158576. lajstromszámú szabadalom • Eljárás homogén eloszlású repedésmentes, aluminiumoxid alapuú kerámia testek előállítására
158576 3 ••.•'• 4 Egy másik ismert megoldás melynek publikálója Cdtier [Amer. Ceram. Soc. 40(4), p. 134, (1957)] azt írja elő, hogy 4% Mn02 +Ti0 2 bevitelével a zsugoríitási hőmérséklet 1400 C° alá o szállitihiató le. Az ily módon előállított kerámiák elektromos paraméterei használhatóság szempontjából kifogásolhatók, hiszen közismert a Mn02 félvezető tulajdonsága. 10 Más irodalmi forrás, például a 132 506 lajstromszámú magyar szabadalom 4. példaképpeni kivitele, mely néhány százalék arányban Zr02 beviteléivel kívánja a tömörödést elősegíteni. Azonban a vizsgálataink szerint, ha a 15 Zr02 monoklin módosulatú és nincs köbös struktúrájúvá stabilizálva, nagy expanziója révén eJrepeszti a korundot. Ha viszont a közismert GaO-dal stabilizált Zr02 adagol mint Singer (Ind. Ceramics, Chapman and Hall. Ltí. 20 London 1963, p. 135, 508) akkor a OaO elektromos tulajdonságokat . rontó hatásával 'kell számolni. Az elektromos paraméterek javítása érdiekében jobb megoldásnak látszik az 1046 582 25 lajstromszámú angol szabadalomban ajánlott eljárás. Ez a magas alkálitartalmú alumíniumoxidok alkáli-tartalmának csökkentésére H3BO3-at alkalmaz. Ugyanis az izzítás során keletkező B2 Ü3 nagyrésze elgőzölög és magával viszi 30 a káros fémoxidokat, másrészt elősegíti a zsugorodást, de nem javítja az alumíniumoxidtermék hőiökésállóságát. hőlökésállóságuk következtében lehetőség nyílik nagyobb méretű és bonyolultabb kiképzésű korund idomok előállítására, szemben a tömör szerkezetű korundokkal, ahol elsődleges követelmény a kis méretek melletti egyszerű forma, lehetőleg élek, sarkos helyek, meredjek letörések nélkül, mert ezek mindegyike (belső feszültségek révén) egy-egy repedés kiindulási helye lehet. Közismert tömör szerkezetű zsugorított korundoknál a nagy mértékű méretcsökkenés és az idomok színterelés alatti repedési (törési) veszélye. Az elrepedezés a zsugorítási művelet szokásos 100 C°/óra felfűtési sebessége mellett is bekövetkezhet, vagy a lehűlés szakaszában reped el a mélyen tagolt, 20—200 gr súlyú korund idom. Az elrepedezés veszélye kiterjedhet a zsugorítási folyamat (befejezése utáni hőkezelési eljárásokra is. Például lágy, vagy kemény forrasztásnál az előfémezéskor, vagy a nyomtatott áramköri panelek, variaméter-keretek, vastagréteg integrált áramkörök hordozóinál a szokásos 800—1000 C° hőmérsékleten az Ag, Pd, Pt, Au, stb. fémpasziták beágetésekor. A híradástechnikában a pórusos szerkezetű 'korundok alkalmazási területe erősen korlátozott, ugyanis a nagy dielektromos veszteségek miatt — melyek az üzemi hőmérséklet emelkedésével tovább romlanak — valamint a dielektromos állandó, mechanikai szilárdság, hővezetőképesség, stb. kedvezőtlensége a széleskörű elterjedésüket, negatívan befolyásolja. Erre mutat számos irodalmi forrás is, mint pl. Westphal közleménye [Diel. Const, and Loss Meass. on High-Temp.; Materials Láb. Ins. Res. pp. 1—84, (1963), Massachusefita Inst. USA]. Csak hőlökéseknek ellenálló és nem elektromos rendeltetésű kerámiákat külön készítik. (Pl. Brit. Pat. 1 005 178.) A híradástechnikában, valamint azokban az iparágakban, ahol a jó elektromoLs tulajdonságok és nagy mechanikai szilárdság magas hőmérsékleten is jó értéke a kívánalom, att előtérbe lép a tömör szerkezetű és hőlökéseknek is ellenálló korundok alkalmazása-. Az idevonatkozó szakirodalom, valamint a saját kísérleteink is 'igazolják, hogy az alumíniumoxidhoz előzetesen bevitt fémoxiddal előnyösen lőhet módosítani több tulajdonságát, mint pl.: lényegesen leszállítható a zsugorítás hőmérséklete. Ez a tény a gyártás során figyelemre méltó, ugyanis a gyártó művek számára csökkenti az átfutási időt, s egyben kíméli a színterelő kemencét. Egy ma is korszerű megoldást ajánl például a DAS 1 204 208 lajstromszámú szabadalom, mely szerint az alumíniumoxidhoz kb. 0,25%Hban MgO-ot mint szemcsenövekedés gátlót visz be. Hasonló MgO-os technológiáival készítik a fmomlkrisitályos vágókés betéteket, vagy az 1 mm körüli falvastagságú fényáteresztő „Lucalox" korund csöveket fémgőz-lámpákihoz. A felsoroltakon kívül még számos szakirodalmi forrás létezik, azonban ezek közös jellemzője, hogy a bevitt fémoxid-adalék a korundoik egy-két tulajdonságát javítja a többi kevésbé fontos paraméter rovására. Jelenleg tehát nem ismeretes olyan korund technológia, amely tiszta anyagból, vagy fémoxid adalékkal ellátott alapanyagból lehetővé teszi 100—200 g-riál nagyobb súlyú, vákuumzáróan tömör szerkezetű, fémezhető, bonyolult alakú, mélyen tagolt Jdomok készítését, amelyek MHz frekvencia-sávban 10~4 — 10~ 3 nagyságrendű veszteségi tényezővel és 9 körüli dielektromos állandóval, továbbá 1013 ohm/cm^ felületi és 1Ö13 —10 14 ohm-cm fajlagos térfogati ellenállással rendelkeznek, ugyanakkor kitűnően ellenállnak több-száz fokos hőimgadozá! soknak is. Mindezek mellett elkészíthetők a szokásos technológiákkal az igen gazdaságos (különben 1800 C° hőmérséklet körül zsugorítható) alumíniumgyártáshoz használt timföldekből is. A találmány tárgya eljárás olyan homogén eloszlású, heHökésefcnek ellenálló alumíniumoxid alapú kerámia idomteatek előállítására előnyösen elektrotechnikai, hőtedhnikai célokra, melyek egyesítik magukban az eddig ismert specifikációkban az igényeknek előírt sokoldalú követelményeket, s mely eljárás alapján pl. 1000 g súlyú korund idomok gazdaságosan állíthatók elő. Ez elérhető azzíai, hogy legalább 99% A12 0 3 tartalmú porból előnyösen alumí-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
