DE1646435B1 - Keramischer elektrisch leitender werkstoff und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Keramischer elektrisch leitender werkstoff und verfahren zu seiner herstellungInfo
- Publication number
- DE1646435B1 DE1646435B1 DE19671646435 DE1646435A DE1646435B1 DE 1646435 B1 DE1646435 B1 DE 1646435B1 DE 19671646435 DE19671646435 DE 19671646435 DE 1646435 A DE1646435 A DE 1646435A DE 1646435 B1 DE1646435 B1 DE 1646435B1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- material according
- ceramic
- zirconium oxide
- percent
- zirconate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K44/00—Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
- H02K44/08—Magnetohydrodynamic [MHD] generators
- H02K44/10—Constructional details of electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/08—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
1 2
Die Erfindung bezieht sich auf einen keramischen, sehr stabile und wohldefinierte Verbindung und ein
elektrisch leitenden Werkstoff, der sich besonders zur guter elektrischer Isolator bis zu einer Temperatur der
Herstellung von Elektroden für magnetohydrody- Größenordnung von 1200° K zu sein. Jenseits dieser
namische Umformer eignet Temperatur wächst seine elektrische Leitfähigkeit,
Die in einem magnetohydrodynamischen Umformer- 5 doch bleibt die Elektronenleitung erhalten, und ebenso
kanal angeordneten Elektroden sind an ihrer Stirn- ist es bei dem monoklinen Zirkonoxyd, welches indesfläche
der Einwirkung von oxydierenden Gasen bei sen bereits bei niedrigerer Temperatur leitend ist.
hoher Temperatur (2000 bis 3000° K) unterworfen, Durch Vermischen von Strontiumzirkonat, SrZrO3,
die mit erheblicher Geschwindigkeit vorbeiströmen und monoklinem Zirkonoxyd, ZrO2, in geeignetem
und nach Alkalibekeimung ionisiert sind. Diese Gase ίο Verhältnis erhält man einen Sinterkörper, in welchem
werden Träger einer elektromotorischen Kraft und die Volumenänderungen des monoklinen Zirkonoxyds
eines Gleichstroms, wenn ein magnetisches Feld senk- bei seiner Umwandlung in die tetragonale Kristallform
recht zu ihrer Strömungsrichtung und parallel zu den und umgekehrt durch seine Verbindung mit dem Stron-Elektrodenstirnseiten
angelegt wird. Daher müssen tiumzirkonat verringert sind. Diese Verbindung von diese Elektroden strenge Betriebsbedingungen aus- 15 monoklinem Zirkonoxyd und Zirkonat führt zu homohalten,
die sich durch das heiße bekeimte Gas und genen und heilen Keramikteilen mit einer schon bei
durch das Fließen eines starken Gleichstroms ergeben 1600°K bemerkenswerten Elektronenleitfähigkeit (5
und Elektrolysevorgänge in jedem Leiter mit Ionen- bis 10 Ohm/m). Beispielsweise haben Mischungen von
leitung hervorrufen. Sie müssen insbesondere eine 95, 90, 85, 80, 70, 60 Molprozent SrZrO3 oder CaZrO3
gute Feuer-Beständigkeit aufweisen und in erhöhtem 20 mit 5, 10, 15, 20, 30 und 40 Molprozent ZrO2 gute
Maße beständig gegen Oxydation, chemische Korro- Ergebnisse gebracht,
sion, Erosion und physikochemische Belastungen sein. Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfin-
sion, Erosion und physikochemische Belastungen sein. Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfin-
Zur Herstellung solcher Elektroden hat man bereits dung setzt man der Mischung aus monoklinem Zirkondaran
gedacht, feuerfeste Oxyde, wie Zirkon- oder oxyd und einem feuerfesten keramischen Stoff noch
Thoriumoxyd nach Stabilisierung mit einem gewissen 25 kleine Anteile an Metallen zu, die genügend feuerfest
Prozentsatz an einem Oxyd des Kalziums (bis zu und verhältnismäßig wenig oxydationsempfindlich
24 Molprozent), Yttriums (bis zu 30 Molprozent) oder sind, d. h. z. B. Nickel, Chrom oder Titan. Dieser
einer Seltenen Erde (bis zu 15 Molprozent) zu ver- Zusatz bewirkt eine Erhöhung der Elektronenleitwenden.
Diese Stabilisieroxyde erzeugen in den Kri- fähigkeit des keramischen Werkstoffes auf Grund des
stallgittern des Zirkon- oder Thoriumoxyds Ionen- 30 Verunreinigungscharakters, den diese schwachen Beilücken,
welche diese Oxyde bei hoher Temperatur mengungen haben. Er erleichtert außerdem die Sinteleitend
machen. So leitet mit Kalk oder Yttriumoxyd rung und erlaubt einen besseren Zusammenhalt des
stabilisiertes Zirkonoxyd die Elektrizität ab 1500° K Ganzen. Diese Metalle sind der genannten Mischung
bei Stabilisiergehalten in der Nähe von 10 Molprozent. allgemein in Mengen von 0,5 bis 2% zuzusetzen. Vor-
Der Ionenleitungscharakter dieser Leitfähigkeit 35 zugsweise werden 40 Molprozent monoklines Zirkonunterwirft
indessen eine stabilisierte Elektrode unter oxyd und 60 Molprozent Strontium- oder Kalzium-Gleichspannung,
wie sie bei der magnetohydrody- zirkonat vermischt und dieser Mischung noch 1 Genamischen
Umwandlung vorliegt, mehr oder weniger wichtsprozent, auf die Mischung bezogen, Metall
schnell einer Elektrolyse, die zu einer Änderung der zugesetzt.
chemischen Zusammensetzung des Ganzen und damit 40 Die Herstellung des keramischen Werkstoffs gemäß
zu einer Änderung der keramischen Bindung führt, der Erfindung kann auf verschiedenen Wegen erfolgen,
was ihre Zerstörung zur Folge hat. In jedem Fall ist es zweckmäßig, zuerst jede der
Im Gegensatz dazu neigt reines Zirkonoxyd einen Ausgangskomponenten in einem Aluminiumoxyd-Elektronenleitungsmechanismus
und wäre sicher der kugelmahlwerk auf eine Korngröße ^ 5 μ zu zerideale
Werkstoff zur Herstellung von Elektroden für 45 kleinern und die so erhaltenen Pulver in den bestimmeinen
MHD-Umformerkanal, wenn es nicht bei etwa ten Anteilen anfangs durch weiteres Mahlen des
14000K eine Kristallumwandlung mit einer plötzlichen Gemisches in dem Kugelmahlwerk und nachher in
Änderung des linearen Ausdehnungskoeffizienten einem Gegenstrommischwerk innig zu vermischen,
durchmachte, die zur Rißbildung bei keramischen, Nach einer ersten Ausführungsart werden die Pulver aus diesem Oxyd bestehenden Teilen führt. 5° mit 4 bis 5 % Wasser angefeuchtet, mit einem organi-
durchmachte, die zur Rißbildung bei keramischen, Nach einer ersten Ausführungsart werden die Pulver aus diesem Oxyd bestehenden Teilen führt. 5° mit 4 bis 5 % Wasser angefeuchtet, mit einem organi-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese sehen Bindemittel versetzt und in einer Stahlform unter
auf die Kristallumwandlung des Zirkonoxyds bei einem Druck von 1 bis 5 t/cm2 in die gewünschten
hoher Temperatur zurückzuführenden Zerstörungs- Formen gepreßt. Die Preßstücke werden anschließend
effekte zu vermeiden. in einem Ofen an Luft bis zu 1750° C gesintert.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen 55 Nach einer zweiten Ausführungsart werden die
dadurch gelöst, daß der keramische, elektrisch leitende gleichen Pulver in einer isostatischen Presse gepreßt
Werkstoff aus monoklinem Zirkonoxyd in Verbindung und, wie vorstehend angegeben, gesintert,
mit einem oder mehreren feuerfesten keramischen Nach einer dritten Ausführungsart schmilzt man die
Stoffen aus der Gruppe der Zirkonate des Strontiums, Pulver in einem Lichtbogen- oder Plasmaofen bei 2500
Kalziums und Bariums besteht. 60 bis 3000° C und gießt sie in Formen aus besonderem
Der oder die feuerfesten keramischen Stoffe dienen als Gießereisand.
Verdünnungsmittel, die eine Ausdehnung des Zirkon- In der Figur sind die temperaturabhängigen Ände-
oxyds ohne Zerstörung der keramischen Körper rungen der Ausdehnungskoeffizienten des reinen Zir-
zulassen. Man verfügt so über einen keramischen konoxyds und von keramischen Werkstoffen gemäß
Werkstoff, dessen Elektronenleitfähigkeit unter lang 65 der Erfindung dargestellt. Die Kurve I zeigt die Ände-
andauerndem Gleichspannungseinfluß so gut wie rungdesAusdehnungskoeffizientenreinenZirkonoxyds,
unverändert bleibt. Kurve II die eines keramischen Werkstoffs aus 60%
Das Strontiumzirkonat weist den Vorteil auf, eine Strontiumzirkonat, 40% Zirkonoxyd und, auf diese
bezogen, 1% Nickel, Kurve III diejenige eines keramischen Werkstoffs aus 90° Kalziumzirkonat und
Zirkonoxyd. Kurve I zeigt die schroffe Änderung des linearen Ausdehnungskoeffizienten des reinen
Zirkonoxyds bei einer Temperatur oberhalb 10000C, während die keramischen Werkstoffe gemäß der Erfindung
eine gute Stabilität der Abmessungen aufweisen.
Claims (8)
1. Keramischer, elektrisch leitender Werkstoff, insbesondere für Elektroden in MHD-Umformerkanälen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff aus monoklinem Zirkonoxyd in
Verbindung mit einem oder mehreren feuerfesten keramischen. Stoffen aus der Gruppe der Zirkonate
des Strontiums, Kalziums und Bariums bei einem Molverhältnis des Zirkonoxyds zum Zirkonatanteil
von 40: 60 bis 5: 95 besteht.
2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Anteil von 0,5 bis 2% eines
feuerfesten Metalls enthält.
3. Werkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Metall zu der Gruppe
Nickel, Chrom und Titan gehört.
4. Werkstoff nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus etwa 40 Molprozent
monoklinem Zirkonoxyd, 60 Molprozent Strontiumzirkonat und — auf diese beiden Bestand- 30 werden.
teile bezogen — 1 Gewichtsprozent feuerfestei Metall besteht.
5. Werkstoff nach den Ansprüchen 1 bis '. dadurch gekennzeichnet, daß er aus etwa 40 Mo
prozent monoklinem Zirkonoxyd, 60 Molprozer Kalziumzirkonat und — auf diese beiden Bestanc
teile bezogen — 1 Gewichtsprozent feuerfester Metall besteht.
6. Verfahren zur Herstellung eines keramische Werkstoffs nach Anspruch 1 und folgenden, da
durch gekennzeichnet, daß die Komponente einzeln auf eine Korngröße ^ 5 μ gemahlen, di
gemahlenen Pulver in bestimmten Anteilen inni vermischt, der Mischung Wasser und ein organi
sches Bindemittel zugesetzt, aus der Mischung ii einer Form unter einem Druck von 1 bis 5 t/cm
die gewünschten Formen gepreßt und diese ii einem Lichtbogenofen bis auf eine Temperatur voi
etwa 1750° C gesintert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Pulvermischung in einer isosta
tischen Presse gepreßt und bis auf eine Temperatu von etwa 1750° C gesintert wird.
8. Verfahren zur Herstellung eines keramischer Werkstoffs nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurcl
gekennzeichnet, daß die Pulver in einem Licht bogen- oder Plasmaofen bei einer Temperatui
zwischen 2500 und 3000° C geschmolzen und ir Formen aus besonderem Gießereisand gegosser
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR54359A FR1482073A (fr) | 1966-03-21 | 1966-03-21 | Matériau céramique conducteur d'électricité et son procédé de préparation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1646435B1 true DE1646435B1 (de) | 1971-02-18 |
Family
ID=8604303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671646435 Pending DE1646435B1 (de) | 1966-03-21 | 1967-03-21 | Keramischer elektrisch leitender werkstoff und verfahren zu seiner herstellung |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3523915A (de) |
BE (1) | BE695240A (de) |
CH (1) | CH499473A (de) |
DE (1) | DE1646435B1 (de) |
ES (1) | ES338246A1 (de) |
FR (1) | FR1482073A (de) |
GB (1) | GB1149224A (de) |
LU (1) | LU53205A1 (de) |
NL (1) | NL6703952A (de) |
SE (1) | SE308480B (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3887384A (en) * | 1974-02-27 | 1975-06-03 | United Aircraft Corp | Tough refractory oxide eutectic article |
US4210840A (en) * | 1978-12-12 | 1980-07-01 | Westinghouse Electric Corp. | HID Lamp emission material |
US4292209A (en) * | 1979-05-02 | 1981-09-29 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Ceramic component for MHD electrode |
US7224108B2 (en) * | 2001-02-15 | 2007-05-29 | Integral Technologies, Inc. | Low cost spark plug manufactured from conductive loaded resin-based materials |
CN113788674B (zh) * | 2021-08-30 | 2022-05-13 | 潮州三环(集团)股份有限公司 | 一种导电陶瓷及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR985427A (fr) * | 1943-10-27 | 1951-07-18 | Quartz & Silice | Composition ultra-réfractaire |
BE526330A (de) * | 1953-02-09 | |||
US3149253A (en) * | 1962-01-03 | 1964-09-15 | Gen Electric | Electrode structure from magnetohydrodynamic device |
FR1430340A (fr) * | 1965-01-21 | 1966-03-04 | Centre Nat Rech Scient | Nouvelles céramiques à base de zircone monoclinique et présentant une conductibilité électrique due aux électrons |
FR1452620A (fr) * | 1965-02-26 | 1966-09-16 | Comp Generale Electricite | électrodes utilisables à haute température |
-
1966
- 1966-03-21 FR FR54359A patent/FR1482073A/fr not_active Expired
-
1967
- 1967-03-09 BE BE695240D patent/BE695240A/xx unknown
- 1967-03-15 US US623309A patent/US3523915A/en not_active Expired - Lifetime
- 1967-03-15 LU LU53205D patent/LU53205A1/xx unknown
- 1967-03-16 NL NL6703952A patent/NL6703952A/xx unknown
- 1967-03-17 GB GB12549/67A patent/GB1149224A/en not_active Expired
- 1967-03-17 CH CH392967A patent/CH499473A/fr not_active IP Right Cessation
- 1967-03-20 ES ES338246A patent/ES338246A1/es not_active Expired
- 1967-03-21 SE SE3941/67A patent/SE308480B/xx unknown
- 1967-03-21 DE DE19671646435 patent/DE1646435B1/de active Pending
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
None * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE308480B (de) | 1969-02-10 |
BE695240A (de) | 1967-08-14 |
FR1482073A (fr) | 1967-05-26 |
GB1149224A (en) | 1969-04-16 |
ES338246A1 (es) | 1969-06-01 |
LU53205A1 (de) | 1967-05-16 |
US3523915A (en) | 1970-08-11 |
NL6703952A (de) | 1967-09-22 |
CH499473A (fr) | 1970-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2643131C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbundkeramik | |
DE3436597A1 (de) | Oxidischer koerper mit ionischer und elektronischer leitfaehigkeit | |
DE69413613T2 (de) | Metalloxid-Widerstand, Leistungswiderstand und Leistungsschalter | |
DE3016872A1 (de) | Keramikkomponente fuer eine mhd- elektrode | |
DE3827954C2 (de) | ||
DE1533321A1 (de) | Wolfram-Kupfer-Zusammensetzungen und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE102008042965A1 (de) | Piezokeramisches Vielschichtelement | |
EP3765427B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines polykristallinen keramischen festkörpers | |
DE69831386T2 (de) | Kontaktanordnung für Vakuumschalter mit Magnetelement für die longitudinale Magnetisierung | |
DE2006639C3 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Keramik mit hoher Ionenleitfähigkeit | |
DE1646435B1 (de) | Keramischer elektrisch leitender werkstoff und verfahren zu seiner herstellung | |
DE69707247T2 (de) | Keramischer vielschichtkondensator | |
DE7418086U (de) | Kontakt für elektrische Schalter | |
DE1596099A1 (de) | Elektrolyt fuer Brennstoffelemente | |
DE1646435C (de) | Keramischer, elektrisch leitender Werkstoff und Verfahren zu seiner Her stellung | |
DE2547939B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für die Ammoniaksynthese | |
DE2149764A1 (de) | Elektrisch leitende Heizelemente | |
DE19935271C2 (de) | Matrixmaterial für Brennstoffzellen sowie Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung | |
DE2941765A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer eisensinterelektrode | |
DE19643157C1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Chrom-Werkstoffes | |
DE69119451T2 (de) | Elektrischer Widerstand | |
DE4439884A1 (de) | Festelektolyt für Natrium-Schwefel-Sekundärelemente und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE1264641B (de) | Lichtbogen-Plasmabrenner | |
AT208606B (de) | Fester Stromleiter und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2459599C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines aufgrund der Zusammensetzung seiner Masse selbst spannungsabhängigen Widerstandskörpers auf der Basis von Zirkoxid |