DE1017520B

DE1017520B - Refractory product made of aluminum oxide

Info

Publication number: DE1017520B
Application number: DED21870A
Authority: DE
Inventors: Osgood J Whittemore Jun
Original assignee: DEUTSCHE NORTON GmbH
Current assignee: DEUTSCHE NORTON GmbH
Priority date: 1954-12-09
Filing date: 1955-12-06
Publication date: 1957-10-10

Description

Feuerfestes Erzeugnis aus Aluminiumoxyd Gegenstand der Erfindung ist ein dichtes feuerfestes Erzeugnis auf der Grundlage von Aluminiumoxyd, das bei verhältnismäßig niedriger Temperatur gebrannt werden kann.Refractory product made of aluminum oxide is the subject of the invention a dense refractory product based on alumina, which is relatively can be fired at a low temperature.

Da Aluminiumoxyd sich durch hohen elektrischen Widerstand auszeichnet, sehr feuerfest, von hoher mechanischer Festigkeit und sehr widerstandsfähig gegen chemische Angriffe ist, wird es bei hohen Temperaturen als elektrischer Isolator, als abnutzungsfester Werkstoff, als Behälter für korrodierende Schmelzen und als Schleifmittel verwendet.Since aluminum oxide is characterized by high electrical resistance, very fireproof, of high mechanical strength and very resistant to chemical attack, it is used as an electrical insulator at high temperatures, as a wear-resistant material, as a container for corrosive melts and as Abrasives used.

Für viele dieser Anwendungen, insbesondere für elektrotechnische Zwecke und in Fällen, in denen Abnutzungsfestigkeit eine Rolle spielt, ist große Dichte und weitgehende Undurchlässigkeit Voraussetzung: Zur Erfüllung dieser Bedingungen wird entweder ein Körper aus reinem Aluminiumoxyd bei bis etwa 19000 gebrannt, oder das Brennen erfolgt bei Zusatz eines Fluß- oder Bindemittels bei Temperaturen von 1600 und 1800°.For many of these applications, especially for electrotechnical purposes and in cases where wear resistance plays a role, high density and extensive impermeability are prerequisites: To meet these conditions, either a body made of pure aluminum oxide is burned at up to around 19000 , or the burning takes place at Addition of a flux or binder at temperatures of 1600 and 1800 °.

Zur Wahrung der hervorragenden dielektrischen Eigenschaften und zur Verhütung zu starken Kristallwachstums ist es wichtig, aus dem Bindemittel Stoffe wie Nag O, K.0, Eisenoxyd und gewisse andere Oxyde der duktilen Metalle herauszulassen.To maintain the excellent dielectric properties and to To prevent excessive crystal growth, it is important to get off the binder substances like Nag O, K.0, iron oxide and certain other oxides of ductile metals.

Es ist gefunden worden, daß unter Wahrung der ausgezeichneten mechanischen und thermischen Eigenschaften des Aluminiumoxyds das Brennen schon hei der niedrigen Temperatur von 14001 zu genügender Dichte führt, wenn man ein Bindemittel ungefähr folgender Zusammensetzung verwendet: CaO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27%, Mg o ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61/o, Ale 03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , .... 13,5()/0, S'02 ... .. .. .. .................... 53,5°/e Dieses Verhältnis der genannten vier Bestandteile ergibt den niedrigsten Schmelzpunkt. 5i 02 ............. A12 03 Fe203 ............. Mg 0 ............... CaO ................ Nag O ... .. .. .. ...... K2 O ................ Ti 02 ...............It has been found that, while maintaining the excellent mechanical and thermal properties of aluminum oxide, firing at the low temperature of 14001 leads to sufficient density if a binder of approximately the following composition is used: CaO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27%, Mg o ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 / o, ale 03. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , .... 13.5 () / 0, S'02 ... .. .. .. .................... 53.5 ° / e This ratio of the four components mentioned gives the lowest melting point. 5i 02 ............. A12 03 Fe203 ............. Mg 0 ............... CaO. ............... Nag O ... .. .. .. ...... K2 O ................ Ti 02 ...............

Brennverlust ........ Das Aluminiumoxyd muß ganz rein sein. Sowohl geglühtes als geschmolzenes A12 0, kann verwendet Das Bindemittel kann man entweder dadurch herstellen, daß man unmittelbar ein Gemisch der angegebenen Mengen der einzelnen Bestandteile schmilzt oder keramische Rohstoffe mischt, die beim Schmelzen zu demselben Ergebnis führen. Beispielsweise befriedigt ein Gemisch von 15 1/o. Talk, 37% Kreide und 48%.plastischem Ton. Auch andere keramische Stoffe, wie Wollastonit, können Verwendung finden.Burning loss ........ The aluminum oxide must be completely pure. Both annealed and molten A12 0 can be used. The binder can either be produced by directly melting a mixture of the specified amounts of the individual components or by mixing ceramic raw materials which lead to the same result when melted. For example, a mixture of 15 1 / o is satisfactory. Talc, 37% chalk and 48% plastic clay. Other ceramic materials, such as wollastonite, can also be used.

Beim Brennen dieses Gemisches wird aus dem Ca C 03, aus dem Kreide in der Hauptsache besteht, Kohlensäure frei; so daß CaO zurückbleibt. Der Talk und der plastische Ton ergeben folgende Analysen: Talk Plastischer Ton 44,81/0 66,10/0 7,40/0 21,30/0 1,01/0 31,40/0 0,11/o 1,20/0 -- 0,20/0 - 0,60/0 - 1,91/0 14,00/0 11,20/0 werden. Im allgemeinen soll der Alkali- und: Eisengehalt sehr gering sein. Die Teilchengröße soll im allgemeinen im Bereich von 1 bis 15 Mikron liegen, dieser Feinheitsgrad kann durch nasses Kugelmahlen erzielt werden.When this mixture is fired, the Ca becomes C 03, the chalk mainly consists of carbonic acid free; so that CaO remains. The talk and the plastic clay results in the following analyzes: Talc plastic clay 44.81 / 0 66.10 / 0 7.40 / 0 21.30 / 0 1.01 / 0 31.40 / 0 0.11 / o 1.20 / 0 - 0.20 / 0 - 0.60 / 0 - 1.91 / 0 14 , 00/0 11.20 / 0. In general, the alkali and iron content should be very low. The particle size should in general in the range of 1 to 15 microns This degree of fineness can be achieved by wet ball milling.

Je nach dem gewünschten A12 0.-Gehalt oder der gewünschten Brenntemperatur wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung einfach durch Vergrößerung oder Verkleinerung der verwendeten Menge des oben angegebenen Bindemittels abgewandelt. Beispielsweise kann man einen sehr harten Körper aus einer Mischung von 151/o# Bindung mit 85% Ale 03 durch Brennen mit 1500' erhalten.Depending on the desired A120 content or the desired firing temperature, the composition according to the invention is modified simply by increasing or decreasing the amount of the abovementioned binder used. For example, a very hard body can be obtained from a mixture of 151 / o # bond with 85% ale 03 by firing at 1500 ' .

Ein Beispiel mit etwa 95 %. A12 02 ist das folgende: Diese Bestandteile wurden mit Wasser in einer Kugelmühle gemischt, das Gemisch wurde getrocknet, mit 5 % einer 10/eigen wässerigen Lösung von Methylzellulose versetzt und mit 700 kg/cm2 zu Scheiben gepreßt, die bei 1700° gebrannt wurden. Beim Brennen fand eine. lineare Schrumpfung um etwa 120/a statt, die bei der Herstellung der Formen berücksichtigt werden muß. Das Erzeugnis erwies sich als sehr hart und hervorragend dielektrisch.An example with about 95%. A12 02 is the following: These ingredients were mixed with water in a ball mill, the mixture was dried, mixed with 5% of a 10% aqueous solution of methyl cellulose and pressed at 700 kg / cm2 to form disks which were burned at 1700 °. While burning found one. linear shrinkage of around 120 / a takes place, which must be taken into account when producing the molds. The product was found to be very hard and has excellent dielectric properties.

Wird ein höherer A12 03-Gehalt gewünscht, so wird weniger Bindemittel genommen, doch erhöht sich dann natürlich die Brenntemperatur entsprechend.If a higher A12 03 content is required, less binder is required taken, but then of course the firing temperature increases accordingly.

Da bei jeder Formel sehr kleine Abweichungen nicht zum Verlust der wesentlichen Eigenschaften führen, kann die Zusammensetzung der Bindung um etwa 50/0 nach jeder Richtung schwanken. Der Gehalt an A1203 kann zwischen 80 und 97% liegen.Since with every formula very small deviations do not result in the loss of the essential properties can lead to the composition of the bond by about 50/0 in each direction. The content of A1203 can be between 80 and 97% lie.

Claims

PATLINT CLAIM: Refractory product made of aluminum oxide by molding and firing mixtures of 80 to 97% - A12 0a and the rest a ceramic binder, which - with an allowable deviation of 5% in each Component up or down - 53.5% Si02, 27% Ca O, 13.5% - A12 03 and 6 % Mg O contains. Publications considered: German Patent No. 616 225.