SE187373C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: R C Folweiler Prioritet begard frdn den 28 flint 1961 (USA) FOreliggande uppfinning avser framstallfling av sammanhangande keramiska kroppar utghende fran separata delar av keramiska kroppar.

Sammanfogandet av keramiska delkroppar till hallfasta sammanhangande kroppar liar sedan lange utgjort ett problem Mom den elektroniska industrin och andra industrigrenar. Foremftl av denna typ, sasom elektronror och lampkolvar maste Horses med forslutningar, vilka aro kraftiga, bestandiga mot bildning av spanningssprickor pa grand av temperaturvariationer samt i manga fall vakuumtata. Hit-tills har man i dylika fall astadkommit fogar och tillslutningar med hj alp av minst en metalldel, som at forenad med en keramisk del. Dessa fogar och tillslutningar uppvisa begransad Virmaga att motsta kraftiga temperaturvariationer. Dessa brister bero atminstone delvis pit skillnaden i frftga om utvidgningskoefficient mellan de keramiska delarna och metalldelarna. liven om man lyckats anpassa utvidgningskoefficienterna for delarna till varandra mom ett begransat temperaturintervall, ha problemen att astadkomma tillfredsstallande sammanbindning av i kemiskt avseende olikartade material varit avsevarda.

Problemen att framstalla tillfredsstallande sammanhangande eller enhetliga kroppar utgitende frail separata keramiska delkroppar ha varit sarskilt besvarliga i fraga om keramiska delar bestaende av aluminiumoxid, magnesiumoxid och/eller berylliumoxid. For att erhalla en kraftig forbindning eller tatning, som ar relativt okanslig for temperaturvaxlingar Mom ett mer eller mindre begransat intervall, har man i Adana fall hittills varit tvingad att tillampa mindre vanliga tatningsforfaranden, sasom anvandning av avfasad Wining (graded seal) eller en eller fler pit sarskilt satt forma-de metalliska tatningsdelar.

Dupl. kl. 21 g: 14/11 Det har nu visat sig, att man i enlighet med foreliggande uppfinning kan undvika dessa olagenheter yid anvandning av keramiska delar bestftende av ett eller flera av materialen aluminiumoxid, magnesiumoxid och berylliumoxid pa ett 8verraskande enkelt satt, sit att man erhaller ett enhetligt foremal, vilket uppvisar en sammanhangande och, om sit Onskas, lake poros eller vakuumtat fog mellan de enskilda delar, av vilka det sammansatta foremalet besta.r.

Foreliggande uppfinning avser ett forfarande for framstallning av sammanhangande keramiska kroppar av aluminiumoxid, magnesiumoxid och/eller berylliumoxid, vid vilket man sammanfbr tva eller flera pit lampligt satt formade delar av en eller flera av de namnda oxiderna, sit att gransytorna hos de intill varandra anordnade delarna bilda en tattslutande fogyta, varvid ett sammanhangande skikt av pulver med i huvudsak samma sammansattning som de sammanforda kropparna anbringats mellan de intill varandra anslutande ytorna hos varje par av samverkande fogytor, varefter man utsatter de sammanforda delarna fOr tryck, sit att pulvret sammanpressas, och braimer de sammanforda delarna medan de befinna sig under tryck under sit hang tid och vid sit hog temperatur, att en sammanhangande fog bildas mellan varje par ay delar, varvid denna branning, om sit onskas, kan fortsfittas tills fogarna aro vakuumtata.

Vid genomforande av fOrfarandet enligt foreliggande uppfinning framstaller man tva eller fler ph lampligt salt formade keramiska delar av aluminiumoxid, magnesiumoxid och/ eller berylliumoxid, vilka var och en aro fOrsedda med fogytor, vilka mojliggora sammansattning av de enskilda delarna till en onskad sammansatt kropp. Dessa delar sammansattas ph sadant satt, att de samverkande fog- 2— — ytorna ph intill varandra anordnade delar bilda en tattslutande fog, i vilken ett sammanhangande skikt av ett keramiskt pulver med i huvudsak samma sammansattning som de keramiska delarna mellan varje par av sammanverkande fogytor. De sammanforda delarna utsattas darefter for tryck, sa att pulverskiktet sammanpressas, och utsattas darefter for inverkan av varme, medan trycket bibeMlles under sa lang tid och vid sa hog temperatur, att en atminstone sammanhfingande forbindning utbildas mellan varje par av enskilda delar. Det är uppenbart, att detta sammanbindande material har samma sammans5.ttning som de ursprungliga enskilda kernmiska delarna, sa att den erhallna sammanhangande keramiska kroppen i sin helhet uppvisar i huvudsak enhetliga utvidgningsegenskaper.

Sasom angivits i det foreghende kan branningen av de sammanfOrda delarna genomforas endast under sit rang tid oeh vid sit hog temperatur, att en sammanhangande forbindfling mellan de olika paren av enskilda delar utbildas. Det har visat sig, att detta minimiresultat kan erhallas, om branningen genomfores under minst 10 minuters tid vid en ternperatur av minst 1600° C.

Om sit onskas, kan emellertid branningen av de sammanforda delarna fortsfittas under sit hang tid och vid sit hog temperatur, att icke endast en sammanhangande forbindning mellan de enskilda delarna utbildas, utan aven denna fOrbindning Ores icke porOs eller vakuumtat. Detta resultat kan erhallas, om man genomfor branningen under minst 100 minuters tid vid en temperatur av minst 1700° C.

Det har visat sig lampligt att genomfOra denna branningsoperation i en atmosfar, som icke itr reaktiv i fOrhallande till de sammanforda delarna. F8r detta andamal har vatgas med en daggpunkt lagre an —40° C visat sig sarskilt lamplig.

Det har i praktiken i allmanhet visat sig lampligt att genomfora branningsbehandlingen i tva eller flera fran varandra skilda steg, om man onskar framstalla en sammanhangande enhetlig kropp med en sammanhangande vakuumtat forbindning eller tillslutning mellan varje par av de ursprungliga, enskilda, keramiska delarna. Vid det fOrsta av dessa branningssteg smaltes det sarnmanhangande pulverskiktet, som har anbringats mellan varje par av samverkande fogytor, sit att paren av enskilda delar sammanbindas till en sammanhangande delkropp. Detta branningssteg genomfores under minst 10 minuters tid vid en temperatur av minst 1600° C och ger upphov till bildning av en sammanhangande forbindning Indian varje par av enskilda delar. Det andra av dessa behandlingssteg genomfores vid en hogre temperatur under en avsevart lfingre tidrynad, och tjfinar till att omvandla de tidigare bildade sammanhangan de forbindningarna till en vakuumtat eller icke poriis tillslutning. For denim ytterligare branningsbehandling utsattes den forbranda kroppen for inverkan av en temperatur av minst 1700° C under minst 100 minuters tid, under vilka betingelser de sammanhangande fogarna bliva vakuumtata. Det har visat sig, att detta andra branningssteg lampligen genomfores vid en temperatur av 1800-1900° C under en tidrymd av 100-1000 minuter.

Av vasentlig betydelse for utbildningen av en sammanhangande fog fir, att de obehandlade sammanforda delarna utsattas fen. tryck och bibehallas under tryck atminstone under det fOrsta branningssteget. Aven om den i det fOrsta steget branda kroppen kan utsattas for tryck aven under behandlingen vid det andra branningssteget, ar detta icke erforderligt och naedfor vanligen icke heller flagon sarskild far-del.

Sasom angivits I det foregaende an det vanligen lfimpligt att genornfora branningen i en atmosfar, som icke fir reaktiv i fOrhallande till de sammanforda delarna. Vid anvandning av den i det foregaende beskrivna i tva behandlingssteg uppdelade loranningen, an det emellertid icke erforderligt att anya nda icke reaktiv atmosfar under det fOrsta branningssteget, varfor anyandningen av en dylik atmosfar vanligen begransas till det andra branningssteget, vilket, sasom angivits i det foregaende, an avsedd att gOra de sammanhangande fogarna vakuumtata.

Det kontinuerliga skikt av keramiskt pulver, som an anbringat mellan de samverkande mot varandra avpassade fogytorna, skall yam. sit tunt som mojligt, for att kryrnpningen i radiell led skall bliva sit liten som mojligt efter branningen av de sammanfOrda delarna for utbildning av den i det fOrsta steget erhallna forbindningen. Det har visat sig, att den slutliga tjockleken hos den branda belfiggningen skall yam mindre an 0,254 ram, och att det ursprungliga pulverskiktet, fOr att man skall uppna denna slutliga tjocklek i brunt till-stand, skall ha en tjocklek av hOgst 2,54 mm, fOretradesvis 1,27-2,54 mm.

Enligt en sarskild utforingsform av foreliggande uppfinning kan man med latthet astadkomma en sammanbindning av tillslutningsplattor till de oppna andarna av ett r5rstycke, varvid dessa delar ha frarnstallts i fOrvag av pulverformig aluminiumoxid. (eller berylliumoxid och/eller magnesiumoxid) till lamplig form. Sasom forfaranden for formning av dessa foremal kan namnas slamgjutning, pressning av pulver och strangpressning. Salunda kan roret exempelvis framstallas genom lamp-hg form av strangpressning av pulverformig aluminiumoxid, medan andtillslutningsplattorna kunna framstallas genom sammanpressfling av pulverformig aluminiumoxid i en van-hg dubbelverkande matrispress. Rorets andar bora givetvis vara i huvudsak plana, sit att de — 11873.73 —3 ansluta sigpâ ett tillfredsstallande Satt till de plana ytorna hos de hada andtillslutningsplattorna. Man belagger darefter antingen var och en av de hada andtillslutningsplattorna eller rorets bada andar med ett tunt, kontinuerligt skikt av pulver, vars sammansattning i huvudsak motsvarar sammansattningen hos andtillslutningsplattorna och roret, varefter man sammanfor de olika delarna, sã att deras samverkande ytor ansluta till varandra och bilda en fogyta.

Den erhallna sammansatta kroppen underkastas darefter inverkan av tryck, sa att pulverskiktet eller -belaggningen sammanpressas. Det anvanda trycket fir icke av kritisk betydelse, sa lange det är tillrazkligt hOgt for att sakerstalla fortatning av pulverbelaggningen under den efterfoljande brarmingen. Vid branningsbehandlingen utsatter man lampligen forst de sammanforda delarna for inverkan av en temperatur av minst 1600° C under minst 10 minuters tid, sa att pulverbelaggningen smaller och binder samman de enskilda delarna till ett sammanhangande foremal. Man genomfor darefter lampligen ytterligare bran-fling av det sammansatta fOremalet vid hogre temperatur, minst 1700° C, sä att den i det forsta steget bildade fOrbindningen eller fogen blir vakuumtiit. Under detta ytterligare branningssteg anvander man lampligen en atmosfar, som icke är reaktiv i forhallande till de sammanfogade delarna.

Uppfinningen beskrives nfirmare medelst foljande utforingsexempel.

Man framstallde ett ror bestaende i huvudsak av aluminiumoxid, innehallande 0,25 viktprocent magnesiumoxid, med en ytterdiameter av 6,35 mm och en vaggtjocklek av 0,79 mm, genom att pa lampligt satt blanda de bada metalloxiderna i angivna proportioner och strangpressa den lOsa blandningen. Det erhallna obehandlade foremalet brandes darefter i en atmosfar av vatgas med daggpunkter —51° C vid 1900° C under 1000 minuters tid for att fOremalet skulle fortatas. Man framstallde separat en plan platta med diametern 6,35 mm och samma sammansattning som roret genom att sammanpressa den lOsa blandningen i en dubbelverkande matrisforsedd press under ett tryck av 775 kp/cm2. Den obehandlade kroppen brandes darefter under samma betingelser, som anvandes vid branning av roret. Man sammanf5rde darefter rOret och plattan efter att ha anbringat en belaggning ay ett lost pulver av den i det foregaende angivna grundsammansattningen pa en yta av plattan. Ett tryck av 70,3 kp/cm2 anbringades darefter pa plattan, sa att denna pressades tatt mot den med plattan samverkande anden av roret. Det sammansatta fOremalet upphettades darefter, fortfarande under inverkan av tryck, i luft till 1600° G under 10 minuters tid. Efter kylning brandes det erhallna sammansatta foremalet ytterligare vid 1900° C under 1000 minuters tid i vatgas med en daggpunkt av —51° C. Den branda sammansatta kroppen kyldes darefter i ugn. Sedan den erhallna keramiska kroppen avlagsnats frau ugnen visade den sig vara enhetlig och sammanhangande samt uppvisa i huvudsak samma sammansattning helt igenom, varjamte fogen mellan de tvâ styckena var fri frail sprickor och porer.

Claims (11)

Patentansprik:

1. Forfarande for framstallning av en sammanhangande keramisk kropp, bestaende av aluminiumoxid, magnesiumoxid och/eller be- kannetecknat darav, att man sammanfOr tvi eller flera pa lampligt satt formade delar, bestaende ay en eller flera ay dessa oxider, varvid de mot varandra vanda ytorna hos intill varandra liggande delar samverka till bildning av en tatslutande fog och ett kontinuerligt skikt av ett pulver med i huvudsak samma sammansattning som delarna anbringas mellan de intill varandra anslutande ytorna hos varje par av samverkande fogytor, samt anbringar tryck pa de sammanforda delarna, sá att pulverskiktet sammanpressas, varefter man branner de sammanfogade delarna, medan dessa hallas under tryck under en tid och vid en temperatur, som fir tillracklig for bildning ay en sammanhangande fog mellan varje par av dessa delar, varvid branningen, cm sa onskas, fortsfittes tills dessa fogar aven aro vakuumtata.

2. Forfarande enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att de sammanfogade delarna brannas under minst 10 minuters tid vid en temperatur ay minst 1600° C for bildning ay en sammanhangande forbindning Indian varje par av delar.

3. Forfarande enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att de sammanfogade delarna brannas under minst 100 minuters tid vid en temperatur av minst 1700° C for utbildning av en vakuumtat fog mellan varje par av delarna.

4. Forfarande enligt nagot av patentanspaken 1-3, kannetecknat darav, att de sammanfogade delarna brannas i en i forhallande till delarna icke reaktiv atmosfar.

5. Forfarande enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att de sammanfogade delarna fOrst brannas under minst 10 minuters tid yid en temperatur av minst 1600° C for utbildning av en sammanhangande forbindning mellan varje par av delar, varefter de pa detta salt forbranda sammanfogade delarna darefter ytterligare brannas under minst 100 minuters tid vid en temperatur av minst 1700° C, sa att dessa sammanhangande fOrbindningar bliva vakuumtata.

6. Forfarande enligt patentanspraket 5, kannetecknat darav, att de i ett forsta steg branda, sammanfogade delarna brfinnas ytterligare 47 373 — under 100-1000 minuters tid vid en temperatur av 1800-1900° C.

7. Forfarande enligt patentanspraket 5 eller 6, kannetecknat darav, att trycket avlagsnas Iran de i ett forsta steg branda sammanfogade delarna fore ytterligare branning av dessa.

8. F8rfarande enligt nagot av patentanspraken 5-7, kannetecknat darav, att de i ett forsta steg branda, sammanfogade delarna brannas ytterligare i en atmosfar, som icke Kr reaktiv i forhallande till delarna.

9. Forfarande enligt nagot av patentanspraken 4-8, kannetecknat darav, att den icke reaktiva atmosfaren utgores av vatgas med en daggpunkt, som icke är hogre an —40° C.

10. Forfarande enligt nagot av patentanspraken 1-9, kanneteeknat darav, att pulverskiktet anbringas sasom en tunn, sanunanhangande belaggning pa minst en av fogytorna hos varje par av samverkande fogytor.

11. Forfarande enligt patentanspraket 10, kannetecknat darav, att den sammanhangande belaggningen av pulvret anbringas med en tjocklek, som icke Si storre an 2,54 mm. Anforda publikati mar: