DE2323486A1 - Verfahren zur herstellung von weissen brennkapseln zum brennen von keramischen formteilen - Google Patents

Description

R. t 46t

7.5.1973 Pf/Mn

Anlage zur Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Verfahren zur Herstellung von weißen Brennkapseln zum Brennen von keramischen Formteilen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von weißen Brennkapseln zum Brennen von keramischen Formteilen bei Sintertemperaturen bis 17OO C.

Zum Sintern von keramischen Formkörpern, z.Bv Zündkerzen-Isolatoren, werden Brennkapseln verwendet. Diese Brennkapseln müssen, um eine befriedigende Standzeit-zu garantieren, neben einer Temperaturwechselfestigkeit auch eine ausreichende Druckfeuerbeständigkeit .aufweisen. Die bisher verwendeten Brennkapseln auf der Basis Tonerde, Elektrokorund und Ton erfüllen weitgehend die genannten Bedingungen. Sie haben jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß sie durch Eisenoxid verfärbt sind. Dieses Farbpigment überträgt sich während des Sinterns auf die Formteile, wenn nicht durch Einlagen ein direkter Kontakt zwischen Kapsel und Formteil vermieden wird. Solche Einlagen werden aus weißbrennenden, hochtonerdehaltigen, oder hochkorundhaltigen Massen, die nur weißbrennende Tone enthalten, hergestellt. Eine solche, aus einem äußeren und einem inneren Teil bestehende Brennkapsel ist aber in ihrer Herstellung aufwendig und darüberhinaus weist sie keine so lange Standzeit auf, wie eine aus nur einer

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Schicht bestehende Brennkapsel. Eine Braunfärbung der Kapsel selber durch Eisenoxid konnte bisher nicht vermieden werden, da nur mit einem speziellen Ton, der in größeren Mengen Eisenoxid enthält, die an die Kapseln gestellten technischen Bedingungen erfüllt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, daß es gestattet, weiße Brennkapseln zum Brennen von keramischen Formteilen herzustellen, um so eine Verfärbung der Formteile während des Brennvorganges zu verhindern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Ausgangsstoff für die Herstellung solcher Brennkapseln eine Mischung bestehend aus 45 bis 55 Gew.-55 Elektrokorund mit einer Korngröße von 1 bis 2 mm, 25 bis 35 Gew.-% Streukorund mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,2 mm, 20 bis 35 Gew.-? Kaolin oder Ton mit einer Korngröße kleiner als 0,06 mm sowie 5 bis 10 Ge\t.-% Quarz mit einer Korngröße von 0,1 bis 2 mm verwendet wird. ·'.' ...

Die chemische Analyse des bisher für Brennkapseln verwendeten eisenoxidhaltigen Tons ergab, daß dieser etwa" 12 Gew.-% freien Quarz enthält. Dieser freie Quarz reagiert mit Aluminiumoxid unter Bildung von Mullit. Bisher ist jedoch kein eisenoxidfreier Ton bekannt geworden, der eine entsprechende Menge freien Quarzes enthält.

Versuche mit eisenoxidfreien Tonen bzw. Kaolinen, denen freier Quarz beliebiger Kornverteilung zugesetzt wurden, brachten hier jedoch kein befriedigendes Ergebnis. Es stellte sich vielmehr heraus, daß es notwendig ist, den Quarz in ganz bestimmten Kornfraktionen zuzusetzen. Es ist in jedem Fall notwendig, daß die Korngröße des Quarzes über 0,1 mm liegt. Weiteren Versuchsergebnissen ist zu entnehmen, daß die Korngrößenverteilung zwischen 0,1 und 2 mm liegen muß. Mit freien Quarzzusätzen,

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die sehr fein gemahlen worden waren, ergaben sich keine befriedigenden Ergebnisse. Nach etwa 40 Bränden fielen diese Kapseln aus. Brennkapseln mit den erfindungsgemäßen Quarzfraktionen hielten 100 und mehr Brände aus, ohne daß sich irgendwelche Schäden an den Kapseln zeigten.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Beispiels näher erläutert werden. Für die Herstellung einer Brennkapsel wurde folgende Zusammensetzung, die sich besonders bewährt hat, eingesetzt:

52 Gew.-% Elektrokorund, Korngröße 1 bis 2 mm 28 Gew.-Jt Streukorund, Korngröße 0,1 bis 0,2 mm 13,5 Gew.-fc Kaolin, Korngröße 0,06 bis 0,1 mm 6,5 Gew.-% Quarz mit folgender Korngrößenverteilung:

1,7 % größer 1 mm 0,7 % 0,3 bis 0,4 mm

0,6 % 0,5 bis 1,0 mm 1,2 % 0,2 bis 0,3 mm

0,5 % 0,3 bis 0,5 mm 1,8 %.-■""'■' 0,1 bis 0,2 mm

Die chemische Zusammensetzung ist: ca. 87 Gew.-% Al_0_, ca.

13 Gew.-56 Sio₂ sowie etwa 0,2 - 0,4 Gew.-% Verunreinigungen

wie Alkalioxide, TiOp, Fe₂O.., CaO, wobei die Verunreinigungen

auch bis 0,6 Gew.-ί ansteigen können.

Diese Mischung wird in einen Mischer, z.B. einen Trommelmischer oder einen Mischer mit Mischerarmen gegeben, mit einigen Gew.-ί eines Feuerfestbinders, z.B. Aluminium-Monophosphat, einigen Prozent Alkali-Ligninsulfonat sowie mit etwa 10 % Wasser versetzt und ca. eine halbe Stunde gemischt, bis eine handfeuchte, knetartige Masse entstanden ist. Diese Masse wird anschließend in eine Preßform aus gehärtetem Stahl eindosiert, in einem Trockenofen je nach Art und Größe des Körpers 1 bis 2 Tage getrocknet und anschließend
etwa 20 Stunden gebrannt.

trocknet und anschließend in einem Brennofen bei ca. 1700 C

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Die so entstandene Brennkapsel hat nach dem Brennen etwa folgende Zusammensetzung:

60 bis 70 Gew.-? «c-Al₂O₃

20 bis 30 Gew.-? Mullit

5 bis 10 Gew.-? Glasphase sowie etwas Cristobalit.

Die Brennkapsel hat ein Volumen an offenen Poren von etwa 25 %» die Dichte des Materials liegt zwischen 2,6 und 2,8 g/cm .

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Claims (1)

1. Anspruch ·

   Verfahren zur Herstellung von weißen Brennkapseln zum Brennen von keramischen Formteilen bei Sintertemperaturen bis 1700 C, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsstoff eine Mischung bestehend aus 45 bis 55 Gew.-% Elektrokorund mit einer Korngröße von 1 bis 2 mm, 25 bis 35 Gew.-i Streukorund mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,2 mm, 20 bis 35 Gew.-Ji Kaolin oder Ton mit einer Korngröße kleiner als 0,06 mm sowie 5 bis 10 Gew.-% Quarz mit einer Korngröße von 0,1 bis 2 mm verwendet wird. \

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