190957. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 96-99,9 tömeg% alumínium-oxid tartalmú tömör és homogén szövetszerkezetű, polikristályos alumínium-oxid kerámiák előállítására
1 190 957 2 gallium-oxidot és 40 g technikai minőségű szteatitot vagy talkumot (3Mg0-4Si02H20). A keveréket korundgolyós malomban megőröljük. A kapott őrleményt az ismert módokon kötőanyaggal látjuk el, majd sajtolással 1 mm vastagságú lapokká formázzuk. Ezeket izzító-tokba rakva 1450 °C hőmérsékleten zsugorítjuk. Az így készített vastagréteg integrált áramköri hordozó lapkák névleges alumínium-oxid tartalma 95 tömeg%, 1 tömeg% gallium-oxidot 2,6 tömeg% szilícium-dioxidot és 1,4 tömeg % magnéziumoxidot tartalmaz. Sűrűség: 3,84 g/cm3. Vízfelvétel: 0%. Fuxinpróba: negatív. Hajlítószilárdság: 300 MPa. Veszteségi tényező (tg 5), 10MHz-cel, 20 °C-on mérve: 5 • 10~4. Fajlagos (térfogati) ellenállás, 100V - egyenfeszültséggel 20 °C-on mérve > 1014 Ohmcm. Lineáris hőkiterjedés 20-500 °C között: 6-9810‘7°C. 3. példa A gallium-oxid hatóanyag hordozóval történő beviteléhez úgy járunk el, hogy golyósmalomba bemérünk 100 g, 99,9 tömeg % kémiai tisztaságú gallium-oxidot. Hozzámérjük ennek 10-szeresét kitevő, 1100 °C hőmérsékletnél nem magasabb hőmérsékleten kalcinált, 99,9 tömeg% kémiai tisztaságú, 5-10 m2/g fajlagos felületű gamma-alumínium-oxidot. Célszerűen száraz közegű őrléssel 2-3 órán át homogenizáljuk, majd leszitálás után mint 9,1 tömeg % gallium-oxidot tartalmazó adalékot használjuk fel. Ebből golyósmalomba bemérünk 220 g-ot, hozzámérünk „TO” minőségű ipari timföldből 780 got és a porkeveréket őröljük. Ezt követően páráimnál olvasztjuk össze, majd az ismert fröccsöntési eljárással formázzuk, deparafináljuk és végül 1450 °C hőmérsékleten zsugorítjuk. Az így készített és általános villamosipari célra használható idomtestek névleges alumínium-oxid tartalma 98 tömeg %, 2 tömeg % gallium-oxid mellett. Sűrűség: 3,91 g/cm3. Vízfelvétel: 0%. Fuxinpróba: negatív. Fajlagos térfogati ellenállás 100V-, 20 °C-on mérve: > 1014 Ohm cm. Fajlagos térfogati ellenállás ugyanilyen körülmények között mérve min. 1013 Ohm/cm2. 4. példa Kerámia célú „G” jelű alumínium-oxidból (Almásfüzitői Timföldgyár) bemérünk 978 g-ot, hozzámérünk a 3. sz. kiviteli példa alapján készített adalékból 11 g-ot és 1 g techn. minőségű neodimium(III)-oxidot. A porkeveréket száraz- vagy nedves közegben megőröljük, majd vizes közegü öntéssel vagy fröccsöntéssel tégelyekké formázzuk, a szükséges hőkezelési műveletek után 1550 °C hőmérsékleten tömörre zsugorítjuk. Az így készített hőtechnikai célra szolgáló tégelyek összetétele: alumínium-oxid 99,8 tömeg%, gallium-oxid: 0,1 tömeg %, neodimium-oxid : 0,1 tömeg%. Sűrűség: 3,92 g/cm3, Vízfelvétel: 0%. Fuxinpróba: negatív. Felső használhatósági hőmérséklet 1720 °C. 5. példa Gallium-oxidból bemérünk 100 g-ot, hozzámérjük ennek 30-szorosát kitevő, azaz 3000 g, 1500 °C hőmérsékleten kalcinált alfa-alumínium-oxidot. Ezeken kívül még bemérünk 3,1 g magnéziumoxidot és 3,1 g króm-oxidot. A porkeveréket 2-4 órás homogenizáló őrlésnek vetjük alá, s mint 3,2 tömeg % gallium-oxidot, 0,1 tömeg % magnézium-oxidot és 0,1 tömeg % króm-oxidot tartalmai» adalékot használjuk fel. Ebből golyósmalomba bemérünk 500 g-ot, hozzámérünk 500 g, 1500 °C hőmérsékleten kalcinált, célszerűen a fentivel azonos minőségű, „G” típusú alumínium-oxidot, majd a keveréket őröljük. Ezt követően izosztatikus vagy fröccsöntéses formázással az ismert módokon idomtestekké alakítjuk, majd 1480-1540 °C hőmérsékleten zsugorítjuk. A készített korrózió- és kopásálló szivattyúelemek összetétele: alumínium-oxid > 98 tömeg % gallium-(III)-oxid- 1,6 tömeg% magnézium-oxid = 0,05 tömeg% króm(III)-oxid = 0,05 tömeg%. A felület jól köszörülhető, csiszolható. Sűrűség: 3,92 g/cm3. Vízfelvétel: 0%. Fuxinpróba: negatív. Hajlítószilárdság átlagos értéke: 370 MPa. Hővezetőképesség 0-300 °C között: 209 W/mK. Keménység: Knoop skálán: 2100, Mohs skálán közel 9. 6. példa Mikrohullámú (nagyfrekvenciás) rendeltetésű kerámiák előállításához különösen alkalmas szinter-adalékot úgy készítünk, hogy korund-golyósmalomba bemérünk 81 g gallium-oxiddal egyenértékű, legalább 99,95 tömeg% kémiai tisztaságú, 185 g gallium(III)-szulfátot, 19 g, legalább 99,5 tömeg% kémiai tisztaságú és max. 0,01 tömeg% alkáliát tartalmazó, 1300 °C hőmérsékleten kalcinált alfa-alumínium-oxidot és 40,5 g magnézium-oxiddal egyenértékű, legalább 99,95 tömeg% kémiai tisztaságú magnézium szulfátot. Hordozói célra hozzájuk mérjük a fenti galliumoxid mennyiségének négyszeresével, azaz 324 g aluminium-oxiddal egyenértékű, legalább 99,95 tömeg % kémiai tisztaságú alumínium-szulfátból 1087 g-ot. A porkeveréket 2-4 órás homogenizálás után az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 30 135 4
