DD218253A3 - Maschinell bearbeitbare magnetische glaskeramik - Google Patents

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DD218253A3
DD218253A3 DD23772982A DD23772982A DD218253A3 DD 218253 A3 DD218253 A3 DD 218253A3 DD 23772982 A DD23772982 A DD 23772982A DD 23772982 A DD23772982 A DD 23772982A DD 218253 A3 DD218253 A3 DD 218253A3
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Wolfram Hoeland
Erich Heidenreich
Werner Vogel
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Univ Schiller Jena
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    • C03C10/00Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

Die Erfindung betrifft maschinell bearbeitbare magnetische Glaskeramik. Das Ziel der Erfindung besteht darin, maschinell bearbeitbaren Glaskeramiken gleichzeitig magnetische Eigenschaften zu verleihen. Die Aufgabe der Erfindung ist es, in einem Ausgangsglas sowohl Glimmerkristalle als auch ferrimagnetische Kristallphasen gleichzeitig zur Ausscheidung zu bringen. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass in einem Grundglas der Zusammensetzung in Masse-% SiO2 39-51, Al2O3 0-21, MgO 8-15, R2O 5-13, F 2-7, Fe2O3 4-22, FeO 3-14 unter der Bedingung, dass R2O die Summe aus 0-9 Masse-% Na2O und 0-9 Masse-% K2O darstellt, nach dem Erschmelzen eine Kristallisation realisiert wird. Anwendungen sind in der elektrotechnischen Industrie und im Geraetebau moeglich.

Description

237
(Eitel der Erfindung
Maschinell bearbeitbare magnetische Glaskeramik
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft maschinell bearbeitbare magnetische Glaskeramik. Die Anwendung kann in der elektrotechnischen Industrie , im Geräte- und Maschinenbau erfolgen.
Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen
Maschinell bearbeitbare Glaskeramiken, die Glimmerkristalle enthalten, sind bekannt. Die sehr gute Bearbeitbarkeit dieser Materialien wird durch die bevorzugte Spaltbarkeit der Glimmerkristalle erreicht. In den Patentschriften DDR-WP 122 062, DDR-WP ^i 11 886 und DDR-WP 124 181 werden derartige glaskeramische Materialien im System SiO^-AlgOo-iflgO-Alkalioxid-I'"' bei Zusätzen von PeO, Pe2Oo unä weiteren Oxiden beschrieben. Während die maschinelle Bearbeitbarkeit dieser Glaskeramiken hervorgehoben wird, werden keine Aussagen zu magnetischen Eigenschaften gemacht.
Glaskeramiken mit magnetischen Eigenschaften sind nur in Systemen bekannt, die keine Glimmerphasen und demzufolge keine maschinelle Bearbeitbarkeit aufweisen (OS-PS 4 083 727, US-PS 4 084 973, US-PS 4 084 972, US-PS 4 140 645 und,/ US-PS 4 083 709).
T729
Ziel der'Erfindung
Das Ziel der Erfindung bestellt; darin, maschinell bearbeitbare Glaskeramiken mit gleichzeitig magnetischen Eigenschaften zu entwickeln und damit die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
Darlegung desWesens der Erfindung
Aufgabe d§3? $rfindun$ left n&9 in β&ηβκι Aupgangsglas sowohl Glimmerkristalle als auch feCTimagnotisohe Kristallphasen gleichzeitig zur A usscheidung zu bringen und damit eine maschinell bearbeitbare magnetische Glaskeramik zu erzeugen»
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Grundglas der Zusammensetzung in Masse-%
SiO2 s- 39 - 51 F = 2 - 7
Al2O3. 0 - 21 Fe2O3 s 4 - 22
MgO s. 8 -15 FeO = 3 - 14
E2O s 5 - 13
unter der Bedingung, daß R2O die Summe aus 0-9 Masse-% Na?0 und 0-9 Masse-% K2O darstellt, nach dem Erschmelzen eine Kristallisation realisiert wird. Es wurde überraschend gefunden, daß die Ausgangsgläser, die in ihrer Zusammensetzung nahe Konzentrationsbereiche bekannter maschinell bearbeitbarer Glaskeramiken liegen, zu einer gesteuerten Ausscheidung unterschiedlicher Kristallphasen gebracht werden können. Dies gelang erfindungsgemäß durch eine geeignete Kombination von Oxiden in der Weise} daß Magnetit und weitere Ferrospinelle und Glimmerkristalle durch in situ Kristallisation in den Gläsern entstehen. Die Voraussetzung für die Herstellung der erfindungsgemäßen Glaskeramik ist die Steuerung der Primärkristallisationsprozessee
Die zu realisierende Kristallisation der Ausgangsgläser ge^ lingt nach der Erfindung durch gesteuerte Kühlung der Gläser aus der Schmelze im Bereich 1100 0O bis 500 0O oder durch thermische Nachbehandlung der Ausgangsgläser im Bereich 750 0C bis 1200 0G. , '
23
Die Glimmerkristalle gewährleisten in der erfindungsgemäßen Glaskeramik die maschinelle Bearbeitbarkeit des Materials. Dabei kann es sich um phlogopit- oder biotit-ähnliche Glimmer mit unterschiedlichen Eisenionenkonzentration infoige atufenweiser Substitution der Aluminiumionen handeln. Die ferrimagnetischen Kristalle (Magnetit, Ferrospinell), die den Magnetismus realiseiren, sind dabei zwischen den Glimmerblättchen angeordnet, so daß die maschinelle Bearbeitbarkeit der Materialien erhalten bleibt.
. _ 4 —
Ausführungsbeispiele
377
Tabelle 1 zeigt einen tjberblick über die Zusammensetzungen der erfindungsgemäßen Glaskeramik bzw. deren Ausgangsgläser. In Tabelle 2 werden Beispiele für die Eigenschaftskombination von maschineller Bearbeitbarkeit und magnetischen Eigenschaften gemäß des gestellten Zieles gegeben. Diese Eigenschaften sind in Abhängigkeit von thermischer Behandlung und Art der Kristallphase wiedergegeben» Gleichzeitig kann ergänzt werden, daß die chemischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Glaskeramik vergleichsweise gut sind und die thermischen Eigenschaften durch den linearen thermischen Ausdehnungskoeffizieten von ca. 55 - 95 · 10""^K1 für 25 0O bis 300 0C charakterisiert werden können· Die erfindungsgemäßen Glaskeramiken stellen magnetisch weiche Materialien mit den für sie charakteristischen Hysteresiskurven dar. Die Curiepunkte der erfindungsgemäßen Glaskeitamiken liegen zwischen 575 0G und 6O5 0O.
Hierzu ...Ä-.Seiteii Tabellen
- Q M fl H G J
77290
Tabelle 1 SiO2 1 2 3 51, α. 5 2 6 7
\ Al2O3 49,1 47,1 48,1 14,4 48, 9 45,1 39,5
MgO 20,9 16,6 17,3 10,3 13, 2 16,5 -
E2O 10,8 8,0 10,0 4,9 "10, 5 11,4 14,5
Na2O 8,5 • - 8,3 tr 8, 9,1 8,1
)?~ 9,0 3,9 5 3,6 ~
Fe2Oo 3,8 7,1 3,7 10,0 3S 1 '. 3,3". 2,8
ΡθΟ ' 4,1 7,7 7,0 5*5 10, 6 7,0 21,6
2t8 4,5 4,3 5, 4,0 13,4
Tabelle 2: thermische Behandlung 0C; h Kristallpliasen maschinelle Bearbeitbar keit spezifi sches Magnet moment •10^ [Tcm-V""1]
Glas-Nr, 750; 1 930; 3 phlogopit-ähn- licher Glimmer, Magnetit gut 0,9
1 930; 3 biotit-ähnli cher Glimmer, Magnetit, Spine11-Misch kristall sehr gut 6,0 t
3 1180; 5 biotit-ähnli- cher Glimmer, Ferrospinell ausgezeichnet 4,6
. 3> kontrollier te Kühlung der Schmelze im Bereich 1100 0G bis biotit-ähnli- cher Glimmer Ferrospinell ausgezeichnet
5
kontrollier- biotit—ähnli- sehr gut
te Kühlung eher Glimmer, der Schmelze Ferrospinell im Bereich
1100 OQ bis
500 0C und
anschließend
1200; 1
kontrollier-K(Mg. JFe )~ gut '
te Kühlung PaSl 0 F der Schmelze 3 10 2~" im Bereich Glimmer, 1100 G bis Ferrospinell 500 0G
8,6
22,4
nil .: ι . --. 11

Claims (1)

  1. γ· 5 - IUI
    Erfindungs anspruoh . ..
    i.'Iaschinell be arbeit bare magnetische Glaskeramik gekennzeichnet dadurch, daß das Ausgangsglas zur Erzielung einer maschinell bearbeitbaren magnetischen Glaskeramik aus den folgenden Komponenten, in Masse-%, besteht ,
    SiO2 = 39-51·
    3. = O - 21 '
    = 8-15
    E2O = 5 - 13 ' <
    Ϊ1" =2-7
    Fe2O3 =4-22
    FeO . = -3-14
    unter der Bedingung, daß R2O die Summe aus 0-9 i/iasse-% Na2O und 0-9 Ma.sse-% K2 0 darstellt und daß die im Ausgangsglas ausgeschiedenen Kristallphasen aus Glimmer und. Llagnetit oder Glimmer und Ferrospinellen bestehen»
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