DE889953C - Keramikkoerper fuer elektrische Entladungsgefaesse und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Keramikkörper für elektrische Entladungsgefäße und Verfahren zu seiner Herstellung . Die Erfindung betrifft Keramikkörper, die zum Einbau in elektrische Entladungsgefäße bestimmt sind. Solche Körper werden z. B. in Gestalt von Platten, Stäben oder Ringen hergestellt und zum gegenseitigen Abstütz; n von Elektroden verwendet. Die Abstände der Elektroden müssen sehr genau eingehalten werden, und deshalb müssen auch die dafür maßgeblichen Abmessungen der Keramikkörper genau die vorgeschriebene Größe haben. Eine Bearbeitung der Paßflächen oder eine Anbringung von Bohrungen an dem fertiggebrannten Keramikkörper ist so umständlich und teuer, daß sie im Rahmeneiner Massenfertigung gar nicht in Betracht kommt. Andererseits aber unterliegen praktisch alle bisher verwendeten keramischen Massen beim Brennen einem Schwund, dessen Betrag von vielen Zufälligkeiten bei der Führung des Brandes abhängt. Daher weichen dieAbmessungen der fertiggebrannten Keramikkörper von den Sollmaßen häufig um unzulässig große Beträge ab, so daß sie als Ausschuß anfallen. Dies. bedeutet nicht bloß eine Verteuerung der Röhren sondern auch eine Vergeudung von Rohstoffen und Arbeitskraft sowie einen unproduktiven Verschleiß der Werkzeuge und eine fruchtlose Belegung von Brennöfen und soll daher vermieden werden.
• Die Streuung der Abmessungen der fertigen Keramikkörper infolge von Unregelmäßigkeiten des Drerinschwundes ist um so größer, je größer- der mittlere Schwund selbst ist. Es ist bereits bekannt, eine schwundfreie, insbesondere für Stützteile elektrischer Entladungsgefäße. bestimmte Keramik in der Weise herzustellen, daß wenigstens 6o 01o über 2000° schmelzende Bestandteile, wie z. B. Magnesiümoxyd, Aluminiumoxyd, Zirkonoxyd oder Berylliumoxyd, mit bis zu 40% unter iooo° schmelzenden, gegenüber den hoch schmelzenden Bestandteilen reaktionsträgen Bestandteilen, z. B. Glaspulver, unter Hinzufügung eines- herausdämpfbaren Bindemittels. gemischt, kalt verformt und anschließend bei einer wenig über der Schmelztemperatur des niedrig schmelzenden Bestandteiles liegenden Temperatur gebrannt werden (vgl. Patentschrift 734 385). Die Herstellung von Keramikkörpern nach diesem Verfahren erfordert eine erhebliche Sorgfalt bei der Stoffauswaihl hinsichtlich der Körnigkeit des Versatzes. Außerdem ist es erwünscht, .dem Keramikkörper eine größere Biegebruehfestigkeit zu verleihen, als es nach diesem Verfahren möglich ist. Dieser Forderung genügen an sich keramische Massen mit -dicht gebranntem Scherben. Ein Keramikkörper, der im Innern eines elektrischen Entladungsgefäßes Verwendung finden soll, rnuß sich aber auch leicht entgasen lassen, und dies ist bei dichtgebrannten keramischen Körpern nicht -der Fall. Die zur Zeit auf dem Märkt befindlichen Einbaukeramiken genügen: daher nur in unbefriedigender Weise den gestellten Anforderungen.
• Eine Keramik ohne die vorgenannten Mängel wird durch. die vorliegende Erfindung ermöglicht, gemäß welcher ein aus einem Stoffgemisch durch Brennen hergestellter, zum Einbau in elektrische Entladungsgefäße bestimmter Keramikkörper so beschaffen ist, daß das Porenvolumen zwischen i und io% des Körpervolumens liegt und der Unterschied der linearen Abmessungen vor und nach dem Brennen weniger als 1/3% beträgt. Das genannte Porenvolumen ist einerseits so klein, daß eine genügende Biegebruchfestigkeit des keramischen Körpers vorhanden ist, und andererseits ausreichend, um eine schnelle Entgasung zu gewähr-,leisten, während die maßlichen Veränderungen durch den Brennvorgang so klein sind, daß die Abweichungen von den Sollmaßen des fertigen keramischen Körpers innerhalb derselben Streugrenzen liegen, die auch bei .den Metallteilen des Elektrodensystems in Kauf genommen werden und daher unschädlich sind.
• Die Herstellung von solchen Keramikkörpern erfolgt gemäß der Erfindung in der Weise, daß die Masse, aus welcher der Körper, vorzugsweise durch Pressen, geformt wird, außer einem Bindemittel Bestandteile, die beim Brennen treiben, und andere Bestandteile, die beim Brennen schwinden, in einem solchen Mengenverhältnis und in solcher Korngröße enthält, daß beim Brennen praktisch keine Maßänderung .auftritt. Zweckmäßig wird zum Anrühren der keramischen Masse ein Bindemittel verwendet, das beim Brennen aus dieser heraus dampft. Außer den genannten Bestandteilen kann die Masse auch noch verfestigend wirkende Bestandteile enthalten.
• Nach diesem Verfahren hergestellte Keramikkörper ,genügen allen berechtigten Forderungen hinsichtlich der Maßhaltigkeit, Entgasbarkeit und Festigkeit und weisen eine Biegebruchfestigkeit von mehr als 50o kg/cm2 auf. Durch Änderungen der Korngröße der mineralischen Bestandteile der keramischen Masse-und ihres Vorbrandes, der das Nachschwinden beeinflußt, sowie durch Wahl verschiedener Anpastmittel hat man es in der Hand, das beim Formen der Keramikkörper aus der plastischer Masse sich ergebende Porenvolumen sowie die beim Brennen auftretenden Volumenänderungen der mineralischen Bestandteile so aufeinander abzustimmen, daß beim Brennen die gewünschte Verringerung des Porenvolumens in Verbindung mit ,der praktischen Schwundlosigkeit zustande kommt.
• Gute Ergebnisse -sind beispielsweise mit dem nachstehend beschriebenen Herstellungsverfahren erzielt worden. Die keramische Masse wurde aus 40 bis 55 Gewichtsteilen gemahlenem Speckstein, der den beim Brennen schwindenden Bestandteil bildet, sowie 4o bis 55 Gewichtsteilen Quarzitmehl (beim Brennen treibender Bestandteil) und 5 bis 20 Gewichtsteilen gemahlenem Kaolin, Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd, Feldspat oder anderen verfestigend wirkenden Bestandteilen mit 5 bis io Gewichtsteilen eines organischen Bindemittels, wie .Stanzöl, Wachs, Zuckerlösung oder vorzugsweise Paraffin, angerührt. Die daraus hergestellten Formkörper wurden bei 1300 bis i4ooa gebrannt und waren in .einem solchen Ausmaße frei von Maßänderungen, daß sie im fertiggebrannten Zustand um nur etwa ± 1/4% von den Abmessungen der Preßform abwichen. Die gebrannten Keramikkörper wiesen dabei eine Biegebruchfestigkeit von 75o bis 80o kg/cm2 auf und ließen sich wegen ihrer geringen Porosität von 4 bis 6 Volumprozent schnell entgasen. Ein besonderer Vorteil ergibt sich bei der Herstellung .dieser keramischen Körper dadurch, daß .die Ofentemperatur beim: Brenners um wesentlich größere Beträge schwanken darf, als dies bei den bekannten keramischen Massen der Fall ist. Während es sich beispielsweise bei den bekannten, auf Specksteingrundlage hergestellten keramischen Massen als notwendig erwies, die zwischen i2oo und 140o° :liegendeBrenntemperatur auf mindestens i o 01o genau einzuhalten, um die Streuung des Brennschwundes in Grenzen vors i bis 201o zu halten, sind beim Gegenstand der ErfindungSchwankungen der Ofentemperatur um ± 3o° durchaus zulässig. Dies bedeutet eine erhebliche Vereinfachung der Führung des Brandes; es spielt außerdem praktisch keine Rolle mehr, an welcher Stelle des Ofeninnenraumes sich ein keramischer Körper beim Brennen befindet. Während man bisher Schwankungen der Sollmaße von keramischen Körpern .durch möglichst genaue Einhaltung einer vorgeschriebenen Brenntemperatur ,zu bekämpfen gezwungen war, kommt es beim Gegenstand der Erfindung lediglich auf eine sorgfältige Einhaltung des vorgeschriebenen Mischungsverhältnisses an, die wesenlich leichter fällt als eine genaue Einhaltung einer bestimmten Ofentemperatur innerhalb des ganzen Ofenraumes.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aus einem Stoffgemisch durch Brennen hergestellter Keramikkörper, der zum Einbau in elektrische Entladungsgefäße bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Por-,nvolumen zwischen i und io% des Körpervolumens liegt und daß der Unterschied der linearen Abmessungen vor und nach dem Brennen weniger als 1/3% beträgt.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse, aus welcher der Körper geformt, vorzugsweise gepreßt wird, außer einem Bindemittel Bestandteile, die beim Brennen treiben, und andere Bestandteile, die beim Brennen schwinden, in einem solchen Mengenverhältnis und in solcher Korngröße enthält, daß beim Brennen praktisch kein Schwund auftritt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse außerdem noch verfestigend wirkende Bestandteile enthält.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anrühren der Masse ein herausdampfbares Bindemittel gewählt und nur in der zum Ausfüllen der beim Pressen entstehenden Poren erforderlichen Menge zugesetzt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus 4o bis 55 Gewichtsteilen gemahlenem Speckstein (beim Brennen schwindender Bestandteil), 4o bis 55 Gewichtsteilen Quarzitmehl (beim Brennen treibender Bestandteil) und 5 bis 2o Gewichtsteilen gemahlenem Kaolin, Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd, Feldspat, Zirkondioxyd oder anderen verfestigend wirkenden Bestandteilen gemischt, mit 5 bis io Gewichtsteilen eines organischen Bindemittels, wie Stanzöl, Wachs, Zuckerlösung oder vorzugsweise Paraffin, angerührt wird und daß .die daraus hergestellten Formkörper bei 1300 his 140o° gebrannt werden.