DE1571364B1

DE1571364B1 - Verfahren zur herstellung eines hochaluminiumoxydhaltigen keramikkörpers

Info

Publication number: DE1571364B1
Application number: DE1965C0037544
Authority: DE
Inventors: Robert Ernest Weaver; Vladimir Ernest Wolkodoff
Original assignee: Coors Porcelain Co
Current assignee: Coors Porcelain Co
Priority date: 1964-12-04
Filing date: 1965-12-01
Publication date: 1972-02-03
Also published as: GB1072536A

Description

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miniumoxid in der Masse eine Unter-Mikronkorn- nachteilig ist, während des Brennens ein starkes größe besitzt, vorzugsweise 0,5 Mikron und kleiner; Schrumpfen im Vergleich zu Alphaaluminiumoxid (2) Pressen der Rohmasse um einen rohen, ungebrann- zeigen. Wie bereits vorstehend erwähnt und wie nachten Zusammenhalt gewünschter Form mit einer Dichte stehend näher erläutert wird, sollte die Aluminiumvon mindestens 2,2 g/cm⁸ zu bilden, und (3) Brennen 5 oxidpartikelgröße vor dem Formvorgang zum Körper dieses rohen Zusammenhaltes, um das Sintern zu be- Unter-Mikron sein und vorzugsweise kleiner als wirken, vorzugsweise bei 14C0 bis 1550° C und vor- 0,3 Mikron, je kleiner die Partikelgröße des Alumizugsweise in einem Vakuum oder in Wasserstoff, ob- niumoxids vor dem Brennen ist, um so besser ist dies, wohl ein Luftbrennen möglich ist, wenn dies gewünscht Hervorragende Keramikkörper können gemäß der wird. Der bevorzugte kristallwachstumshemmende Zu- io Erfindung hergestellt werden aus etwa ICO % Alumischlag ist Yttriumoxid und insbesondere Yttriumoxid niumoxid; jedoch bei weitem die bevorzugte Praxis ist in Kombination mit Magnesia. Für optimale Ergebnisse es, mehr als 0,5% und vorzugsweise über 0,1 Gesowohl im Erreichen einer feinen Partikelgröße der wichtsprozent eines Oxids oder mehrerer Oxide ande-Rohmasse und im Erreichen einer hohen Dichte rer als Aluminiumoxide hinzuzugeben, die dazu dienen, in dem rohen, ungebrannten Zusammenhalt, kann die 15 den Wuchs des Aluminiumoxidkristalles während des Rohmasse trocken gemahlen werden in Anwesenheit Brennvorganges zu hemmen. Mit solchen zusätzlichen eines Schleifzusatzes, wie nachstehend näher erläutert Oxiden können gesinterte Körper mit einer Aluminiwerden wird. Nach einer bevorzugten Form der Er- umoxidkristallform von weniger als 3 Mikron erreicht findung kann Keramik hergestellt werden, die eine werden. Jedes der nachstehend aufgeführten Oxide, Dichte von über 3,99 (dies ist 100% theoretische so allein oder in Kombination, dient zum Hemmen des Dichte, was keine Lücken bedeutet), eine Druckfestig- Kristallwachsens während des Brennens: MgO, Cr₂O₃, keit von über 42 COO kg/cm², einen Bruchmodul von NiO, TiO₂, CeO₂, V₂OS und die Oxide seltener Erden, über 7000 kg/cm², eine Rockwellhärte (R 45N) ober- Magnesia in Verbindung mit einem der anderen ausgehalb von 91, zusammen mit einem besonders großen führten Oxide ist besonders günstig. Der bevorzugte Widerstand gegen thermische Schockbelastung, die 25 Zusatz ist jedoch Yttriumoxid, entweder allein oder in elektrische Festigkeit und andere nützliche Eigenschaf- Verbindung mit anderen Zusätzen. Yttriumoxid in ten. Diese bevorzugten Körper sind gekennzeichnet Verbindung mit Magnesia wirkt besonders günstig; durch eine Aluminiumoxidkristallform der Größenord- 0,05% Y2O3 und 0,05% MgO sind hervorragend nung von 2 bis 3 Mikron, wobei im wesentlichen alle (Yttriumoxidzuschläge geringer als 0,01 Gewichtspro-Kristalle kleiner als 4 Mikron sind. Es wurde festge- 30 zent sind jedoch als wirksam gefunden worden). Mit stellt, daß es die Kombination der extrem kleinen dieser Zusammensetzung können Aluminiumoxidkör-Kristallform der willkürlich gerichteten Aluminium- per erreicht werden, die eine Dichte von 3,99, eine oxidkristalle im gebrannten Körper, das Fehlen einer Aluminiumkristallform von etwa 2 bis 3 Mikron und glasigen Phase und die extrem hohe Dichte ist, die den überaus hervorragende mechanische Festigkeiten und Anstieg zu den besonders guten Eigenschaften ergibt. 35 andere Eigenschaften haben.

Darüber hinaus wurde überraschend festgestellt, daß Wie bereits vorher erwähnt wurde, wird es bevorzugt,

das Sintern eines solchen Körpers zu der hohen daß das zusätzliche Oxid in Menge von mehr als 0,1 % Dichte bei Temperaturen in der Größenordnung anwesend ist. Eine derartige Menge bewirkt einen von 14C0 bis 1550⁰C im Vergleich zu den viel höheren maximalen Hemmungseffekt des Kristallwachsens und, Brenntemperaturen in der Größenordnung von 40 obwohl größere Mengen verwendet werden können, er-1700° C und höher bewirkt werden kann, die normaler- bringen diese keinen Vorteil, sondern eher einen weise zum Erreichen von zufriedenstellenden Eigen- geringen Nachteil, da der Aluminiumoxidanteil geschaften bei gesinterten hochaluminiumoxidhaltigen ringer ist. Das den Kristallwuchs hemmende zusätzliche Körpern benötigt werden. Darüber hinaus ist es nicht Oxid verbleibt in der Keramik während des Erennvorerforderlich, auf die Körper während des Brennens 45 ganges und kann durch chemische Analysen des fertieinen Druck auszuüben, um die hohe Dichte zu er- gen Produktes nachgewiesen werden. Im allgemeinen reichen. Als Ergebnis können keramische Körper mit erscheint es, zumindest in den meisten Fällen, in VerEigenschaften, die wesentlich über dem bisher er- bindung mit Aluminiumoxid als ein Spinell, obwohl es reichten liegen, zu geringeren Herstellungskosten durch zeitweise auch zu einem gewissen Anteil in fester Lödie geringere Brenntemperatur und vereinfachte 50 sung erscheinen kann. Jedoch es zeigt sich, daß Y₂O₃ Brenntechnik hergestellt werden. nicht umfassend in eine Verbindung eintritt, sondern in

Weitere Zwecke, Vorteile und wesentliche Merk- den meisten Fällen als solches in der fertig gebrannten male gehen klar aus der nachfolgenden Beschreibung Keramik verbleibt. Es kann diese Charakteristik von bevorzugter Formen hervor. Yttriumoxid sein, die seine besondere Wirksamkeit bei

„ , „ , 55 der Steuerung des Kristallwuchses und bei der Ent-

Herstellung der Rohmasse _{stehung der gich er}g_efcenden ausgezeichneten Keramik.

Zum Erreichen optimaler physikalischer Eigenschaf- eigenschaften erklärt.

ten im fertigen keramischen Produkt ist es wesentlich, Es ist selbstverständlich, daß die zusätzlichen

daß die Rohmasse so gebildet wird, daß sie über 99,5% Oxide anstatt der Rohmasse hinzugefügt zu werden,

oder mehr Aluminiumoxid enthält. Hohe Reinheit 60 auch in Verbindung zugefügt werden können, die

(mindestens über 99,7%) wird bevorzugt im wesent- während des Brennens zu den Oxiden führen, beispiels-

lichen Natriumoxid und kieselerdefreies Alphaalu- weise die Karbonate und Magnesiumoxid und Magne-

miniumoxid mit nicht mehr als etwa 10 % der niederen sia, wie es beispielsweise hierbei verwendet wird, sind

Formen, wie Kappa-, Theta-, Delta- oder Gammaalu- geeignet, solche Komponenten zu umfassen. Wird das

miniumoxid. Die niederen Formen von Aluminium- 65 Karbonat oder andere solcher Verbindungen verwen-

oxid können erforderlichenfalls verwendet werden. det werden, sollte die der Masse hinzugefügte Menge

Da diese jedoch gewöhnlich geringere Massendichten eine solche sein, daß eben die gewünschte Oxidmenge

haben, sind sie schwieriger zu behandeln und, was ergibt.

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Die Zusätze sollten von besonderer Handelsgüte lungsverfahren ist es wichtig, daß annehmbare gute ohne beträchtliche Unreinheiten sein. Geringe Un- Toleranzen eingehalten werden. Die extreme Härte reinheiten sind zulässig, da die Menge der so eingef ühr- und Zähigkeit des fertig gebrannten Produktes macht ten Unreinheit der gesamten Masse vernachlässigbar es schwierig und kostspielig, dieses maschinell in die ist. Die Korngröße der Zusätze sollte vorzugsweise 5 gewünschten Toleranzen zu bringen. Unter-Mikron sein. Es ist ausreichend, für den Schleifvorgang eine

gummiausgekleidete Mühle aus 100% Aluminiumoxid

bchleitvorgang bestehende Kugeln zu verwenden. Jedoch ist es vorzu-

Das Aluminiumoxid mit oder ohne Zuschläge in den ziehen, eine keramische Auskleidung und Kugeln zu angegebenen Mengen wird in eine Kugelmühle ein- io verwenden, die aus der gleichen Keramik bestehen, die gebracht, und der Keramikmasse wird eine geringe, hergestellt werden soll, um dadurch die Verunreinigung aber wirksame Menge eines Stoffes zugefügt, der einen auf ein Minimum herabzusetzen. Dabei muß darauf dünnen schmierenden und die statische Aufladung ver- hingewiesen werden, daß die erfindungsgemäße Keraringernden Film in keramischen Partikeln bildet, so mik besonders zur Verwendung als Kugelmühlkugeln daß diese leicht aneinandergleiten können und dadurch 15 und Mühlenauskleidungen und mechanischen Festigein Zusammenballen der Partikel in der Mühle ver- keit des Stoffes geeignet ist.

hindern. Ein derartiger Stoff dient als Schleifzusatz, da Es kann für die Herstellung zahlreicher Typen

die Masse in einem relativ losen nicht kompakten Zu- keramischer Artikel, insbesondere solcher mit schwiestand während des Schleifvorganges verbleibt. Ölsäure, riger Kontur, erwünscht sein, die Rohmasse nach der Stearinsäure und Naphthensäure in einer Menge von 20 bekannten Spritztechnik zu formen, wobei ein Kunstmehr als 0,5 bis 3 Gewichtsprozent der Masse sind be- harz als Binder verwendet wird, oder nach dem ebensonders als Schleif zusätze geeignet. Da diese organischer falls bekannten Verfahren der Spritztrocknung, um Natur sind, verdampfen oder verbrennen sie während Wachs als Binder einzubringen und danach in Gummides anschließenden Brennvorganges. hohlformen zu gestalten. Wird die letztere Technik an-

Mit diesem Schleifzusatz wird die Masse in einer 25 gewandt, wird empfohlen, daß für den Schleifvorgang Kugelmühle für eine Zeit von mehr als 8 bis 12 Stunden ein anderer Schleifzusatz als Naphthensäure oder andere gemahlen, bis die Partikelgröße von annähernd allem Hydrophopenkomponenten gewählt werden, da die Aluminiumoxid Unter-Mikron ist und vorzugsweise Hydrophopenkomponenten dazu neigen, auf die BiI-nicht größer als 0,3 Mikron. dung der Wasser-Wachs-Emulsion der keramischen

Der Schleifzusatz ist durch seine vorteilhafte Wir- 30 Masse gehörend einzuwirken, die für diese Verfahrenskung zum Erreichen der kleinen Korngröße und guter technik benötigt wird. Korngrößenverteilung während des Schleifvorganges

sehr wesentlich. An Stelle der vorgeschriebenen Trok- Brennvorgang

kenmahlung kann auch ein feuchtes Mahlen verwen- Vorzugsweise wird die Keramik in einer Wasser-

det werden, jedoch ist das feuchte Mahlen zum Er- 35 Stoffatmosphäre oder in einem Vakuum gebrannt, obreichen der erforderlichen Verringerung der Partikel- wohl ein Brennen in gewöhnlicher atmosphärischer größe weniger wirksam. Luft gute Ergebnisse erbringt, wie dies später näher be-

_ schrieben werden wird. Vor dem Brennen bei der

Preßvorgang Sinterungstemperatur in Wasserstoff oder Vakuum ist

Nach dem Schleifen kann die Rohmasse zu rohen 4° es erforderlich, den rohen ungebrannten Teil in geungebrannten Teilen gewünschter Form gestaltet wer- wohnlicher Atmosphäre, d. h. einer oxydierenden den, und zwar entweder durch Trockenpressen, was Atmosphäre bei einer Temperatur zu brennen, die bevorzugt wird, oder durch Spritztrocknung und iso- ausreicht, die organischen Stoffe auszubrennen. Ein statisches Formen, wie dies in den USA.-Patentschrif- Brennen von über 800 bis 1100° C für ungefähr 1 Stunde ten 2 251 454 und 2 290 910 beschrieben worden ist, 45 in gewöhnlicher Atmosphäre ist dabei ausreichend, oder durch Injektionsformung, die beispielsweise Die Teile werden danach in Wasserstoff oder im Vakuin den USA.-Patentschriften 2 122 960 und 2 446 872 um auf die Sinterungstemperatur gebracht. Ein Sintern beschrieben ist. Für einfache Formen, Zylinder od. dgl. zu einer Maximaldichte kann durch Brennen bei 1400 ist die Trockenpressung in gleichen Metallformen be- bis 1550°C für etwa 4 Stunden erreicht werden, sonders geeignet. Dank der extrem kleinen Korngröße 50 Durch ein solches Brennen in Vakuum oder in einer rad der Korngrößenverteilung in der Masse und auch Wasserstoffatmosphäre einer keramischen Masse der durch die Anwesenheit des Schleifzusatzes, der als beschriebenen Zusammensetzung und der beschriebe-Schmiermittel wirkt und ein Gleiten der Körner anein- nen Partikelgröße entstehen Keramikkörper mit beander ermöglicht, kann eine besonders hohe Dichte bei sonders guten physikalischen Eigenschaften. Aus diesen relativ niedrigem Preßdruck der Größenordnung von 55 physikalischen Eigenschaften springen besonders herbis 350 kg/cm² erreicht werden. vor: Hohe Dichte der Größenordnung von 3,99;

Nach einer derartigen Pressung kann die Dichte des mechanische Festigkeit, beispielsweise eine Druckfestigentstehenden rohen ungebrannten Teiles mindestens keit, die größer ist als 42000 kg/cm²; eine Härte nach g/cm² und vorzugsweise oberhalb von 2,2 g/cm² lie- der Rockwell-R45N-Skala von mehr als 92; ein gen. Eine Dichte von 2,4 kann mit Drücken von 60 Bruchmodul, der über 7000 kg/cm² liegt; zusammen mit kg/cm² ohne Schwierigkeit erreicht werden. Es einem enormen Widerstand gegen thermische Schockwurden sogar Dichten in der Größenordnung von 2,7 beanspruchung, bielektrischer Festigkeit, chemischer erreicht. Mit einer hohen Dichte des rohen unge- Widerstandsfähigkeit usw. Diese ausgezeichneten phybrannten Teiles tritt eine geringere Schrumpfung sikalischen Eigenschaften werden teilweise zumindest während des anschließenden Brennvorganges ein, und 65 durch die besondere Kristallstruktur der gebrannten dies ist wesentlich, da mit einer geringeren Schrump- Teile erklärt. Petrographische Analysen und elektrofung geringere Schwierigkeiten beim Einhalten von nen-mikroskopische Messungen zeigen, daß die Alu-Toleranzen auftreten. Bei wirtschaftlichen Herstel- miniumoxidkristallgröße (d. h. die Größe der größten

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Kristalldimension) in der Größenordnung von etwa Körper war etwa 2,440. Diese rohen Körper wurden 2 bis 4 Mikron liegen, wobei keines der Kristalle dann 1 Stunde lang bei HOO⁰C in einer oxydierenden 5 Mikron übersteigt, da die Kristalle von relativ gleicher Atmosphäre und danach bei 1475 ° C 4 Stunden lang in Größe sind. Sie sind in willkürlicher Verteilung und einer Wasserstoffatmosphäre gebrannt. Die entstandehaben ausgezeichnete konforme Kontakte. Bei üb- 5 nen, gebrannten keramischen Körper hatten eine Dichlicher hochaluminiumoxidhaltiger Keramik ist eine te von 3,99 und eine Aluminiumoxidkristallgröße von Aluminiumoxidkristallgröße von 25 Mikron bereits 3 Mikron und geringer,
ausgezeichnet. Kristallgrößen von mehr als 40 Mikron . .

■sind dabei üblicher. B e ι s ρ ι e 1 2

Für viele Typen keramischer Artikel, die keine sehr io In diesem Beispiel wurde entsprechend Beispiel 1 optimalen physikalischen Eigenschaften erfordern, verfahren, mit der Ausnahme, daß die rohen Körper kann es vom Kostenstandpunkt aus vorteilhaft sein, in einem einzigen Brennvorgang in Luft etwa 4 Stunden die übliche oxydierende Atmosphäre zum Sintervor- lang bei einer Temperatur von 1475° C gebrannt wur-•gang zu benutzen. Ein Brennen der rohen Teile für den. Die entstandenen, gebrannten Körper hatten eine etwa 4 Stunden bei 1450°C ist bis 1550°C in Luft 15 Dichte von 3,98. Die Aluminiumoxidkristallgröße war bringt bereits ausgezeichnete Ergebnisse. Derart her- 2 bis 4 Mikron,
gestellte keramische Körper besitzen eine Aluminium- Beisüiel 3

-oxidkristallgröße von 3 bis 5 Mikron, die etwas größer

ist als diejenige, die bei einem Brennen in Wasserstoff Dieses Beispiel wurde genau wie Beispiel 1 ausge-

oder im Vakuum erreicht werden kann, wobei jedoch 20 führt, mit der Ausnahme, daß an Stelle des Yttriumdie Kristallstruktur und die Orientierung im übrigen oxids Chromoxid verwendet wurde. Die entstandenen, annähernd gleich ist. Die in Luft gebrannten Körper gebrannten keramischen Körper hatten eine Dichte haben eine Dichte in der Größenordnung von 3,97 bis von 3,98 und eine Aluminiumoxidkristallgröße von 3,98; einen Bruchmodul zwischen 5950 und 7000kg/cm² etwa 2 bis 5 Mikron,
und eine Rockwellhärte und eine Druckfestigkeit, die 25

gleich derjenigen der in Wasserstoff oder im Vakuum Beispiel 4

gebrannten Körper ist. Dieses Beispiel wurde genau wie Beispiel 1 ausge-

Es ist nicht erforderlich, die Körper während des führt, jedoch mit der Ausnahme, daß an Stelle des Brennvorganges einem Druck auszusetzen, um die Cr₂O₃ 0,05 TiO₂ verwendet wurde. Die entstandenen, hohe Dichte und die anderen beschriebenen Eigen- 30 gebrannten Körper hatten eine Dichte von 3,98 und schäften zu erreichen, obwohl sie, wenn dies erforder- eine Aluminiumoxidkristallgröße von ungefähr 3 bis lieh ist, heiß gepreßt werden können. Das Einbringen 5 Mikron.

von Oxiden, die den Kristallwuchs hemmen, in die B e i s D i e 1 5

Masse ist wesentlicher zum Erreichen der optimalen

Ergebnisse, wenn Luftbrennen angewandt wird, als 35 Dieses Beispiel wurde wie Beispiel 1 ausgeführt, dann, wenn die Körper in Wasserstoff oder im Vakuum jedoch mit der Ausnahme, daß die keramische Masse gebrannt werden. Für besonders gute Ergebnisse sind aus 100 % Aluminiumoxid bestand, wobei Magnesiumsowohl zusätzliche, den Kristallwuchs hemmende oxid und Yttriumoxid nicht verwendet wurde. Die Oxide als auch ein Brennen im Wasserstoff oder im entstandenen, keramischen Körper hatten eine Dichte Vakuum wünschenswert. 40 von 3,97 und eine Aluminiumoxidkristallgröße von

Körper mit einer Oberfläche wie gebrannt von 3 bis 5 Mikron und geringer.

5 RMS (root mean squaraes) sind leicht nach der Keramische Körper, die nach den Lehren der ErPraxis der Erfindung zu erreichen. Durch Anwenden findung gefertigt werden, sind für alle Produkte genur eines leichten Polierens der wie gebrannten Ober- eignet, die auch bis jetzt aus hochaluminiumoxidhaltifläche mit einer ein viertel Mikrondiamantpaste können 45 ger Keramik hergestellt wurden, beispielsweise Funfertige Oberflächen von 1 RMS und geringer er- kenstrecken und andere elektrische Isolatoren, Kugelreicht werden, so daß Keramik gemäß der Erfindung mühlenkugeln und Auskleidungen, Pumpenkolben, besonders zur Verwendung als unglasierte Unter- Ventile, Düsen, Lager, Maße und Lehren und andere gründe für gedruckte Schaltungen od. dgl. geeignet ist. Industriekeramik. Wie bereits vorstehend erwähnt

50 wurde, hat die Keramik eine besonders feine Ober-

Beispiel I flächenbeschaffenheit und benötigt daher keine Glasur,

mit der Ausnahme jedoch, daß diese Glasur für dekora-

Eine rohe Masse ist hergestellt worden durch Mi- tive Zwecke gewünscht wird. Wegen ihrer besonders sehen von Aluminiumoxid (überwiegend Alphaalumi- guten physikalischen Eigenschaften gegenüber der beniumoxid), Magnesiumoxid und Yttriumoxid in sol- 55 kannten Keramik öffnen die erfindungsgemäßen Prochen Proportionen, daß 99,9 Gewichtsprozent Alumi- dukte neue Anwendungsbereiche, in denen Keramik niumoxid, 0,05 % Yttriumoxid und 0,05 % Magnesium- bis jetzt noch nicht weitgehend verwendet worden ist. oxid vorhanden sind. Dieser keramischen Masse wurde Durch ihre hohe mechanische Festigkeit, Härte und ölsäure in einer Menge von etwa 2 Gewichtsprozent Zähigkeit ist diese Keramik besonders für Werkzeugder Masse zugesetzt. Diese Masse wurde dann in einer 60 schneiden od. dgl. geeignet, also Anwendungsgebiete, Kugelmühle trocken gemahlen, deren Mühlenaus- in denen bis jetzt Wolframcarbid benutzt worden ist. kleidung und Kugeln aus der gleichen Keramik be- Ausgezeichnete Stanz- und Schnitzwerkzeuge können standen, die hergestellt werden sollte. Der Mahlvor- aus der Keramik hergestellt werden, da sie eine hervorgang wurde über 10 Stunden ausgeführt, bis die ragende Schlagfestigkeit besitzt. Werkzeugschneiden, Partikelgröße 0,3 Mikron und feiner war und die 65 die aus dieser Keramik hergestellt werden, sind beMasse danach in gleichen Metallformen unter An- trächtlich billiger als Wolframcarbid-Werkzeugschneiwendung eines Druckes von 280 kg/cm² in zylindrische, den und sind im Vergleich mit diesen in ihrer Schneidrohe Körper trocken gepreßt. Die Dichte dieser kraft und Dauerhaftigkeit gleichwertig.

Claims

1 2 wirkt sich jedoch nachteilig bei der Bildung einiger Patentansprüche: physikalischen Eigenschaften aus, die ohne das Vor handensein der glasigen Phase erreicht werden könnte.

1. Verfahren zur Herstellung eines kaltgeformten, Wird ein keramischer Körper aus 100 % Aluminiumgesinterten, im wesentlichen glasfreien Keramik- 5 oxid oder aus einem sehr hochprozentigen Anteil von körpers, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminiumoxid und nichtglasbildenden Oxiden hergeein selbstzusammenhaltender Keramikpulverform- stellt, weist dieser, obwohl er einige hervorragende ling gepreßt wird, der eine Dichte von mindestens physikalische Eigenschaften besitzt, erhebliche Nach-2 g pro Kubikzentimeter besitzt, von dem minde- teile auf. Diese Nachteile ergeben sich wahrscheinlich stens 99,5 Gewichtsprozent Aluminiumoxid mit io aus der großen durchschnittlichen Kristallform, das einer Korngröße unterhalb eines Mikron sind und Vorhandensein von Mikrolücken und, in einigen Fälder zur Kornwachstumshemmung während des len, durch die schädlichen Restspannungen, die sich Sinterns geringe Anteile an Yttriumoxid und infolge der großen Kristallform und die hohe Brenn-Magnesia enthält, der Formling dann bei einer temperatur während der Sinterung ergeben. Darüber Temperatur von etwa 1400 bis 1550°C zur Sinte- 15 hinaus sind solche sogenannten Rein- oder Mischoxidrung der Keramik zu einem dichten Körper ge- körper schwierig und kostspielig in großen Mengen brannt wird, in dem annähernd das gesamte Alu- herzustellen, da eine Endkontrolle ihrer Qualität unbernmiumoxid in Form von willkürlich orientierten dingt erforderlich ist.

Kristallen vorliegt, deren Größe 5 Mikron nicht Um die die allgemeine Verwendbarkeit dieser hochübersteigt. 20 aluminiumoxidhaltigen Keramik beeinträchtigenden

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Eigenschaften herabzumindern, wurde das aus Aluzeichnet, daß Anteile an Yttriumoxid und an miniumoxidpulver bestehende, sehr fein gemahlene Magnesia im Formling von je 0,05 Gewichtspro- Ausgangsmaterial vor dem Sintern hoch verdichtet. Ein zent verwendet werden. feinkörniges Gefüge konnte jedoch nur bei Kornwachs-

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch 25 tumshemmung erreicht werden. Die zur Kornwachsgekennzeichnet, daß die Sinterung des Formlings in tumshemmung erforderlichen Zuschläge vermindern oxidierender Atmosphäre erfolgt. jedoch den Aluminiumoxidanteil des Ausgangsmate-

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- rials, was wiederum das Erreichen der gewünschten, bekennzeichnet, daß die Sinterung des Formlings in sonders günstigen physikalischen Eigenschaften ereiner Wasserstoffatmosphäre erfolgt. 30 schwert.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verzeichnet, daß die Sinterung des Formlings im fahren zur Herstellung eines kaltgeformten, gesinter-Vakuum erfolgt, ten, im wesentlichen glasfreien Keramikkcrpers vorzu-

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch sehen, nach dem es möglich ist, Keramikkörper herzugekennzeichnet, daß der größte Teil des Keramik- 35 stellen, die eine Dichte von wenigstens 3,97 g pro pulvers im Formling «-Aluminiumoxid ist. Quadratzentimeter haben und in denen die Aluminium-

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch oxidkristalle in einer Größe vorliegen, die 5 Mikron gekennzeichnet, daß etwa das gesamte Aluminium- nicht übersteigt. Dieses Verfahren soll darüber hinaus oxid im Formling mit einer Korngröße verwendet keine zusätzlichen, die Herstellungszeit verlängernde wird, die 0,5 Mikron nicht übersteigt. 4° und damit die Fertigung verteuernde Verfahrens-

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch ge- schritte umfassen. Gemäß der Erfindung wird diese kennzeichnet, daß ein Formling mit 99,9 Gewichts- Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, nach dem prozent Aluminiumoxid verwendet wird. ein selbstzusammenhaltender Keramikpulverformling

gepreßt wird, der eine Dichte von mindestens 2 g

45 pro Kubikzentimeter besitzt, von dem mindestens

99,5 Gewichtsprozent Aluminiumoxid in einer Korngröße unterhalb eines Mikron sind und der zur Korn-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wachstumshemmung während des Sinterns geringe eines kaltgeformten, gesinterten, im wesentlichen glas- Anteile an Yttriumoxid und Magnesia enthält, der freien Keramikkörpers. 50 Formling dann bei einer Temperatur von etwa 1400 bis

Die meisten bekannten der elektrischen Isolation 1550° C zur Sinterung der Keramik zu einem dichten dienenden Keramikkörper und Industriekeramik ent- Körper gebrannt wird, in dem annähernd das gesamte halten mehr als 95% Aluminiumoxid und geringe Aluminiumoxid in Form von willkürlich orientierten Mengen unterschiedlicher Flußmittel oder Glas, die zu Kristallen vorliegt, deren Größe 5 Mikron nicht übereiner glasigen Phase während des Brennens führen. Die 55 steigt. DerartigeKeramikkörper haben eine Druckfestig-Struktur einer solchen Keramik ist durch die Alumi- keit, die oberhalb von 35 000 kg/cm² liegt, einen Bruchniumoxid-Kristallform, die überwiegend Größen von modul oberhalb von 5250 kg/cm² und eine Rockwell-Mikron und darüber besitzt, durch Mikrolücken, härte (R 45N) weit über 90. Darüber hinaus sind die die ungleichmäßige Porosität erbringen, und durch die durch besonders gute bielektrische Eigenschaften, vorhandene glasige Phase gekennzeichnet, sich be- 60 einen Widerstand gegen thermische Schockbelastung kanntlich während des Brennens durch Zusammen- und andere nützliche physikalische, chemische und wirken der glasbildenden Zuschläge und des Alumini- elektrische Eigenschaften. Ferner werden gemäß der umoxids gebildet hat. Diese glasige Phase beseitigt Erfindung derartige Körper in den Verfahrensschritten praktisch die vorerwähnten Nachteile der Struktur, in- hergestellt, (1) Herstellen einer rohen Keramikmasse, dem sie zum Teil zu der relativ hohen Dichte, der ge- 65 die mindestens 99,5 Gewichtsprozent Aluminiumoxid ringen Porosität, dem Widerstand gegen thermische und vorzugsweise eine geringe, doch wirksame Menge Schockbelastung und zu anderen vorteilhaften physi- von zusätzlichen Oxiden enthält, die als Kristallkarischen Eigenschaften beiträgt. Die glasige Phase wuchsbegrenzer dienen, wobei fast das gesamte Alu-