DE1010000B

DE1010000B - Lithium-Porzellan

Info

Publication number: DE1010000B
Application number: DEST8538A
Authority: DE
Inventors: Dr Max Linseis; Dr-Ing Gerhard Mueller
Original assignee: STAATLICHE PORZELLAN MANUFAKTU
Current assignee: STAATLICHE PORZELLAN MANUFAKTU
Priority date: 1954-07-29
Filing date: 1954-07-29
Publication date: 1957-06-06

Description

Lithium-Porzellan Die Erfindung bezieht sich auf porzellanähnliche Körper mit sehr niedrigem Ausdehnungskoeffizienten, hoher Temperaturwechselbeständigkeit und porzellanähnlichen mechanischen Eigenschaften auf Li-Al-Silikatbasis ; sie besteht darin, daß Verbindungen des Bleis, Bors, Mangans, Kobalts und Lithiums einzeln oder in Mischung in Mengen bis zu 4% und/oder Tonmineralien und/oder Quarz in Mengen bis zu 30% zugesetzt werden.
Die Verwendung von Lithium-Massen zur Herstellung keramischer Körper ist bekannt. Es werden hierfür besonders Lithium-Aluminium-Silikate wie Spodumen und Eucryptit und deren Zwischenprodukte verwendet. Es ist bekannt, daß damit Körper mit einem Ausdehnungskoeffizienten von -3 - 10-B bis 3 - 10-B erhalten werden können. Dies ist darauf zurückzuführen, daß diese Lithium-Silikate Kristallformen aufweisen, welche den Hochtemperaturmodifikationen der Kieselsäure ähneln. Derartige Körper haben aber den großen Nachteil, daß sie porös sind und außerdem sehr schwierig zu brennen sind, da sie eine sehr enge Sinterperiode besitzen. Sie sind deshalb für industrielle Erzeugung kaum geeignet.
Auch hat man schon vorgeschlagen, glasige Körper herzustellen der allgemeinen Zusammensetzung 33 Teile Borsäure, 33 Teile Mennige, dazu 9 Teile Lithiumnitrat bzw. 15 Teile Lithiumcarbonat. Ferner kann auch ein Lithiummineral »Lepidolith« verwendet werden, das bis zu 60°/o höchstens zum Einsatz kommt; die restlichen 40°/o bestehen aus Borsäure und Blei-Mennige. Derartige Glasflüsse werden beispielsweise zum Einbrennen von Aufglasurfarben verwendet; porzellanartige Körper lassen sich daraus aber nicht formen. Zur Herstellung von Zündkerzen, Isolatoren und ähnlichen Geräten hat man auch bereits Massen verwendet, die aus mindestens 92% A120, bestehen und bei wenigstens 1650° gebrannt werden.
Demgegenüber handelt es sich bei der Erfindung um porzellanartige Massen, die nachstehende Eigenschaften aufweisen: Sie besitzen a) einen Ausdehnungskoeffizient in der Größenordnung von -3 bis -I- 10 - 10-7, b) eine außerordentlich hohe Temperaturwechselbeständigkeit, c) eine Wasseraufnahme von 0 bis etwa 0,5%; d) sie sind in ihren mechanischen Eigenschaften ähnlich normalem Porzellan und sind e) nach normalem keramischem Verarbeitungsverfahren (Drehen, Gießen usw.) zu verarbeiten. Dies wird technisch dadurch ermöglicht, daß den Lithium-Aluminium-Silikaten Zusätze zugefügt werden, welche bewirken, 2 1. daß die einzelnen Lithium-Aluminium-Silikatkristalle fest aneinandergekittet werden, 2. die eine solche Zwischenschicht bilden, welche die günstigen Eigenschaften der Lithium-Aluminium-Silikate nicht oder nur wenig beeinflußt, 3. welche mit dem verwendeten Lithium-Aluminium-Silikat ganz oder zum Teil ein neues Lithium-Aluminium-Silikat bilden, das die gewünschten Eigenschaften aufweist.
Als derartige Zusätze eignen sich unter anderem Boroxyd, die Chloride des Mangans und des Kobalts und Lithiummolybdate. Außerdem können den ursprünglichen Lithium-Aluminium-Silikatfritten Tonmineralien in solcher Menge zugefügt werden, daß im Brand neue Lithium-Aluminium-Silikate mit den gewünschten Eigenschaften entstehen.
Als Beispiele für derartige Versätze seien folgende genannt: 1. Man frittet 1 Mol Lithiumcarbonat, 1 Mol Aluminiumoxyd und 6 Mol Si 02 mit einem Zusatz von 511@ Zirkonoxyd bei Temperaturen von 1100 bis 1300°, zerkleinert diese Fritte, mahlt sie und gibt auf 100 Teile dieser Fritte 1 Gewichtsteil Manganchlorid, 6 Gewichtsteile Boroxyd und 15 Gewichtsteile feuerfesten Ton. Diese Menge wird bei etwa 1300 ,bis 1350° gargebrannt.
2. Man frittet 1 Mol Lithiumcarbonat, 1 Mol Aluminiumoxyd und 4 Mol Si 02 mit 5%: Zirkonoxyd und gibt 100 Teilen dieser Fritte 5 Teile einer weiteren Fritte aus 50 Teilen Si 02 und 50 Teilen B2 03 zu sowie außerdem 2 Teile Manganchlorid. Diese Masse wird bei 1300 bis 1330° gebrannt.
3. 100 Teile der unter Nummer 1 genannten Fritte werden mit 3 Teilen Lithium-Molybdat, 2 Teilen Bleifluorid, 1 Teil Boroxyd und 15 Teilen Kaolin versetzt und bei 1300 bis 1320° gargebrannt.
4. 100 Teile der unter Nummer 2 genannten Lithiumfritte werden 20 Teile Kaolin und 14 Teile Quarz zugesetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Porzellanähnlicher Körper mit sehr niedrigem Ausdehnungskoeffizient, hoher Temperaturwechselbeständigkeit und porzellanähnlichen mechanischen Eigenschaften auf Li-Al-Silikatbasis, dadurch gekennzeichnet, daB Verbindungen des Bleis, Bors, Mangans, Kobalts und Lithiums einzeln oder in Mischung in Mengen bis zu 49/a und/oder Tonmineralien und/oder Quarz in Mengen bis zu 309/o zugesetzt sind.
2. Verfahren zur Herstellung von Porzellan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dali die Lithium-Aluminium-Silikate gegebenenfalls mit einem Zusatz von Zirkonoxyd bei Temperaturen von 1000 bis 1500° gefrittet werden und zu der zerkleinerten und gemahlenen Fritte die Zusätze nach Anspruch 1 gegeben werden. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2426395, 2414369; Berichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft, 1952, S. R2 und R 11.