusú) aktív aluminium-oxidot 1:1 tömeg arányban összeőröljük a fenti (B-típusú) aktivált aluminiuni-oxiddal, úgy, hogy az átlagos szemcseméret 95 %-ban 5min, s ezen belül 50 %-ban 2 mm alatti legyen.The thus prepared (type C) active alumina is ground in a ratio of 1: 1 by weight with the above (type B) activated alumina, such that the average particle size is 95% for 5 min and 50% for 2%. below mm.

Ezt követően a finomra őrölt porkeveréket ismert módon előkészítve extrudálással forinatestekké alakítjuk, majd szárítás után 1480-1500 C hőmérsékleten.Subsequently, the finely ground powder mixture is prepared by extrusion to form forine bodies and after drying at a temperature of 1480-1500 ° C.

célszerűen függesztve 6-10 órás hőkezeléssel zsugorítjuk, amikor is levegő (oxidáló) atmoszférát biztosítunk a kemencében.preferably suspended in heat for 6 to 10 hours to provide air (oxidizing) atmosphere in the furnace.

Az e módon előállított idomtestek névleges A^Oytartalma 99,2 tömeg %, 0,4 tömeg % ésThe shaped bodies produced in this way have a nominal A 2 O content of 99.2%, 0.4% and

0,4 tömeg % Ν02θ3 mellett. Sűrűség: 3,90 g/rn3, vízfelvétel: 0 %. Hajlítószilárdság: 400 MPa. Lágyulási hőmérséklet: 1720 °C. Átlagos szemcseméret: 4,2rnm. A felhasználás elsősorban hőtechnikai vonatkozású, például pirométer kapilláris és védőcső, izzítócső, kemence tartósín, továbbá vegyipari vonatkozásban mint saválló csővezeték, keverőbot és szár, tömködő rúd stb.0.4% by weight with Ν02θ3. Density: 3.90 g / rn 3 , water uptake: 0%. Bending strength: 400 MPa. Softening point: 1720 ° C. Average particle size: 4.2 nm. The applications are mainly related to thermotechnical applications such as capillary pyrometer and tube, glow tube, furnace rails, and also in chemical industry as acid-proof piping, stir bar and stem, sealing rod, etc.

7. példa (A + B + C típusú keverék)Example 7 (A + B + C mixture)

Korundgolyós malomba bemérünk 497 g technikai minó'ségű gamma-aluminium-oxidot és 3 g, átlagosan 1 jjm szemcseméretű, technikai minőségű ittrium-oxidot, majd 2 órás homogenizáló őrlés után 1500 °C hőmérsékleten 3 órás hőkezeléssel kalcináljuk (A-típus).497 g of technical grade gamma alumina and 3 g of technical grade yttrium oxide with a grain size of 1 µm were weighed into a corundum ball mill and calcined at 1500 ° C for 3 hours (type A) after homogenization.

Külön-külön bemérünk kétszer 495,5 g technikai minőségű gamma-aluminium-oxidot, majd hozzájuk mérünk 4,5-4,5 g átlagosan l^um szemcsefinomságú lantán-oxidot, illetve neodimium-oxidot. A porokat a fentiek szerint külön-külön kalcináljuk (B-, illetve C-típus).495.5 g of technical grade gamma alumina are weighed twice and then 4.5 to 4.5 g of lanthanum oxide and neodymium oxide having an average particle size of 4.5 µm are added. The powders are calcined separately (type B and type C, respectively).

A kihűlt 3x500 g tömegű port korundgolyós malomba téve finomra őröljük, hogy az átlagos szemcseméret 90 %-ban 5,um alatti és ezen belül 50 %-ban 11-2λιπι alatti legyen.The cooled 3x500 g powder is finely ground in a corundum ball mill to give an average particle size of 90% below 5 µm and within 50% below 11-2λιπι.

Az őrlemény egy részét ismert módon izosztatikus sajtolással, a másik részét — bonyolultabb alakzatú idomtestek előállítása céljából — fröccsöntéssel formázzuk, majd eló'égetés után, levegő atmoszférás kemencében 6-10 órás hőkezeléssel 1460-1500 °C hőmérsékleten tömörre zsugorítjuk.One part of the mill is known to be molded by isostatic molding and the other part is formed by injection molding to form more complex shaped bodies and then, after pre-firing, is densely compacted in an air atmosphere oven at 1460-1500 ° C for 6-10 hours.

Az e módon készített kerámiai ídomtestek névleges A^Oytartalina 99,2 tömeg %, 0,2 tömeg % ^2θ3’ θ’3 tömeg % Nd-,Ο^ és 0,3 tömeg % lantán-oxid mellett. Sűrűség: 3,94, illetve fröccsöntés esetén: 3,90 g/m3, vízfelvétel: 0 %. Átlagos szemcseméret: 4jum felületi érdesség, Ra = 2,2 >un. Hajlítószilárdság: 410, illetve 380 MPa. Lágyuláspont: 1710 °C.The ceramic bodies produced in this way have a nominal A ^ Oytartalina of 99.2 wt%, 0.2 wt% ^ 2θ3 'θ'3 wt% Nd, Ο ^ and 0.3 wt% lanthanum oxide. Density: 3.94 and for injection molding: 3.90 g / m 3 , water uptake: 0%. Average particle size: 4 µm surface roughness, R a = 2.2> un. Bending strength: 410 and 380 MPa, respectively. Softening point: 1710 ° C.

Felhasználás általános elektrotechnikai célra mint szigetelögyöngy, tekercstartó, kábclszorító, mechanikai célra mint homokfúvó fúvóka, textilipari szálterelő, fémipari koptató és fényesítő test, hőtechnikai vonatkozásban mint védőgázas hegcsztő-fúvóka, hőálló alátét, vegyipari célra mint sav- és lúgálló szelepgolyó, csapelem, csőtoldalék stb.Uses for general electrotechnical applications as insulating bead, coil holder, cable clamp, mechanical use as sandblasting nozzle, textile fiber deflector, metal abrasive and polishing body, for thermotechnical applications as shielding gas nozzle, heat-resistant washer, .

A fenti példák jól szemléltetik, hogy a találmány szerinti eljárás igen kedvező tulajdonságú kerámiai termékeket biztosít.The above examples illustrate that the process of the invention provides ceramic products with very favorable properties.

Claims (5)

Szabadalmi igénypontokClaims 1. Eljárás 99 - 99.9 tömeg aliiininiiini-oxid tartalmú, finom kristályos sz.övetszerkezetű kerámia Ídomtestek előállítására oxigén tartalmú szervetlenCLAIMS 1. A process for the production of ceramic bead bodies having fine-crystalline woven fabrics comprising 99 to 99.9% by weight of aluminine oxide. -611 aluminium-vegyület, előnyösen aluminium-hidroxid, böhmit, gamma-aluntinium-oxid, vagy alfa-aluminium-oxid, vagy ezek keverékének adalékanyagokkal történő aktiválása és zsugorítása útján, azzaljellemezve, hogy az oxigén tartalmú szervetlen aluminium-vegyület/ek/hez annak (azok) aluminium-oxidban kifejezett mennyiségére számított 0,05-0,5 tömeg % ittrium-oxidot, vagy lantán-oxídot, vagy neodimium-oxidot, vagy azok egyenértékű mennyiségű, hevítéssel oxiddá alakítható sóikat keverjük, a keveréket őrléssel külön-külön homogenizáljuk és legalább 1450 °C hőmérsékleten hőkezeljük, így az. adalékok legalább 80 tömeg %-át reagáltatjuk az aluminium-oxiddal, majd az ily módon aktivált két- vagy három-féle alumínium-oxidot összekeverjük, és a kapott - tiszta oxidokban kifejezve összesen 0,1-1 tömeg % adalékanyagot tartalmazó — keveréket őröljük, a kész kerámiai alapanyagokat önmagában ismert módon formatestekké alakítjuk, végül 1450 °C feletti hőmérsékleten zsugorítj uk.-611 aluminum compound, preferably aluminum hydroxide, boehmite, gamma-aluminium oxide, or alpha-alumina, or a mixture thereof, with additives, characterized in that the oxygen-containing inorganic aluminum compound (s) 0.05 to 0.5% by weight of yttrium oxide or lanthanum oxide or neodymium oxide or equivalent salts thereof, expressed as alumina (expressed as oxide), or by grinding thereof, and homogenizing and heat treating at a temperature of at least 1450 ° C. reacting at least 80% by weight of the additives with the alumina, then mixing the two or three kinds of alumina activated in this way, and milling the resulting mixture, containing 0.1-1% by weight of the additive, expressed as pure oxides, the finished ceramic raw materials are formed into molded bodies in a manner known per se, and finally sintered at temperatures above 1450 ° C. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kiindulási aluminium-vegyületként 1300-1500 °C-on kalcinált alfa-aluminium-oxidot alkalmazunk.Process according to claim 1, characterized in that the starting aluminum compound is calcined alpha-alumina at 1300-1500 ° C. 3, Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kiindulási aluminium-vegyület aktiválásához annak alumínium-oxidban kifejezett mennyiségé. re számított 0,2-0,3 tömeg % ittrium-oxidot, lantán10 -oxidot illetve neodimium-oxidot alkalmazunk.3. A process according to claim 1, wherein for activating the parent aluminum compound, it is present in an amount expressed as alumina. 0.2-0.3% by weight of yttrium oxide, lanthanum oxide and neodymium oxide. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a zsugorított kerámiai anyagban az adalékanyagok össznicnnyiségét 0,5-0,6 tömeg %-ra állít15 juk be.4. A process according to claim 1, wherein the total amount of additives in the sintered ceramic material is from 0.5 to 0.6% by weight. 5, Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a formatestek zsugorítását 1460-1700 °C közötti hőmérsékleten, előnyösen 1550 °C-onMethod according to claim 1, characterized in that the sintering of the molds is carried out at a temperature between 1460 and 1700 ° C, preferably at 1550 ° C. 20 végezzük.20.
HU184285A 1985-05-16 1985-05-16 Process for preparing ceramic bodies of fine crystalline structure HU192712B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU184285A HU192712B (en) 1985-05-16 1985-05-16 Process for preparing ceramic bodies of fine crystalline structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU184285A HU192712B (en) 1985-05-16 1985-05-16 Process for preparing ceramic bodies of fine crystalline structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU192712B true HU192712B (en) 1987-06-29

Family

ID=10956458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU184285A HU192712B (en) 1985-05-16 1985-05-16 Process for preparing ceramic bodies of fine crystalline structure

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU192712B (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Prochazaka et al. Microstructure of sintered mullite‐zirconia composites
US4977114A (en) Zirconia ceramics and method for producing same
US4595665A (en) High alumina sintered body
KR102360147B1 (en) Magnesium oxide-containing spinel powder and manufacturing method thereof
JP2009013063A (en) High strength porcelain and method therefor
JPH0475190B2 (en)
JPH0558722A (en) Aluminum titanate ceramics and its production
FI87187C (en) Precursor powder which can be transformed into a zirconia ceramic composite ceramic composite, composite made therefrom and process for making sinterable ceramic material
US4690911A (en) Zirconia ceramics and process for producing the same
Zhu et al. Influence of additive composition on thermal and mechanical properties of β–Si3N4 ceramics
US6475941B1 (en) Method for producing porcelain, porcelain and ceramic isolator formed from porcelain
US5302564A (en) Sintered microcrystalline ceramic material
US2805167A (en) Synthetic spinel refractory products
JP2003089578A (en) Light transmittable rare earth oxide sintered compact, and production method therefor
SK138493A3 (en) Method of manufacturing of sintering, mainly round shaped particles of oxide aluminate
JPH11322433A (en) Production of composite ceramic sintered body containing boron nitride, and the sintered body
JPH0553751B2 (en)
Domínguez et al. Influence of Fe3+ on sintering and microstructural evolution of reaction sintered calcium hexaluminate
Ganesh et al. Effect of preparation method on sinterability and properties of nanocrystalline MgAl2O4 and ZrO2-MgAl2O4 materials
HU192712B (en) Process for preparing ceramic bodies of fine crystalline structure
EP0325345B1 (en) Method of manufacturing ceramic artifact
Low et al. Processing of spodumene-modified mullite ceramics
Chen et al. Synthesis and characterization of (Sr 1− x′ K 2x) Zr 4 (PO 4) 6 ceramics
JP3076682B2 (en) Alumina-based sintered body and method for producing the same
JPS63103864A (en) Sintered formed body comprising partially stabilized zirconium oxide and manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
HU90 Patent valid on 900628
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee