AT235188B - Verfahren zur Herstellung keramischer Gegenstände durch Sintern vorgeformter Körper - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung keramischer Gegenstände durch
Sintern vorgeformter Körper 
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung keramischer Gegenstände durch Sintern vorgeformter Körper. 



   Wie bekannt, werden keramische Gegenstände gewöhnlich dadurch hergestellt, dass ein gegebenenfalls vorbehandeltes Ausgangsmaterial, dem ein Bindemittel zugefügt ist, in die gewünschte Form gebracht wird und die so erhaltenen vorgebildeten Körper in einem Ofen erhitzt werden. Die Körper ruhen dann auf oder hängen   an Erhitzungsplatten bzw. Stützgliedern   im Ofen. Es ist meistens nicht einfach, besonders bei Verwendung verhältnismässig grosser   Öfen, für   eine derartige Temperaturhomogenität im Ofen zu sorgen, dass die darin vorhandenen Körper alle gleich stark erhitzt werden.

   Auch gibt es oft eine Streuung in der Wärmezuführung an verschiedenen Teilen der Oberfläche ein und desselben Körpers, einerseits infolge von Gasströmungen im Ofen, anderseits, weil die Wärmezuführung an diejenigen Teile der Oberfläche der zu sinternden Körper, die unmittelbar mit der Erhitzungsplatte oder dem Stützglied in Berührung sind, auf etwas andere Weise erfolgt als an die übrige Oberfläche. 



   Die obigen Nachteile sind bei der Herstellung vieler keramischer Gegenstände nicht entscheidend. 



  Anders ist dies jedoch, wenn es sich darum handelt, keramische Gegenstände für elektrotechnische Anwendung,   z. B. keramische Kondensatoren, Widerstände, Magnetkerne   und Magneten, herzustellen. Diese müssen meistens sehr genauenAnforderungen genügen,   währenddie gewünschten elektrotechnischeneigen-   schaften in hohem Masse reproduzierbar sein und innerhalb gewisser, oft sehr dicht aufeinanderfolgender Toleranzgrenzen bleiben müssen. 



   Für die Herstellung keramischer Pulver durch Erhitzen bei Temperaturen bis etwa   900-1000 C   eines granulierten Gemisches der Ausgangsstoffe hat man das sogenannte"Wirbelschichtverfahren"angewendet. Dabei erhitzt man das Granulat in Form einer welligen Schicht aus feinen Körnern auf einem Gitter, durch das in Aufwärtsrichtung ein Gas, z. B. Luft, geblasen wird. Die Gaszuführungsgeschwindigkeit liegt dabei zwischen genau zu wählenden Grenzen. Dieses Wirbelschichtverfahren gewährleistet eine allseitig gleichmässige   Wärmezuführung   an die zu erhitzenden Körner und auch einen hohen Wärmewirkungsgrad.

   Versucht man jedoch, dieses Verfahren zur Herstellung keramischer Gegenstände aus vorgeformten Körpern anzuwenden, zu welchem Zweck im allgemeinen Temperaturen erforderlich sind, die beträchtlich höher als   IOOOOC,   z. B. 1200-15000C sind, so ergibt sich der Nachteil, dass diese Körper eine starke Neigung zum Zusammenbacken und/oder zum Festbacken an der Ofenwand aufweisen. Dieser Nachteil ist derart störend, dass er bis jetzt die praktische Anwendung des Wirbelschichtverfahrens zur Herstellung keramischer Gegenstände unmöglich gemacht hat. 



   Die Erfindung beseitigt den obigen Nachteil und macht dadurch das Wirbelschichtverfahren zur Herstellung keramischer Gegenstände geeignet. Gemäss der Erfindung wird die Wirbelschicht durch ein bei der Sintertemperatur beständiges   kornförmiges   Material aufrechterhalten, das sich in der Wirbelschicht gegenüber den zu   sinternden Körpern   und/oder den sich daraus ergebenden keramischen Gegenständen wie ein inerterstoff benimmt,   d. h.   nicht mit ihm zusammenbackt und mit ihm nicht chemisch reagiert. Ein solches Material ist z. B. das in einer bevorzugten Ausführungsform des   erfindungsgemässen Verfahrens   vorzugsweise verwendete vorgesinterte Aluminiumoxyd oder Zirkonoxyd. 



   Das   feuerbeständige,   kornförmige Material und die zu sinternden Körper können gewünschtenfalls 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 zusammen dem Ofenraum zugeführt werden, aber man kann auch zuerst eine gewisse Menge des obigen Materials dem Ofenraum zuführen und erst dann die zu sinternden Körper, gegebenenfalls zusammen mit einer ändern Menge des obigen Materials, in die schon gebildete Wirbelschicht bringen. Bei Anwendung der Erfindung werden Zusammenbacken der zu sinternden Körper und Festbacken der zu sinternden Körper an der Ofenwand ganz verhütet und kommen die oben   erwähnten,   Vorteile des Wirbelschichtverfahrens (allseitig gleichmässige Erhitzung und hoher Wärmewirkungsgrad) völlig zur Geltung. 



   Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung keramischer Körper von 
 EMI2.1 
 grössere und schwerere keramische Gegenstände herstellen, wenn man nur die Geschwindigkeit der Gaszuführung, die die Wirbelschicht aufrechterhalten muss, und gegebenenfalls die Teilchengrösse des feuerbeständigen   kornförmigen   Materials einander anpasst. 



   Gewünschtenfalls kann man die Wirbelschicht in einem ändern Ofen oder einem andern Reaktionsgefäss erzeugen, in dem eine andere Temperatur herrscht und/oder in dem die Gasatmosphäre eine andere Zusammensetzung hat als im ersten Ofen oder im ersten Reaktionsgefäss. Diese Massnahme kann selbstverständlich auch wiederholt werden. 



   Es ist bereits bekannt, Textilien od. dgl., wie Fasern, Garne, Filme, Tücher, Strickwaren und Ge-   flechte,   einer Wärmebehandlung zum Zwecke der Materialtrocknung in einem Wirbelbett aus Glasperlen zu unterwerfen. Dabei wird das zu trocknende Gut durch das Wirbelbett durchgeführt, damit es der Wärmeeinwirkung nicht zu lange ausgesetzt wird. Im Gegensatz dazu soll gemäss der vorliegenden Erfindung eine Sinterung in einem wesentlich höheren Temperaturbereich im Wirbelbett durchgeführt werden, wobei sich im Wirbelbett eine chemische Reaktion vollzieht und sich als Reaktionsprodukte Sinterkörper bilden, deren Eigenschaften von den Eigenschaften der Ausgangskörper ganz beträchtlich verschieden sind.

   Dabei wird gesorgt, dass die zu   sinterde   Masse während der thermischen Behandlung das Wirbelbett nicht verlässt. 
 EMI2.2 
 
1 :stellt, das gemahlen und dann nach Zusatz eines Bindemittels zu Ringen mit einem Aussendurchmesser von   l, 59 mm,   einem Innendurchmesser von 0, 95 mm und einer Stärke von 0,   37   mm gepresst wird. 



   In der schematischen Zeichnung stellt 1 einen Ofen dar, der mit einem elektrischen Heizkörper 2 versehen ist. In das Reaktionsgefäss 3, dessen Wände aus hitzebeständigem Stahl bestehen, wird von unten durch das Rohr 4 Luft geblasen. Statt Luft kann auch, je nach der Art der herzustellenden keramischen Gegenstände, ein stärker oder weniger stark oxydierendes oder sogar reduzierendes Gasgemisch in das Reaktionsgefäss geblasen werden ; gewünschtenfalls kann auch die Zusammensetzung des Gasgemisches beim Betrieb des Ofens geändert werden. Der untere Raum des Reaktionsgefässes ist durch eine zusätzliche Wand 5 aus feuerfestem Material und durch ein Gitter 6 begrenzt. Dieses Gitter besteht aus einer Anzahl mit Aussparungen versehener gegeneinander angeordneter Fliesen aus einem. hitzebeständigen keramischen Material.

   Im unteren Raum des Reaktionsgefässes, der mit Kugeln 7 aus hitzebeständigem keramischem Material gefüllt ist, wird das durch das Rohr 4 zufliessende Gas erhitzt und gleichmässig über die ganze Oberfläche des Gitters 6 verteilt. 



   Nachdem die Temperatur im Reaktionsgefäss 3 über dem Gitter 6 auf etwa 12500C eingestellt ist, streut man vorgesinterte Körner aus Aluminiumoxyd auf das Gitter und regelt den Luftstrom derart, dass die Körner auf dem Gitter in wellenartiger Bewegung bleiben, mit andern Worten, auf ihm eine Wirbelschicht bilden. In diese Wirbelschicht 8 streut man die oben erwähnten Ferritringe, gegebenenfalls zusammen mit einer weiteren Menge der oben erwähnten Aluminiumoxydkörner. 



   Nach einiger Zeit wird die Temperatur   der Wirbelschicht von etwa   1250 auf etwa 9000C herabgesetzt. 



  Nach einigen weiteren Minuten giesst man dann den heissen Ofeninhalt in einen Stahltrog, in dem man ihn weiter abkühlen lässt. Nachdem die gesinterten Ferritringe auf Zimmertemperatur gekühlt sind, können sie mittels eines Magneten leicht von Aluminiumoxyd getrennt werden. Sie haben eine im wesentlichen rechteckige Hystereseschleife und sind zur Verwendung in Magnetspeichern geeignet. 



   Beispiel 2: Aus einem durch Vorbrennen eines Gemisches aus   44,     5 Mol- BaCO, 2, 8 Mol-     CaSO,   43, 1 Mol-lo TiO2 und   9, 6 Mol.. DJo ZrO   und nachfolgendem Mahlen erhaltenen Produkt presst man nach Zusatz eines Bindemittels Platten mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Stärke von 200   dz   Diese Platten streut man zusammen mit einer Menge aus kornförmigem Aluminiumoxyd, wie im Beispiel 1 erwähnt, auf das Gitter 6 des im Beispiel 1 beschriebenen Ofens. Auf diesem Gitter bildet sich 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 unter Einfluss eines aufwärtsgerichteten Luftstromes eine Wirbelschicht, deren Temperatur man auf etwa   13600C   einstellt. 



   Nach einigen Minuten wird derOfeninhalt in   einen Stahltrog gegossen. Die gesinterten   Platten werden mittels eines Siebes von Aluminiumoxyd getrennt. Sie können als Dielektrikum in Kondensatoren verwendet werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung keramischer Gegenstände durch Sintern vorgeformter Körper, dadurch gekennzeichnet, dass das Sintern in einer sogenannten "Wirbelschicht" stattfindet, die durch ein bei der Sintertemperatur beständiges kornförmiges Material, das sich in der Wirbelschicht gegenüber den zu sintemden Körpern und/oder den sich daraus ergebenden keramischen Gegenständen wie ein inerter Stoff benimmt, aufrechterhalten wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das komförmige Material aus Aluminiumoxyd besteht.