NL8802343A - Gemodificeerde aluminiumoxydevezels. - Google Patents

Description

Η vj %

Reg. nr.: 129587 ydS/EV.

Gemodificeerde aluminiumoxydevezels.

Achtergrond van ae uitvinding

Deze uitvinding heeft betrekking op polykristallijne keramische vezels die almniniumoxyde en hafniutnoxyde en eventueel andere metaaloxyden bevatten en op nieuwe tussen-produkten voor hun vervaardiging. De werkwijze voor het 5 verminderen van de korrelgrootte van deze samenstellingen vormt ook onderdeel van de uitvinding.

Claussen et al. en Kriven et al. hebben studies gepubliceerd over een systeem van aluminiumoxyde, zirkoonoxyde en hafniumoxyde zie Advances in Ceramics, Vól 3, Science and 10 Technology of Zirconia, Heuer en Hobbs, editie 1981 respectie velijk Advances in Ceramics, Vol.12, Science and Technology of Zirconia IX, Claussen Ruhle en Heuer, editie 1984.

L.M. Lopato et al. geven een fasendiagram van aluminiumoxyde-hafniumöxyde in Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Neorganicheskie 15 Materialy, Feb, 1977, p.1331-1334. In Int. J. High Technology

Ceramics 2 (1986) 207-219 wordt melding gemaakt van een studie van systemen van de oxyden van aluminium, chroom, zirkoon en hafnium.

In U.S. 4. 665.040 wordt een bespreking gegeven van 20 aluminiumoxyde/zirkoonoxydepoeders die wellicht hafniumoxyde als verontreiniging bevatten. Geen van deze literatuurplaatsen spreekt over of leert iets aangaande korrelverfijning in systemen van aluminiumoxyde/hafniumoxyde en geen van deze literatuurplaatsen suggereert dat aluminiumoxyde/hafniumoxydevezels 25 mogelijk zijn en voordelen hebben.

Een aantal literatuurplaatsen beschrijft het vormen van keramische vezels. Representatief voor deze literatuurplaatsen zijn OS-A-4.125.406; US-A-3.308.015, US-A-3.992.498, US-A-3.950.478, ÜS-A-3.808.015 en GB-A-1.360.198.

30 Geen van deze octrooischriften vermeldt aluminiumoxydevezels die hafniumoxyde bevatten. Eén octrooischrift, GB-A-1.264.973 vermeldt hafniumoxyde als een mogelijke insluiting in aluminiumoxydevezels (blz. 1 regel 76), maar er wordt verder niets geleerd aangaande dergelijke vezels of iets gezegd over het 35 eventueel onderkennen van superieure eigenschappen. Geen van deze .8802343.' 4 - 2 - literatuurplaatsen suggereert de geprefereerde combinatie van oxyden of vezels volgens deze uitvinding.

Keramische materialen in het algemeen worden gevormd door een mengsel van poeders en bindmiddelen en/of voorlopers 5 tot "groene" vormstukken zoals vezels en andere voorwerpen te vormen. Deze "groene" voorwerpen worden daarna zorgvuldig verhit om vluchtige stoffen te verwijderen en worden daarna bij hoge temperaturen gesinterd om de jporositeit te verwijderen en hun microstructuren te verdichten. Tijdens deze sinterprocessen 10 bij hoge temperatuur neemt echter de korrelgrootte van de keramische materialen toe naarmate de tijd dat het materiaal op (hoge) temperatuur verkeert toeneemt. In het algemeen geldt dat,hoe langer de verhittingsduur en/of hoe hoger de temperatuur zijn hoe groter de afmetingen van de korrels zijn. Deze 15 uitvinding voorziet in keramische vezels met de eigenschap dat korrelverfijning of verkleining plaatsvindt tijdens het sinteren. Deze vezels vertonen ook een uitstekend behoud van sterkte na blootstellen aan hoge temperaturen.

Figuren 20 De figuren zijn microfoto's die de vermindering in korrelgrootte laten zien van de keramische hafniumoxyde/ aluminiumoxyde/zirkoonoxyde/yttriumoxyde vezels volgens de uitviriding als ze worden gesinterd. De figuren 1-4 geven de doorsnede van de vezels weer na 3,6,9 en 12 seconden sinteren.

25 De figuren 5-8 geven het vezeloppervlak weer na 3,6,9 en 12 seconden sinteren.

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding voorziet in polykristallijne keramische vezels of andere gevormde voorwerpen die de eigenschap 30 hebben dat ze een verfijning van de korrelgrootte ondergaan als ze worden gesinterd. Aan vezels wordt de voorkeur gegeven.

De keramische vezels en gevormde voorwerpen omvatten 50 tot 99 vol.% α-aluminiumoxyde en 1 tot 50 fvolume)procent hafniumoxyde. Vezels waaraan de voorkeur wordt gegeven bevatten 85 tot 35 97 vol. % α-aluminiumoxyde en van 3 tot 15 vol.% hafniumoxyde

Nog meer geprefereerde vezels bevatten 50 tot 98% aluminium-oxyde, 1-49% hafniumoxyde en bevatten ook zirkoonoxyde in een hoeveelheid van 1 tot 48 vol. % en nog een vierde oxyde gekozen uit de groep van oxyden van lithium, calcium, magnesium, yttrium 8802343/ Λ - 3 - of een metaal uit de lanthanidereeks. Het vierde oxyde is aanwezig in een hoeveelheid gelijk aan 0,002 tot 12 vol.% gebaseerd op het totale volume. Een samenstelling waaraan de voorkeur wordt gegeven bevat 75 tot 98 vol.% aluminiumoxyde, 2 tot 25 vol.% 5 hafniumoxyde en 0 tot 23 vol. % zirkoonoxyde en een vierde oxyde zoals hiervoor omschreven. Een vezel waaraan nog meer de voorkeur wordt gegeven bevat 75 tot 96 % aluminiumoxyde, 3 tot 15% hafniumoxyde en 1 tot 22% zirkoonoxyde. Een vezel waaraan nog meer de voorkeur wordt gegeven bevat 80 -95% 10 aluminiumoxyde, 3-15% hafniumoxyde en 2-17% zirkoonoxyde.

Het vierde oxyde waaraan de voorkeur wordt gegeven is yttriüm-oxyde.

De vezels volgens deze uitvinding kunnen worden gebruikt voor het versterken van composietmaterialen waarvan 15 de matrix een keramische samenstelling, een metaal of een kunststof is. Vezels binnen het kader van de uitvinding hebben een diameter van 10 tot 125 en bij voorkeur 10 tot 50 ym .

De gevormde voorwerpen en vezels volgens deze uitvinding ondergaan een korrelgrootteverfijning,dat wil 20 zeggen een vermindering van de korrelgrootte als ze worden verhit. De verhittingstemperatuur waaraan de voorkeur wordt gegeven is 1800°C of hoger, maar temperaturen van meer dan 1500 & 1700°C kunnen ook worden toegepast. De aanwezigheid van zirkoonoxyde of een vierde oxyde is niet noodzakelijk om 25 de korrelgrootteverfijning bij sinteren te bereiken. Andere keramische materialen kunnen in het mengsel aanwezig zijn zonder afbreuk te doen aan de uitvoerbaarheid van de korrel-verfijningswerkwijze of aan de sterkte van de vervaardigde keramische voorwerpen.

30 Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding

Vezels en gevormde voorwerpen kunnen worden gevormd uit dispersies van de bestanddelen van de samenstelling of voorlopers van de bestanddelen van de samenstelling zoals in de keramische techniek algemeen bekend is.

35 De vezels volgens deze uitvinding zijn geschikt voor het versterken van hars-, polymeer-, glas-, keramische en metaal-, enz. matrices onder vorming van structuren zoals composieten, laminaten, voor geïmpregneerde produkten (prepregs) en dergelijke. De vezels kunnen worden toegepast als continue 8802343? 1 .

'*· 4 - 4 - filamenten (draden), korte vezels, combinaties daarvan en/of gecombineerd (gehybridiseerd)met andere vezels voor versterkings-doeleinden. Uit korte vezels kunnen velvormige produkten (papier-produkten enz.) worden vervaardigd. De vezels kunnen worden 5 bekleed om hun gedrag voor specifieke toepassingen te voor verbeteren. VezeligeNvormprodukten kunnen worden geïnfiltreerd door gieten van gesmolten metalen onder druk, onder verdichting teweegbrengende omstandigheden of onder vacuum. Keramische matrices kunnen worden vervaardigd door sol-gel infiltratie 10 van geschikte voorlopers of door toepassing van chemische dampafzettingstechnieken;Het eindresultaat van deze en soortgelijke bewerkingen zal zijn een gevormd voorwerp dat algemeen een "composiet" wordt genoemd. Het aluminiumoxyde in het voorwerp is afgeleid van een dispersie van aluminium-15 oxydedeeltjes en van een oplosbare aluminiumoxydevoorloper.

De deeltjesgrootteverdeling van het aluminiumoxyde moet als volgt zijn: 99% kleiner dan 1 μιπ, 95% kleiner dan 0,5 ym, bepaald door middel van een standaard " Sedigraph" meting.

Deeltjesvormige materialen kunnen worden geklassificeerd volgens 20 één van vele bekende technieken. Bij één methode voor het maken van dergelijke deeltjes wordt a-aluminiumoxyde (Alcoa A-16SG) gedispergeerd in water in een vaste stofgehalte van 15% bij een pH van 4,0 waarna men het in een tank laat bezinken. Hoeveelheden van de dispersie worden boven uit de bezinktank 25 verwijderd en geconcentreerd tot het voor gebruik gewenste vaste stofgehalte. Opgemerkt dient te worden dat terwijl aan het gebruik van fijne deeltjes de voorkeur wordt gegeven, grotere aluminiumoxydedeeltjes ook kunnen worden gebruikt en deze aluminiumoxydedispersie ook kan worden gebruikt in de 30 commerciële vorm ervan zonder sedimentatie. Oplosbare aluminium- öxydevoorlopers waaraan de voorkeur wordt gegeven zijn onder andere de basische aluminiumzouten,zoals aluminiumchloorhydraat, basisch aluminiumnitraat en basisch aluminiumacetaat die een basisiteit hebben van 0,33 tot 0,83. Aan aluminiumchloorhydraat 35 wordt het meest de voorkeur gegeven. De basisiteit kan worden ingesteld door toevoegen van HCl of andere chemicaliën. Ook geprefereerd zijn de reagentia die voorlopers vormen voor twee of drie van de vereiste oxyden, zoals aluminium — zirkoon-chloorhydraat, aluminium-hafnium-chloorhydraat of aluminium- 8802343 ?

V

* - 5 - zirkoon-hafniumchloorhydraat.

Het zirkoonoxydegehalte kan worden verkregen uit een grote verscheidenheid van zirkoon bevattende chemicaliën, waaronder zirkoonoxychloride, zirkoonacetaat en zirkoonoxyde-5 deeltjes. In de handel zijn zirkoonoxydedeeltjes met yttrium- oxyde verkrijgbaar en ook met andere reeds toegevoegde stabilisatoren.

Hafniumoxydevoorlopers zijn onder andere hafnium dichlorideoxyde, hafniumchloride en deeltj e svormig hafniumoxyde 10 welke produkten alle in de handel verkrijgbaar zijn. Andere reagentia kunnen in het laboratorium worden bereid. Hiertoe behoren aluminium-hafnium-chloorhydraat en aluminium-hafnium-zirkoon-chloorhydraat die als volgt kunnen worden bereid.

Een geschikte hoeveelheid van een waterige suspensie van 15 aluminiumoxyde laat men ongeveer 2 uur lang bij ongeveer 50 tot 60°C reageren met een waterige oplossing van hafniumdi-chloride-oxyde (of een mengsel van hafnium-en zirkoondichloride-oxyde) (tot al het aluminiumoxyde heeft gereageerd). Daarna wordt aluminiumchloorhydraat toegevoegd en wordt het mengsel 20 ongeveer 2 uur lang op ongeveer 80°C verhit. Aminozuren zoals glycine kan men met de aluminiumhydroxydesuspensie laten reageren om het glycinaat te vormen voorafgaand aan reactie met het dichloride-oxyde. Het vierde oxyde kan worden opgenomen in de vorm van allerlei alkalimetaal-, aardalkalimetaal- of zeldzame 25 aardmetaalverbindingen zoals chloriden en oxyden. Hiertoe behoren U^O, MgO, Cao, Y2°3' οχΥ^βη van de metalen uit een Lanthanidereeks en mengsels daarvan. Deze kunnen aanwezig zijn in hoeveelheden tussen 0,002 en 12 vol.% gebaseerd op het totaal. Aan yttriumoxyde wordt de voorkeur gegeven.

30 Er kunnen verschillende methoden voor het vermengen of compounderen van de materialen worden gebruikt. De algemene werkwijzen worden beschreven in US-A-3.805.015 van Seufert.

Zo kan een waterige dispersie van aluminiumoxydedeeltjes in geschikte hoeveelheden worden gecombineerd met een oplossing 35 van een zirkoonzout, hafniumzout, aluminiumchloorhydraat en een yttriumzout. Een andere methode omvat het combineren van een suspensie van hafniumoxydedeeltjes, zirkoonoxydedeeltjes die yttriumoxyde bevatten, met een suspensie van aluminiumoxyde en aluminiumchloorhydraat. Het mengsel wordt geroerd, 8802343:* - 6 - verhit en gedurende een voldoende lange tijd ontwaterd om (een produkt) te verkrijgen met een vaste stofgehalte van 45 tot 65% en een geschikte viscositeit. Te veel of te lang verwarmen moet worden vermeden omdat dit ertoe kan leiden dat het 5 mengsel zijn uitbreidbare viskositeit verliest. Het mengsel kan op verschillende wijzen in vezels worden omgezet, waaronder trekken met behulp van een spatel uit een beker, centrifugaal spinnen en extruderen door openingen in een spindop. Voor het extruderen door een spindop is een viskositeit van 10 400 tot 1200 poises geschikt. Als vezels zijn gevormd worden ze ten dele gedroogd om te voorkomen dat ze aan elkaar kleven terwijl ze verder worden behandeld. De vezels kunnen op verschillende wijzen worden verzameld, onder andere op een spoel worden gewikkeld of opgevangen in een mand. De 15 vezels worden verder gedroogd en vluchtige bestanddelen worden verwijderd door te verhitten op 400 tot 1000°G. De vezels volgens de uitvinding worden vervaardigd door de gedroogde vezels bij hoge temperatuur te sinteren om de vorming van de microstructuur te completeren en de volledige dichtheid 20 en sterkte te bereiken. Dit sinteren kan plaatsvinden door de vezels in een oven of vlam te brengen of ze door een oven of vlam heen te trekken zoals beschreven in US-A-3.808.015.

Bij één werkwijze worden individuele vezels in de vlam van een propaan/luchtbrander gehouden gedurende een 25 tijdsduur die varieert tussen 1 en 12 seconden. Deze vezels kunnen zonder dat gewenste eigenschappen verloren gaan ook langere tijd op de sintertemperatuur worden gehouden. De met deze werkwijze vervaardigde vezels worden witheet. Bij het sinterproces geldt dat, hoe hoger de temperatuur is en hoe 30 kleiner de diameter van het voorwerp is dat wordt gesinterd, hoe korter de tijd is die voor de behandeling nodig is.

Als wordt gesinterd in een vlam, is het type vlam uitgedrukt in de brandstof tot oxydatiemiddelverhouding, belangrijk. Bij het kiezen van de juiste sinteromstandigheden die vezels zullen 35 opleveren met een gewenste mate van korrelverfijning, moet ook in aanmerking worden genomen het aantal vezels in de garenbundel, de diameter van dt Vezels en de samenstelling van de vezels.

Het zal duidelijk zijn dat de gloei of brandomstandig- 8802343.

* - 7- heden enigzins kunnen afwijken van de bovengenoemde.

Rasterelektronemicroscopie (Scanning electron microscopy)(SEM) kan worden toegepast om de microstructuur van de vezels te analyseren. Er kunnen twee methoden van werken 5 met de SEM worden gebruikt bij de analyse. Er kan een energie verstrooiings-röntgenstraal(SEM/EDX) techniek worden gebruikt voor het identificeren van de elementaire samenstelling van de korrels in de vezel en er werd een beeldvormingstechniek door middel van secundaire elektronen toegepast voor het 10 bepalen van de korrelgrootte in een doorsnede en het bepalen van het oppervlak van een vezel.

De techniek die wordt toegepast voor het meten van korrelgrootten berust op de beelden die worden verkregen onder toepassing van een detector voor secundaire elektronen 15 van een rasterelektronenmicroscoop (SEM). De monsters worden geprepareerd door de vezel te breken en de vezel door spetteren te bekleden met goud en hem in het instrument te plaatsen. Als hij in het instrument is geplaatst, wordt door het monster een signaal gegenereerd en dit wordt versterkt door de detector 20 voor verstrooide secundaire (elektronen) van het SEM-instrument in te stellen. Op deze wijze kan men gemakkelijk een microfoto verkrijgen die duidelijk de individuele korrels en hun afmetingen weergeeft.

Desgewenst kunnen de vezels volgens de uitvinding 25 worden bekleed met siliciumdioxyde wat, zoals Tietz iifU's-A-8.837.891 heeft laten zien, “ een gunstige invloed heeft op de sterkte van aluminiumoxydevezels.

Testmethoden en metingen

Treksterkte 30 Bij deze bepalingsmethode worden willekeurig enkelvoudige vezels gekozen en worden hun diameters gemeten met een geijkte optische microscoop. De toegepaste meetlengte is 1/4 van 1 inch. De klemmen vein het Instron-trekapparaat warden bekleed met "Neopreen". De klemmen van het Instron-trekapparaat 35 moeten goed op één lijn liggen en de klemdruk moet zorgvuldig worden gekozen zodat de filamenten tijdens de beproeving niet worden beschadigd. De snelheid van de (verplaatsbare)kop bedraagt 0,02 inch/min. (0,508 mm/min.), 8802343/ * Ή - 8 -

Korrelgroottebepaling

Afbeeldingen van de doorsnede en van het oppervlak van de vezels worden gebruikt om de gemiddelde korrelgrootte te meten. De individuele filamenten worden door spetteren bekleed 5 met goud om een geleidend oppervlak te vormen en in een JEOL JXA 840 rasterelektronenmicroscoo(SEM) geplaatst. Voor elk monster wordt het secundaire elektronensignaal geoptimaliseerd en de beelden worden vastgelegd op Polaroid film type 52 of 53. De instelling van het instrument omvat een versnellings- -10 10 spanning van 10 kV, een stroom van 1 x 10 Ampère,een uiteinde lijke apertuur van 70 μιη met een (gloei) draad bestaande uit een haarpen van wolfraam op een werkafstand van 20-30 mm en een vergroting van ongeveer 10.000 x. Uit de met deze techniek vervaardigde beelden kan de grootte van de korrels worden 15 afgeleid.

Voorbeeld 1

Spinmengselbereiding

Er werden 20 g van een suspensie van aluminiumoxyde in water met een aluminiumoxydegehalte van 56,93% (bepaald door 20 thermografimetrische analyse) afgewogen in een driehalskolf en gedurende ongeveer 2,5 dagen langzaam geroerd terwijl werd verwarmd op een waterbad van 40°C. De pH werd gemeten met een Fisher Accumet Model 815 MP en bedroeg 3,31. 7,36g Zirkonyl- acetaatoplossing (TGA-residu = 28,59%), geleverd door Harshaw 25 Chemicals, werden aan de bovengenoemde suspensie toegevoegd en er5 minuten lang goed mee geroerd. Er werden ll,68g"Chloor-hydrol" (Reheis Chemicals, Ctrl no. 7536, TGA-residu=48,88%) aan toegevoegd en gedurende ongeveer 5 minuten goed mee geroerd.

De pH van de oplossing werd gemeten en bleek 2,90 te zijn.

30 Er werden 8,30 g hafniumdichlorideoxyde (HfOCl^) geleverd door

Alfa (TGA-residu =43,45%) toegevoegd en de pH werd opnieuw gemeten en bedroeg 1,21. Vervolgens werden 0,21 g YCl^ .6^0 van Aldrich Chemicals toegevoegd en er goed mee geroerd.

Het mengsel had een zeer lage viskositeit. Het mengsel werd 35 geleidelijk onder vacuum gebracht om water te verwijderen tot het mengsel voldoende dik was om er vezels uit te trekken.

Het vaste stofgehalte van de suspensie was 61,18%, gemeten door middel van TGA bij 800°C met een verwarmingssnelheid 88023 43 - 9 - van 20°C per minuut. Met de hand werden een aantal lange vezels uit het spinmengsel getrokken en in aluminiumschuitjes van 10 inch (25 cm) gelegd en bij lage temperatuur gebrand.

Branden bij lage temperatuur 5 De filamenten werden bij lage temperatuur gebrand volgens een trapsgewijze brandcyclus zoals hierna aangegeven: tijd Q°C. temperatuur, °C zetpunt 1045 40 150 10 1100 148 145 1129 150 150 1310 150 350 1318 348 350 1343 350 350 15 1407 350 350 1408 — 700 1414 536 700 1437 700 700 1440 700 700 20 1500 700 700 1501 — 1000 1509 880 1000 1520 996 1000 1526 999 1000 25 1530 1000 1000 1535 1000 25

Sinteren

Men liet de vezels afkoelen tot kamertemperatuur waarna ze werden gesinterd in een Bernzomatic Propaan-luchtbrander. De individuele filamenten werden met een pincet in de vlam gehouden gedurende een tijd die varieerde van 2 seconden tot 6 seconden. De vezels bereikten een temperatuur van ongeveer 1830°C zoals werd gemeten met een optische pyrometer. Stukken van de 35 gesinterde filamenten met een lengte van 1/4 inch. werden daarna getest in een Instron Tensile Tester. De diameters van de individuele filamenten werden bepaald met een microscoop met een opjectief met een vergroting van 45 x en een oculair met een 0602 343:* - 10 - % vergroting van 15 x. De filamenten hadden diameters die varieerden van ongeveer 12 ym tot ongeveer 42 ym. De sterkte van de filmenten bleek sterk af te hangen van de diameter van deze filamenten waarbij de sterkte afnam van ongeveer 687 kpsi 5 voor het filament van 11,6 ym tot ongeveer 33,5 kpsi voor de.filamenten van 42,5 ym.

Voorbeeld 2

Bereiding van splnmengsel 33,55 g Aluminiumoxydesuspensie met (een gehalte van) 10 54,93% aluminiumoxyde werden afgewogen in een driehalskolf en langzaam onder verwarmen op een waterbad op 30°C, geroerd.

De pH van de suspensie werd gemeten met een Corning pH/lon Meter 135; de pH bedroeg 4,234. Er werden 14,72 g zirkonyl-acetaatoplossing (TGA-residu= 28.59%) toegevoegd en het 15 mengsel werd 5 minuten goed geroerd. Daarna werd de pH van het mengsel gemeten; deze bedroeg 3,256. Vervolgens werden aan het mengsel 35 g gedeioniseerd water toegevoegd en werd het mengsel 5 minuten lang goed geroerd. Daarna werden 31,04 g chloorhydrol (Ctrl no. 7536) en 35 g gedeioniseerd water 20 toegevoegd en werd het mengsel 5 minuten lang goed geroerd.

Vervolgens werden 2,0 g geconcentreerd HCl (37,8%) toegevoegd en werd het mengsel 5 minuten lang goed geroerd. Er werden nog 14,34 g hafniumchlorideoxyde TGA-residu=50,17%) en 0,600 g YCl^.δΗ^Ο(Aldrich Chemicals) toegevoegd. De pH werd gemeten; 25 Deze bedroeg 2,350. Het mengsel werd 's-nachts geroerd terwijl het op het(water)bad van 30°C stond. De volgende morgen werd de pH gemeten; deze bedroeg 2,651. Het systeem werd onder vacuum gebracht om cirka 80 ml water te verwijderen. Het residu na verhitten van het mengsel op 600°C werd bepaald; 30 het bedroeg 50,1%. Het mengsel werd daarna in een metalen spincel gegoten en gesponnen door een spinopening met een diameter van 0,004 inch. en 0,003 inch. Het geextrudeerde filament werd gedroogd in een droogzone bij 95°C, ongeveer 8 inch. onder de spindop. De draden werden trapsgewijze bij 35 lage temperatuur gebrand zoals beschreven in voorbeeld 1 en daarna gesinterd in een Bernzomatic Propaan-luchtvlam gedurende 3,6,9 en 12 seconden.

Korrelverfijning

Deze filamenten (draden) hadden een diameter van 8802343?.

'i - 11 - ongeveer 30 μιη en vertoonden unieke korrelverfijningsverschijn-selen, zie de figuren 1 en 2. In polykristallijne keramische materialen groeien de individuele korrels tot grotere afmetingen bij toenemende sintert!jden. In de keramische materialen volgens 5 de uitvinding worden de korrelgrootten echter kleiner met toenemende sintertijden, zoals blijkt uit de bijgaande microfoto's van het oppervlak en van een dwarsdoorsnede van de vezels.

De gemiddelde sterkte (over) 1/4 inch. van deze vezels van ongeveer 30 ym (diameter) steeg ook, naarmate de korrelgrootte 10 afnam van 148 kpsi na 3 seconden tot 173 kpsi na 9 seconden.

8802345:*

Claims (14)

1. Polykristallijn keramisch gevormd voorwerp of vezel met een diameter van 10 totl25 ym, omvattende 50 tot 99 volumeprocent α-aluminiumoxyde en van 1 tot 49 volumeprocent hafniumoxyde.

2. Vezel volgens conclusie 1, omvattende 85 of 97 volumeprocent aluminiumoxyde en van 3 tot 15 volumeprocent hafniumoxyde.

3. Gevormd voorwerp of vezel volgens conclusie 1, omvattende van 50 tot 98 volumeprocent α-aluminiumoxyde, van 10. tot 49 volumeprocent hafniumoxyde, van 1 tot 49 volumeprocent zirkoonoxyde en een vierde oxyde gekozen uit de groep bestaande uit de oxyden van lithium, calcium, magnesium',, yttrium en de lanthaniden, waarbij de stabilisator aanwezig is in een hoeveelheid gelijk aan 0,002 tot 12 volumeprocent van het 15 totale volume.

4. Vezel volgens conclusie 3, omvattende van 75 tot 95 volumeprocent α-aluminiumoxyde, van 3 tot 15 volumeprocent hafniumoxyde en van 1 tot 22 volumeprocent zirkoonoxyde .

5. Vezel volgens conclusie 3 of 4, omvattende van 80 tot 95 volumeprocent α-aluminiumoxyde, van 3 tot 15 volumeprocent hafniumoxyde en van 2 tot 17 volumeprocent zirkoonoxyde.

6. Vezel volgens een der conclusies 3 tot 5 waarin 25 het vierde oxyde yttriumoxyde is.

7. Vezel volgens een der conalusies 1 tot 5 waarvan de diameter 10 tot 50 ym is.

8. Werkwijze voor het verfijnen van de korrelgrootte van een vezel volgens een der conclusies 1 tot 5, waarbij men 30 de samenstelling verhit tot een temperatuur van meer dan 1500°C.

9. Werkwijze voor het verfijnen van de korrelgrootte van een vezel volgens een der conclusies 1 tot 5,. waartoe men de samenstelling verhit tot een temperatuur van meer dan 1700°C.

10. Werkwijze voor het verfijnen van de korrel grootte van een vezel volgens een der conclusies 1 tot 5 waartoe men de samenstelling verhit tot een temperatuur van meer dan 1800°C. 8802343.' f - 13 -

11. Werkwijze voor het verfijnen van de korrelgrootte van een vezel volgens een der conclusies 1 tot 5 waarin het vierde oxyde yttriumoxyde is en waarvan de vezeldiameter 10 tot 50 pm is, waartoe men de samenstelling verhit tot een temperatuur 5 van meer dan 1800°C.

12. Composietvoorwerp omvattende vezels volgens een der conclusies 1 tot 5.

13. Composietvoorwerp omvattende vezels volgens een der conclusies 3 tot 5 waarin het vierde oxyde yttriumoxyde 10 is en de vezeldiameter 10 tot 50 ]im bedraagt.

14. Verbinding gekozen uit de groep bestaande uit aluminium-hafnium-zirkoonchloorhydraat en aluminium-hafnium chloorhydraat. o-o-o-o-o-o 8802343.