陶瓷物料和陶瓷壓鑄方法
陶瓷物料和陶瓷壓鑄方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于制造燃燒室壓力傳感器（10）、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器（10）的絕緣凸模（12）的壓鑄方法的陶瓷物料，其具有大于或等于50重量%含量的陶瓷組分和小于或等于50重量%含量的玻璃組分，其中所述陶瓷組分具有氧化鋁，并且其中所述玻璃組分具有二氧化硅或二氧化硅前體，并且其中還存在堿土金屬氧化物或者堿土金屬氧化物前體。這種陶瓷物料能夠制造具有特別好的絕緣能力的絕緣凸模。本發(fā)明還涉及陶瓷壓鑄方法。
【專利說明】陶瓷物料和陶瓷壓鑄方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于制造燃燒室壓力傳感器、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器的絕緣凸模的壓鑄方法的陶瓷物料以及陶瓷壓鑄方法。
【背景技術】
[0002]不同的陶瓷由于其特有的材料特殊的特性越來越多地進入到機械制造以及汽車領域、化工領域、電子領域、消費品領域以及通常的微系統(tǒng)和工藝【技術領域】中。無缺陷的微結構對于這類材料的最大承載性和可靠性是有利的。尤其在汽車領域特別有利的是，可以盡可能無需再加工地以微小的允差和低的成本制造構件。
[0003]在此越來越多地提供具有功能集成的構件。這意味著，例如在壓鑄構件里面實現(xiàn)特殊的功能層，例如加熱器、電極或者導體帶。在此有利地可以直接在成型時施加功能層。用于壓鑄、尤其陶瓷壓鑄的材料混合物或體系目前由包含聚合物和蠟基成分的混合物組成。盡管這些體系可能在壓鑄期間具有好的流變學特性，但是可能在連鑄分配時引起連接縫。在此連接縫可能是結構中的削弱位置，因此最好避免將其用于最大負荷。
[0004]例如在傳感器的連接技術中還經(jīng)常需要絕緣的構件，它們例如可以定位在傳感元件與形成外殼的部件之間。這個構件的任務尤其是使實質的傳感元件與導電的外殼去耦，由此保證在使用壽命中的信號穩(wěn)定性。因此期望高的絕緣品質。 [0005]由文獻EP O 180 230 Al已知一種用于產(chǎn)生包括鋯相和堇青石相的多晶體的方法。
[0006]文獻DE 10 2008 054 631 Al描述了一種用于制造測量元件的方法，尤其用于在氣體探測器中使用，例如λ探針、氮氧化物探針和溫度探測器。
[0007]文獻DE 2 326 086 Al描述了一種電化學探測器,其用于確定廢氣中、尤其是內(nèi)燃發(fā)動機廢氣中的氧氣含量。
[0008]由文獻DE 199 37 163 Al還已知一種絲網(wǎng)印刷糊料，其用于制造平面的陶瓷元件、尤其用于制造傳感元件。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的主題是用于制造燃燒室壓力傳感器、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器的絕緣體的壓鑄方法的陶瓷物料，其具有大于或等于50重量％含量的陶瓷組分和小于或等于50重量％含量的玻璃組分，其中所述陶瓷組分具有氧化鋁，并且其中所述玻璃組分具有二氧化硅或二氧化硅前體，并且其中還存在堿土金屬氧化物或者堿土金屬氧化物前體。
[0010]所述陶瓷物料尤其是壓鑄物料并且可以有利地適用于制造燃燒室壓力傳感器或者這種傳感器的絕緣體。因此稱為陶瓷物料的組分尤其是壓鑄原料或者預陶瓷物料。
[0011]所述陶瓷物料具有大于或等于50重量％含量的陶瓷組分和小于或等于50重量％含量的玻璃組分，其中所述陶瓷組分具有氧化鋁(Al2O3),并且其中所述玻璃組分具有二氧化硅(SiO2)或二氧化硅前體，由此可以制造具有特別好的絕緣品質的絕緣體、例如絕緣凸模。首先氧化鋁已經(jīng)具有非常高的絕緣電阻，它可以視為陶瓷的基本組分，因為它占有大于或等于50重量％的含量。此外通過在陶瓷物料中二氧化硅的存在可以形成具有含硅酸鹽玻璃或含二氧化硅的氧化鋁的陶瓷體。由此尤其可以在完成的產(chǎn)品中防止絕緣電阻例如在潮濕氣氛下輸運時可能下降到允許公差極限以下。這種絕緣電阻下降的原因尤其可能是表面化學機理，它導致可能在空氣中在已經(jīng)成型的構件表面上形成羥基(OH基團)。這些羥基可能在潮濕氣氛下實現(xiàn)水膜積聚或有助于水膜積聚。這種環(huán)繞的或者粘附的水膜例如與表面污物相結合可能是弱導電性的，并由此導致構件總絕緣電阻的降低。這種在構件表面上的導電膜形成可以通過二氧化硅的存在而避免，因為這種組分由于微小的水積聚趨勢而難以形成或者完全防止羥基積聚以及水膜。
[0012]因此通過上述陶瓷物料制成的陶瓷絕緣體所需的絕緣電阻即使在潮濕的氣氛下也可以毫無問題地保持在允許的范圍里面。這對于燃燒室壓力傳感器的部件尤其可以是有利的，因為在這里不能完全排除水分，但是好的絕緣品質是重要的，以便能夠保證在燃燒室內(nèi)部、例如內(nèi)燃發(fā)動機氣缸里面準確且可靠的壓力測量。由此可以實現(xiàn)特別干凈且高效的燃燒。
[0013]除了顯著改善的絕緣品質以外，通過上述陶瓷物料可制成的絕緣體是非常穩(wěn)定的，因為氧化鋁已經(jīng)具有非常好的穩(wěn)定性。此外與純氧化鋁相比通過二氧化硅的存在可以明顯提高例如在待制成的構件的安裝狀態(tài)中的機械強度。也可以可靠地避免在負荷情況下的固有裂紋和棱邊斷裂，因為玻璃基質能夠愈合或者閉合在燒結期間由工藝引起的微孔或結構缺陷。
[0014]因此使用上述陶瓷物料所產(chǎn)生的例如用于壓力傳感器的構件也可以特別有利地在惡劣的環(huán)境條件下(尤其在壓力、溫度和氣氛方面)使用。 [0015]如上所述，尤其以兩種有利的方式可以實現(xiàn)含硅酸鹽玻璃的氧化鋁或者包含二氧化硅的氧化鋁陶瓷的制造。第一種示例的方式包括首先以按照本發(fā)明的陶瓷物料制造玻璃、尤其在燒結的情況下。為此可以在陶瓷物料中存在形成玻璃的原料或者二氧化硅前體，它們尤其在燒結過程中轉換成二氧化硅或玻璃。此外可以在陶瓷物料中已經(jīng)存在玻璃，例如玻璃熔塊料，尤其以經(jīng)研磨的形式。接著可以將其研磨并且與氧化鋁混合，然后可以將得到的混合物在接下來的研磨過程中均質化。另一方式是，將所有形成玻璃的原料與氧化鋁在共同的研磨過程中粉碎并同時均質化。在兩種情況下，例如在滾筒磨碎機中最多24小時范圍的濕式研磨可以是適合的。在研磨以后，可以優(yōu)選但不受局限地然后在噴灑塔中進行干燥。
[0016]所述陶瓷物料還具有堿土金屬氧化物，例如氧化鎂(MgO)、氧化鈣(CaO)、氧化鍶(SrO)或者氧化鋇(BaO)，或者堿土金屬氧化物前體。這些組分有利地可以作為燒結助劑并且以適合的方式控制或者影響燒結過程。在此進而可以直接存在一種或多種堿土金屬氧化物，或者其前體。所述前體進而尤其可以在燒結過程中轉化成堿土金屬氧化物。具體地說，所述堿土金屬可以與二氧化硅或者與氧化鋁反應而形成其它相，這些相具有比純二氧化硅或氧化鋁更低的熔化溫度。因此可以進行例如液相燒結，由此可以降低燒結溫度并且可以節(jié)省工藝費用。在此選擇使用的堿土金屬可以確定液相燒結的參數(shù)，例如燒結溫度、粘度
坐寸ο
[0017]此外所述陶瓷物料可以以公知的方式具有一種粘合劑體系，它基本上可以以對于陶瓷壓鑄已知的方式構成。所述粘合劑體系可以將陶瓷顆粒粘合起來，并由此對于壓鑄行為廣生積極影響。
[0018]在一個實施方式的范圍里面，所述堿土金屬氧化物或堿土金屬氧化物前體和二氧化硅或二氧化硅前體可以為調(diào)整堿土金屬氧化物與二氧化硅的比例的量為30重量％比70重量％至70重量％比30重量％。例如堿土金屬氧化物或堿土金屬氧化物前體和二氧化硅或二氧化硅前體為調(diào)整堿土金屬氧化物與二氧化硅的比例的量可以為40重量％比60重量％至60重量％比40重量％。也可以也1/1的重量％的比例存在。在這里已經(jīng)可以發(fā)現(xiàn)，尤其以這樣的組成特別積極地影響燒結行為。具體地說，這樣的組成在相圖中位于兩個不同的相之間的邊界上，由此所述玻璃狀態(tài)可以是非常穩(wěn)定的。
[0019]在另一實施方式范圍里面，所述堿土金屬氧化物前體可以選自碳酸鹽，尤其是碳酸鈣(石灰)、碳酸鎂、碳酸鍶和滑石。上述前體尤其是可以低成本獲得的，并好地適用于壓鑄過程。在此石灰(碳酸鈣，CaCO3)尤其可以在燒結條件下形成氧化鈣(CaO)，而滑石(硅酸鎂水合物，Mg3Si4Oltl (OH)2)尤其適用于分解而形成含鎂的硅酸鹽，它們特別容易反應并且與其它堿土金屬形成所期望的玻璃。
[0020]在另一實施方式范圍里面，所述二氧化硅前體可以選自滑石和高嶺土(Al4[ (OH)81 Si4O1J )。在這個實施方式中也可以有利地使相應的前體在加熱到1000°C時在多個階段分解并且形成反應性的含鋁硅酸鹽相，它們可以容易地與堿土金屬反應并且最終形成所期望的玻璃。高嶺土和滑石還是天然礦藏原料，它們在價格上是非常便宜的。
[0021]在另一實施方式范圍里面，存在的粘合劑體系可以具有包括下列物質的混合物:聚乙烯醇縮丁醛、至少一種聚丙烯酸酯、至少一種聚乙二醇和至少一種三乙醇胺羧酸酯。因此上述的粘合劑體系是基 于使用熱塑性聚合物聚乙烯醇縮丁醛(PVB)的，該聚合物具有很強的熱粘接特性。通過使用基于聚乙烯醇縮丁醛的粘合劑體系可以實現(xiàn)功能元件(例如電纜)與陶瓷壓鑄體極其堅固且穩(wěn)定的粘附性連接。相應地還可以在陶瓷擠出工藝的范圍里面制造特別穩(wěn)定且長壽命的構件。上述粘合劑體系的具體的但是不受約束的應用包括例如制造燃料電池(S0FC)、火花塞、λ探針或燃燒室壓力傳感器。在此尤其但不唯一地可以使用所述的陶瓷體系，或者基本上也可以與其它陶瓷組分結合使用所述粘合劑體系。
[0022]此外上述的有機粘合劑體系或化合物體系的組成顯示出突出的流變學特性，因此也可以制造具有非常復雜的幾何形狀的構件。例如，如果構件例如對于功能集成具有裂口或者孔結構，它們也還可以非常結實地制成。幾何形狀上的裂口在壓鑄技術中經(jīng)常要求在導入陶瓷物料時將料流正面分配在壓鑄模具里面。所分配的料流正面在繞流物料部件以后再流到一起。在這種料流接合時，上述粘合劑體系可以實現(xiàn)物料條的特別是無縫連接，而不會留下連接縫或者其它缺陷。即使在燒結后，使用上述有機粘合劑體系可以避免出現(xiàn)連接縫或可能的其它缺陷。由此，所制造的構件是特別長時間穩(wěn)定的。
[0023]此外通過使用基于聚乙烯醇縮丁醛的粘合劑體系可以產(chǎn)生特別均勻且無孔的陶瓷結構，它們具有異常高的強度。在此該強度可以通過測量二氧化鋯與常見的材料比較。
[0024]如上所述的有機粘合劑體系還具有其它優(yōu)點，例如相比于蠟基體系(如由現(xiàn)有技術已知的聚乙烯臘)，可以明顯更快地在銜接成型的熱工藝中脫粘(entbindern)。由此可以節(jié)省約30%的通常工藝時間，這可以降低成本，尤其在至少部分自動化方法中可以被證實是特別有利的。[0025]上述有機粘合劑體系與現(xiàn)有技術已知的粘合劑體系相比還具有優(yōu)點，即極大地減少冷卻收縮。由此得到更高的壓鑄構件形狀精度和構件上的平面位置，通過降低的冷卻收縮沒有凹形的凹陷位置，而是保持平面。由此可以通過使用上述的有機粘合劑體系產(chǎn)生特別是在尺寸保持性方面或者在尺寸和幾何形狀的公差方面要求嚴格的構件。
[0026]此外壓鑄構件在從壓鑄模具中取出以后有利地具有高硬度，以便也可以任選在成型體通過全自動操作裝置的方法中保持形狀穩(wěn)定性。在此這樣確定有機粘合劑體系的組成以及其中各個組分的組成，即同樣可以滿足這些要求。
[0027]聚乙烯醇縮丁醛在粘合劑體系中尤其承擔實際粘合劑的功能。因此這個組分可以與要添加的陶瓷粉末相互作用并由此負責使所述體系粘合起來，例如在成型期間的熔化狀態(tài)中。聚乙烯醇縮丁醛還可以在熱的狀態(tài)中形成與其它有機體系(例如尤其與其它基于聚乙烯醇縮丁醛的體系)的極度粘接傾向。這例如可以通過絲網(wǎng)印刷產(chǎn)生的功能層組實現(xiàn)，它們由基于聚乙烯醇縮丁醛的印刷糊料形成。
[0028]作為其它組分在上述的粘合劑體系中存在至少一種聚丙烯酸酯，例如聚甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)。這類物質尤其可以用于調(diào)整流變學特性，例如優(yōu)選的流動行為。尤其通過存在聚丙烯酸酯可以使混合物在熱狀態(tài)中呈液態(tài)，但是在冷卻狀態(tài)中是如玻璃硬的。除了用于更好的成型件方法的的形狀穩(wěn)定性以外，這還用于無缺陷的印刷。在此聚丙烯酸酯尤其可以替換由現(xiàn)有技術已知的粘合劑體系的蠟狀成分，其中可以改善例如脫粘行為。[0029]此外在粘合劑體系中存在的聚乙二醇(PEG)尤其可以用于在制造過程期間和其后呈現(xiàn)特別好的穩(wěn)定性。具體地說，對于從坯態(tài)轉移到陶瓷狀態(tài)或者陶瓷構件需要熱工藝，該熱工藝可以例如通過裂化從構件中驅除粘合劑。這一點尤其可以在緩慢的溫度控制中實現(xiàn)。例如厚度可以大于4_范圍的大厚度的構件需要非常長的工藝時間，一方面這是成本昂貴的，另一方面可能有助于在陶瓷構件內(nèi)部中的裂紋。為此，尤其鏈長達到4000 g/mol的水溶性添加劑聚乙二醇在粘合劑體系中提供補救。構件可以在熱工藝之前，即在通過燒結的脫粘之前放置到水池里面，其中聚乙二醇可以被溶解出來。在此可以產(chǎn)生固有的多孔性，這可以實現(xiàn)自由的和加速的熱脫離。
[0030]關于三乙醇胺羧酸酯尤其可以這樣視為有利的實例，其中用三乙醇胺酯化的羧酸的鏈長在大于或等于8至小于或等于30個碳原子的范圍。在此這個組分可以作為分散劑并因此特別均勻的物料可以用于構成具有特別均勻特性的構件。
[0031]制造尤其還具有所述粘合劑體系的陶瓷物料優(yōu)選可以在捏合設備(例如雙螺桿捏合機(ZSK))中進行。為此可以將所有配方成分的混合物在捏合設備里面在所有有機組分的熔化溫度以上分散并且均質化。在由此產(chǎn)生的熔體從捏合裝置的縫隙(例如噴嘴縫隙)中溢出時，可以將產(chǎn)生的物料條在壓鑄機中?；尚K，或者在擠出機中塑化并且壓鑄或擠出。
[0032]通過上述粘合劑體系的特性可以有利地例如通過所謂的半殼工藝實現(xiàn)例如具有內(nèi)置的功能層(例如導體帶)的陶瓷構件的制造。通過這種方式能夠實現(xiàn)極其穩(wěn)定且耐振的結構單元，其功能層特別好地防止腐蝕和機械侵襲。
[0033]在此所使用的組分彼此化學相容，因此在壓鑄過程期間不會出現(xiàn)不期望的反應產(chǎn)物，而是可以產(chǎn)生確定的產(chǎn)物。此外在模內(nèi)標簽時，例如為了無缺陷和粘附堅固地施加功能層，所加入的標簽或者所加入的功能層與陶瓷物料的高度相容性是有利的。這一點尤其可以通過上述的粘合劑體系實現(xiàn)，因為其可以使功能層和陶瓷物料含有相關類型的有機基本組分，這按照目前的現(xiàn)有技術不能實現(xiàn)。
[0034]在一個實施方式的范圍內(nèi)，所述粘合劑體系包括
-大于或等于10%至小于或等于25%的聚乙烯醇縮丁醛；
-大于或等于15%至小于或等于35%的聚丙烯酸酯；
-大于或等于35%至小于或等于60%的聚乙二醇；和
-大于或等于5%至小于或等于20%的三乙醇胺羧酸酯，其中上述成分可以總共小于或等于100%。
[0035]已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)，尤其以這樣的組成可以特別有利地組合粘合劑體系特性或者配有粘合劑體系的陶瓷物料特性。以這樣的組成尤其可以實現(xiàn)特別好的流變學行為或者流動行為，并同時實現(xiàn)突出的可塑性、尺寸保持性和形狀穩(wěn)定性。這樣可以以低成本的方式產(chǎn)生特別長時間穩(wěn)定的且保持尺寸的構件。具體地說，通過與陶瓷組分一起使用在關于粘合劑體系中具體描述的體系，能夠實現(xiàn)特別有利的流變學行為，它在壓鑄過程也在擠出方法中可以是有利的。具體地說，能夠在提高的溫度時實現(xiàn)好的流動能力，而在室溫時可以實現(xiàn)例如特別高的強度。此外可以使這種粘合劑體系在特別縮短的時間內(nèi)脫離，這進一步可以降低工藝成本。 [0036]關于按照本發(fā)明的壓鑄物料的其它技術特征和優(yōu)點請參閱與按照本發(fā)明的應用、按照本發(fā)明的方法、附圖以及【專利附圖】
【附圖說明】有關的闡述。
[0037]本發(fā)明的主題還是如上所述構成的陶瓷物料用于制造燃燒室壓力傳感器、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器的絕緣體的用途。在此這樣構成的陶瓷物料(尤其具有如上所述構成的粘合劑體系)可以尤其有利地用于構成絕緣的構件，例如尤其是用于燃燒室壓力傳感器的絕緣壓力凸模，其中在絕緣凸模之間設置有壓電傳感元件。這種絕緣的絕緣凸模已經(jīng)滿足尺寸保持性方面的高要求，因為否則可能產(chǎn)生非對稱的感應模塊結構(其例如包括壓力凸模、接觸板、傳感元件和導線)。不注意準確尺寸保持性的后果可能在傳感元件的不均勻壓力負荷中導致傳感器的信號損失或者甚至導致傳感器的退化。這些缺點可以通過使用上述陶瓷物料和/或上述粘合劑體系由于由此可保持的高度尺寸保持性而避免。
[0038]此外可以避免，例如在常用的干式壓制方法中在構件外棱邊上產(chǎn)生環(huán)繞向上豎立的毛刺，它們必需費事地去除，以便實現(xiàn)感應模塊的平面平行的構造技術。更確切地說，為了保證機械強度可以以確定半徑的形式實現(xiàn)略微弄掉棱角的棱邊，這在干式壓制方法中只能極其繁瑣地實現(xiàn)。
[0039]因此能夠實現(xiàn)最高的成型精度，同時實現(xiàn)完全均勻的構件密度。此外在構件燒結期間產(chǎn)生純各向同性的、高精度的收縮。因此可以實現(xiàn)極其均勻的且無孔的陶瓷結構。
[0040]通過使用上述的陶瓷物料(這尤其對于燃燒室壓力傳感器或者燃燒室壓力傳感器的絕緣體為了產(chǎn)生高精度的測量是重要的)可以防止絕緣電阻例如在潮濕氣氛下輸運時可能降低到允許的公差極限以下。這種在構件表面上的導電膜形成可以通過二氧化硅的存在而被阻止，因為含二氧化硅的陶瓷相由于微小的水積聚趨勢難以形成或者完全阻止羥基以及水膜的積聚。因此通過使用上述陶瓷物料可以保證所需的絕緣品質或者所需的電絕緣電阻例如在兆兆歐姆范圍。但是通過二氧化硅的存在可以降低或完全防止水膜的積聚，由此可以使絕緣電阻保持特別穩(wěn)定。此外這種絕緣凸模是特別穩(wěn)定的，這在涉及應用的條件下是有利的。因此能夠得到高精度尺寸保持性的構件，具有非常好的且穩(wěn)定的絕緣品質。
[0041]關于按照本發(fā)明的應用的其它技術特征和優(yōu)點請參閱結合按照本發(fā)明的陶瓷物料、按照本發(fā)明的方法、附圖以及【專利附圖】
【附圖說明】的解釋。
[0042]本發(fā)明的主題還是用于制造燃燒室壓力傳感器、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器的絕緣體的陶瓷壓鑄方法，其包括方法步驟:
a)提供如上所述構成的陶瓷物料；
b)在壓鑄裝置里面使陶瓷物料成型；
c)使成型的陶瓷物料脫粘；和
d)燒結成型且任選脫粘的壓鑄物料。
[0043]通過上述的用于制造燃燒室壓力傳感器或尤其制造其陶瓷絕緣體的方法可以特別有利地滿足在尺寸保持性、穩(wěn)定性、長壽命和絕緣品質方面的最高要求。因此可以產(chǎn)生傳感器，它在長的時間上能夠實現(xiàn)極其精確且穩(wěn)定的測量。
[0044]在第一方法步驟a)中，提供陶瓷物料，其具有大于或等于50重量％的陶瓷組分和小于或等于50重量％的玻璃組分，其中陶瓷組分具有氧化鋁，并且其中玻璃組分具有二氧化硅或二氧化硅前體，其中還存在堿土金屬氧化物或堿土金屬氧化物前體。由此可以使氧化鋁陶瓷的有利特性與二氧化硅的有利特性組合。具體地說，可以產(chǎn)生特別穩(wěn)定的陶瓷，它還特別好地適用于絕緣構件。尤其二氧化硅的存在可以防止在陶瓷體上積聚水膜，由此還可以防止在絕緣體上構 成導電層。由此可以明顯改善所制造陶瓷的絕緣品質。上述粘合劑體系任選可以是所提供的陶瓷物料的成分。
[0045]按照方法步驟b)這種陶瓷物料在壓鑄裝置或者在壓鑄模具里面成型，如同由現(xiàn)有技術所公知的那樣。這種成型方法以特別有利的方式尤其與上述陶瓷物料相結合可以產(chǎn)生成型件，其具有特別高的尺寸保持性，并可以特別確定且可重復生產(chǎn)地制造。
[0046]在成型后在另一方法步驟c)中特別緩慢地使成型的物料脫粘以完全排出有機粘合劑體系成分。構件示例地且不受其限制地在水池里面放置10-100小時。在此水溶性有機成分從構件中溶解出來。接著通過后續(xù)的直到240°C的熱局部脫粘進行干燥。在此在構件里面仍有1-3%的有機成分的殘余含量，其還賦予構件足夠的強度，以便使構件無損壞地轉換到燒結爐里面。在燒結爐里面然后進行完全脫粘和燒結。
[0047]最后在方法步驟d)里面燒結脫粘的物料以制成陶瓷構件。在燒結時可以由氧化鋁與玻璃或二氧化硅以空隙填充的方式形成特征結構。根據(jù)燒結溫度、尤其通過選擇高溫還可以在構件表面上構成玻璃燒結皮層，這可以另外有利地影響絕緣強度。
[0048]在此對于專業(yè)人員清楚的是，上述的方法步驟、尤其例如步驟c)和d)可以以適合的順序且任選一起進行。
[0049]通過上述的方法產(chǎn)生陶瓷體，它可以具有兩個相態(tài)，即尤其具有氧化鋁的陶瓷相和主要具有二氧化硅的玻璃相。在此相態(tài)比例可以對應于陶瓷物料構成，或者在制造方法期間變動。
[0050]在此在呈現(xiàn)小于10 μ m范圍的顆粒尺寸和孔隙尺寸的結構時可以達到特別有利的絕緣品質或絕緣強度。此外也可以在使用二氧化硅前體或堿土金屬氧化物前體時保證產(chǎn)生所期望的陶瓷產(chǎn)物。
[0051]但是尤其不以任何方式受局限地可以存在大于或等于50%范圍的氧化鋁或陶瓷相，其中二氧化硅或玻璃相的含量可以小于或等于50%。例如氧化鋁或陶瓷相可以在大于或等于90%至小于或等于95%的范圍，其中二氧化硅或玻璃相的含量可以大于或等于5%至小于或等于10%。在這個實施方式中可以基本上特別有利地保持氧化鋁或純氧化鋁陶瓷的積極特性，但是其中可以特別有利地實現(xiàn)氧化鋁與硅酸鹽玻璃伴生的積極特性。在這個實施方式中尤其可以實現(xiàn)特別高的強度，同時實現(xiàn)優(yōu)異的絕緣品質，還在制造方法中、尤其在壓鑄工藝中特別積極地影響流動行為。
[0052]在此陶瓷可以基本由兩個相態(tài)組成。第一相態(tài)A尤其基本包括氧化鋁，它尤其可以呈現(xiàn)剛石形式的晶態(tài)。第二相態(tài)B是含硅酸鹽玻璃的相態(tài)并因此包括二氧化硅。因此這個相態(tài)至少部分類似玻璃地構成，并且例如可以由二氧化硅、氧化鋁和堿土金屬氧化物和任選由碳酸鹽、尤其碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鍶和滑石組成。在此純示例地且不受限制地，堿土金屬氧化物與二氧化硅的比例可以是30重量％比70重量％至70重量％比30重量％。這一點例如可以通過陶瓷物料的基本組成來調(diào)節(jié)。相態(tài)B的氧化鋁含量尤其對應于燒結溫度并且以相應的溶解行為為基礎而調(diào)整。例如在50比50的氧化硅與氧化鈣比例和1600°C的燒結溫度時在相態(tài)B中的氧化鋁含量調(diào)整為約50%。在冷卻時玻璃狀的相態(tài)B可以部分地結晶。結晶的相態(tài)尤其是含二氧化硅的并因此也滿足減少在陶瓷構件的表面上積聚羥基的功能。
[0053]在一個實施方式范圍里面，陶瓷物料可以在成型前按照方法步驟b)均質化。因此在這個實施方式中可以產(chǎn)生特別均勻的物料，其中特別均勻分布著例如氧化鋁和氧化硅。因此幾乎可以在每個位置上避免積聚水膜，這能夠實現(xiàn)待制造構件特別好的絕緣品質。此外粘合劑與陶瓷組分一起以精細分布的形式呈現(xiàn)，由此實現(xiàn)特別均質的構件，其具有通過該構件恒定的特性。在此可以通過捏合工藝(例如通過雙螺桿捏合機(ZSK)、剪切輥、復式捏合機等)在60°c -220°c的溫度進行均質化。具體地說，由陶瓷物料的所有成分組成的混合物可以在捏合設備中在所 有有機組分的熔化溫度以上分散并且均質化。在從捏合裝置的縫隙(例如噴嘴縫隙)中溢出這樣產(chǎn)生的熔體時可以使產(chǎn)生的陶瓷物料條?；尚K。這些小塊接著在添加用于陶瓷組分的陶瓷粉末以后在壓鑄機或者也在擠出機中塑化和壓鑄或者擠出，如同前面闡述的那樣。在這個實施方式中可以產(chǎn)生特別均勻的粘合劑體系，這也對于待制造的構件實現(xiàn)特別均勻的特性。
[0054]在另一實施方式的范圍里面，通過單點噴射到壓鑄模具里面而導入陶瓷物料。在這個實施方式中尤其可以有利地在模具分界的高度上實現(xiàn)側面單點噴射或者實現(xiàn)旁邊單點噴射。通過這種單點噴射、尤其通過旁邊噴射可以以高度平面性實現(xiàn)高精度且無毛刺的表面。由此能夠無需繁瑣的再加工方法而實現(xiàn)在尺寸保持性方面特別窄公差的構件。此外尤其與兩點或多點噴射相比這種噴射可以有利地在不出現(xiàn)連接縫的情況下充滿模具腔。由此可以阻止陶瓷體的潛在弱點。
[0055]在另一實施方式的范圍里面，所述壓鑄模具在其內(nèi)部可以具有小于10 μ m范圍的表面粗糙度。這種在壓鑄模具內(nèi)部的粗糙度尤其可以是指，尤其在作為壓鑄物料的陶瓷物料可以與壓鑄模具接觸的位置所存在的壓鑄模具的粗糙度。在這個實施方式中可以產(chǎn)生特別平面的或尺寸精確的表面。由此尤其可以對于壓力傳感器實現(xiàn)高精度且可靠的測量。例如通過拋光壓鑄模具(例如模具凸模)可以實現(xiàn)這種光滑的表面。
[0056]在另一實施方式的范圍里面，在方法步驟d)中可以在大于或等于1200°C至小于或等于1900°C的溫度范圍進行燒結。例如可以在1580°C的溫度中并且在I小時的時間實施燒結。通過使用這樣的溫度可以有助于堿土金屬與二氧化硅和氧化鋁反應并且構成熔體。在此選擇足夠低的溫度，以便防止太劇烈的氧化鋁顆粒生長和保證結構的精細度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0057]按照本發(fā)明的主題的其它優(yōu)點和有利實施方式通過【專利附圖】
【附圖說明】并且在下面的描述中解釋。在此要注意，附圖只具有描述性的特征并且不表示以任何形式限制本發(fā)明。其中顯示了:
圖1通過本發(fā)明方法制造的、包括兩個絕緣體的燃燒室壓力傳感器的局部實施方式的示意圖；
圖2通過本發(fā)明方法制造的陶瓷結構的示意圖；
圖3通過本發(fā)明方法制造的絕緣體的實施方式的示意圖；和 圖4按照本發(fā)明制造的陶瓷效果的圖示。
【具體實施方式】
[0058]在圖1中示出燃燒室壓力傳感器10的局部區(qū)域。這種燃燒室壓力傳感器10包括兩個用作壓力凸模的絕緣體12。在此壓力凸模作用于壓電的元件14 (例如石英晶體)上。如果在壓力凸?；蚪^緣體12上施加力(如同通過箭頭18表示的那樣)，壓電元件14可以發(fā)出信號，該信號例如可以通過傳導結構16傳輸?shù)椒治鰡卧Ｔ诖艘环N力例如可以通過由在燃燒室中的壓力而移動的滑動銷釘形成，而另一種力可以通過固定擋塊構成。
[0059]這種絕緣體12尤其是陶瓷體，其具有純示例且不受限制的大于或等于50重量％含量的陶瓷相和純示例且不受限制的小于或等于50重量％含量的玻璃相，其中陶瓷相具有氧化鋁，并且其中玻璃相具有二氧化硅。
[0060]在圖2中示出這種陶瓷材料的結構。在圖2中陶瓷相以A表示，玻璃相以B表示?？梢钥闯?，基本結構由陶瓷材料形成，尤其由氧化鋁形成，而玻璃狀相態(tài)B尤其包括二氧化硅。在此原則上純示例且不受限制地，陶瓷組分或相態(tài)A的含量為大于或等于50重量％，并且玻璃組分或相態(tài)B的含量為小于50重量％。在相態(tài)B中還可以存在堿土金屬和二氧化硅和氧化招。
[0061]此外在圖3中示出絕緣體12的示例。按照圖3，絕緣體12被弄掉棱角并且具有通道20，例如以便可以接納從壓電元件14到分析單元的傳導結構16。
[0062]這種絕緣體12可以如下制造。原料是陶瓷物料，其具有大于或等于50重量％含量的陶瓷組分和小于或等于50重量％含量的玻璃組分，其中陶瓷組分具有氧化鋁，并且其中玻璃組分具有二氧化硅或二氧化硅前體，并且其中還存在堿土金屬氧化物或堿土金屬氧化物前體。在此，所述堿土金屬氧化物前體可以選自碳酸鹽，尤其選自碳酸鈣(石灰)、碳酸鎂、碳酸鍶和滑石，和/或所述二氧化硅前體可以選自石灰和滑石。
[0063]關于在壓鑄物料中存在的粘合劑體系，其可以具有包括下列物質的混合物:聚乙烯醇縮丁醛、至少一種聚丙烯酸酯、至少一種聚乙二醇和至少一種三乙醇胺羧酸酯。
[0064]由陶瓷物料通過包含下列方法步驟的方法可以制造絕緣體12:
a)提供如上所述的陶瓷物料并且任選使該陶瓷物料均質化；b)在壓鑄裝置里面使陶瓷物料成型，例如其中陶瓷物料可以通過單點噴射導入到壓鑄模具里面和/或例如在大于或等于12°C至小于或等于200°C的溫度；
c)使成型的物料脫粘；和
d)燒結已成型且任選脫粘的物料，例如在大于或等于1200°C至小于或等于1900°C范圍的溫度。
[0065]對于按照圖3的絕緣體12，示出單點噴射的插入點22以及壓鑄模具的模具分界24，即為了取出構件而打開模具的構件平面。這個平面不位于頂部或底部平面上(例如在干式壓制時)，而是縮回到構件的上三分之一處。這個措施保證無缺陷且成型精確的、位于上側或下側的功能表面26、28。在壓鑄過程以后可以在打開模具期間剪斷澆口，從而不留下超出高度。在這里在坯態(tài)(即未燒結狀態(tài))中以及在燒結的構件中可能留下的可見的澆口 22不產(chǎn)生干擾。
[0066]在從壓鑄模具中或從型腔中取出以后可以將構件以鋪在板上的散料的形式進行脫粘并且在約1580°C進行燒結，而其中不產(chǎn)生變形。
[0067]圖4說明了這樣制造的絕緣體的改善的絕緣品質的優(yōu)點，在圖4中在X軸上表示不同的材料。在此a)對應于氧化鋁(Al2O3), b)對應于二氧化鈦(TiO2), c)對應于二氧化硅(SiO2),而在Y軸上表示每平方納米上積聚的OH基團的數(shù)量?？梢钥闯觯谙嗤臈l件下二氧化硅的積聚明顯減少。 如上詳細解釋的那樣，由此可以顯著地提高絕緣品質。
【權利要求】
1.用于制造燃燒室壓力傳感器(10)、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器(10)的絕緣凸模(12)的壓鑄方法的陶瓷物料，其具有大于或等于50重量％含量的陶瓷組分和小于或等于50重量％含量的玻璃組分，其中所述陶瓷組分具有氧化鋁，并且其中所述玻璃組分具有二氧化硅或二氧化硅前體，并且其中還存在堿土金屬氧化物或者堿土金屬氧化物前體。
2.如權利要求1所述的陶瓷物料，其中所述堿土金屬氧化物或堿土金屬氧化物前體和二氧化硅或二氧化硅前體為調(diào)整堿土金屬氧化物與二氧化硅的比例的量為30重量％比70重量％至70重量％比30重量％。
3.如權利要求1或2所述的陶瓷物料，其中所述堿土金屬氧化物前體選自碳酸鹽，尤其碳酸鈣(石灰)、碳酸鎂、碳酸鍶和滑石。
4.如權利要求1至3中任一項所述的陶瓷物料，其中所述二氧化硅前體選自滑石和石灰。
5.如權利要求1至4中任一項所述的陶瓷物料，其中存在粘合劑體系，該粘合劑體系具有包含下列物料的混合物:聚乙烯醇縮丁醛、至少一種聚丙烯酸酯、至少一種聚乙二醇和至少一種三乙醇胺羧酸酯。
6.如權利要求5所述的陶瓷物料，其中所述粘合劑體系包含 -大于或等于10%至小于或等于25%的聚乙烯醇縮丁醛； -大于或等于15%至小于或等于35%的聚丙烯酸酯； -大于或等于35%至小于或等于60%的聚乙二醇；和 -大于或等于5%至小于或等于20%的三乙醇胺羧酸酯，其中 上述成分總計小于或等于100%。
7.如權利要求1至6中任一項所述的陶瓷物料在制造燃燒室壓力傳感器(10)、尤其在制造燃燒室壓力傳感器的絕緣體(12)的應用。
8.用于制造燃燒室壓力傳感器(10)、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器(10)的絕緣體(12)的陶瓷壓鑄方法，其包括方法步驟: a)提供如權利要求1至6中任一項所述的陶瓷物料； b)在壓鑄裝置里面使陶瓷物料成型； c)使成型的物料脫粘；和 d)燒結成型且任選脫粘的物料。
9.如權利要求8所述的方法，其中在成型前使所述陶瓷物料均質化。
10.如權利要求8或9所述的方法，其中通過單點噴射到壓鑄模具里面導入所述陶瓷物料。
11.如權利要求8至10中任一項所述的方法，其中所述壓鑄模具在其內(nèi)部具有小于IOym范圍的表面粗糙度。
12.如權利要求8至11中任一項所述的方法，其中在方法步驟d)中在大于或等于1200°C至小于或等于190 0°C的溫度范圍進行燒結。
【文檔編號】C04B35/10GK103922704SQ201410011474
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2013年1月11日
【發(fā)明者】M.舒貝特, A.莫克, T.洛伊布爾, I.赫倫 申請人:羅伯特·博世有限公司
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于制造燃燒室壓力傳感器（10）、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器（10）的絕緣凸模（12）的壓鑄方法的陶瓷物料，其具有大于或等于50重量%含量的陶瓷組分和小于或等于50重量%含量的玻璃組分，其中所述陶瓷組分具有氧化鋁，并且其中所述玻璃組分具有二氧化硅或二氧化硅前體，并且其中還存在堿土金屬氧化物或者堿土金屬氧化物前體。這種陶瓷物料能夠制造具有特別好的絕緣能力的絕緣凸模。本發(fā)明還涉及陶瓷壓鑄方法。
【專利說明】陶瓷物料和陶瓷壓鑄方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于制造燃燒室壓力傳感器、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器的絕緣凸模的壓鑄方法的陶瓷物料以及陶瓷壓鑄方法。
【背景技術】
[0002]不同的陶瓷由于其特有的材料特殊的特性越來越多地進入到機械制造以及汽車領域、化工領域、電子領域、消費品領域以及通常的微系統(tǒng)和工藝【技術領域】中。無缺陷的微結構對于這類材料的最大承載性和可靠性是有利的。尤其在汽車領域特別有利的是，可以盡可能無需再加工地以微小的允差和低的成本制造構件。
[0003]在此越來越多地提供具有功能集成的構件。這意味著，例如在壓鑄構件里面實現(xiàn)特殊的功能層，例如加熱器、電極或者導體帶。在此有利地可以直接在成型時施加功能層。用于壓鑄、尤其陶瓷壓鑄的材料混合物或體系目前由包含聚合物和蠟基成分的混合物組成。盡管這些體系可能在壓鑄期間具有好的流變學特性，但是可能在連鑄分配時引起連接縫。在此連接縫可能是結構中的削弱位置，因此最好避免將其用于最大負荷。
[0004]例如在傳感器的連接技術中還經(jīng)常需要絕緣的構件，它們例如可以定位在傳感元件與形成外殼的部件之間。這個構件的任務尤其是使實質的傳感元件與導電的外殼去耦，由此保證在使用壽命中的信號穩(wěn)定性。因此期望高的絕緣品質。 [0005]由文獻EP O 180 230 Al已知一種用于產(chǎn)生包括鋯相和堇青石相的多晶體的方法。
[0006]文獻DE 10 2008 054 631 Al描述了一種用于制造測量元件的方法，尤其用于在氣體探測器中使用，例如λ探針、氮氧化物探針和溫度探測器。
[0007]文獻DE 2 326 086 Al描述了一種電化學探測器,其用于確定廢氣中、尤其是內(nèi)燃發(fā)動機廢氣中的氧氣含量。
[0008]由文獻DE 199 37 163 Al還已知一種絲網(wǎng)印刷糊料，其用于制造平面的陶瓷元件、尤其用于制造傳感元件。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的主題是用于制造燃燒室壓力傳感器、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器的絕緣體的壓鑄方法的陶瓷物料，其具有大于或等于50重量％含量的陶瓷組分和小于或等于50重量％含量的玻璃組分，其中所述陶瓷組分具有氧化鋁，并且其中所述玻璃組分具有二氧化硅或二氧化硅前體，并且其中還存在堿土金屬氧化物或者堿土金屬氧化物前體。
[0010]所述陶瓷物料尤其是壓鑄物料并且可以有利地適用于制造燃燒室壓力傳感器或者這種傳感器的絕緣體。因此稱為陶瓷物料的組分尤其是壓鑄原料或者預陶瓷物料。
[0011]所述陶瓷物料具有大于或等于50重量％含量的陶瓷組分和小于或等于50重量％含量的玻璃組分，其中所述陶瓷組分具有氧化鋁(Al2O3),并且其中所述玻璃組分具有二氧化硅(SiO2)或二氧化硅前體，由此可以制造具有特別好的絕緣品質的絕緣體、例如絕緣凸模。首先氧化鋁已經(jīng)具有非常高的絕緣電阻，它可以視為陶瓷的基本組分，因為它占有大于或等于50重量％的含量。此外通過在陶瓷物料中二氧化硅的存在可以形成具有含硅酸鹽玻璃或含二氧化硅的氧化鋁的陶瓷體。由此尤其可以在完成的產(chǎn)品中防止絕緣電阻例如在潮濕氣氛下輸運時可能下降到允許公差極限以下。這種絕緣電阻下降的原因尤其可能是表面化學機理，它導致可能在空氣中在已經(jīng)成型的構件表面上形成羥基(OH基團)。這些羥基可能在潮濕氣氛下實現(xiàn)水膜積聚或有助于水膜積聚。這種環(huán)繞的或者粘附的水膜例如與表面污物相結合可能是弱導電性的，并由此導致構件總絕緣電阻的降低。這種在構件表面上的導電膜形成可以通過二氧化硅的存在而避免，因為這種組分由于微小的水積聚趨勢而難以形成或者完全防止羥基積聚以及水膜。
[0012]因此通過上述陶瓷物料制成的陶瓷絕緣體所需的絕緣電阻即使在潮濕的氣氛下也可以毫無問題地保持在允許的范圍里面。這對于燃燒室壓力傳感器的部件尤其可以是有利的，因為在這里不能完全排除水分，但是好的絕緣品質是重要的，以便能夠保證在燃燒室內(nèi)部、例如內(nèi)燃發(fā)動機氣缸里面準確且可靠的壓力測量。由此可以實現(xiàn)特別干凈且高效的燃燒。
[0013]除了顯著改善的絕緣品質以外，通過上述陶瓷物料可制成的絕緣體是非常穩(wěn)定的，因為氧化鋁已經(jīng)具有非常好的穩(wěn)定性。此外與純氧化鋁相比通過二氧化硅的存在可以明顯提高例如在待制成的構件的安裝狀態(tài)中的機械強度。也可以可靠地避免在負荷情況下的固有裂紋和棱邊斷裂，因為玻璃基質能夠愈合或者閉合在燒結期間由工藝引起的微孔或結構缺陷。
[0014]因此使用上述陶瓷物料所產(chǎn)生的例如用于壓力傳感器的構件也可以特別有利地在惡劣的環(huán)境條件下(尤其在壓力、溫度和氣氛方面)使用。 [0015]如上所述，尤其以兩種有利的方式可以實現(xiàn)含硅酸鹽玻璃的氧化鋁或者包含二氧化硅的氧化鋁陶瓷的制造。第一種示例的方式包括首先以按照本發(fā)明的陶瓷物料制造玻璃、尤其在燒結的情況下。為此可以在陶瓷物料中存在形成玻璃的原料或者二氧化硅前體，它們尤其在燒結過程中轉換成二氧化硅或玻璃。此外可以在陶瓷物料中已經(jīng)存在玻璃，例如玻璃熔塊料，尤其以經(jīng)研磨的形式。接著可以將其研磨并且與氧化鋁混合，然后可以將得到的混合物在接下來的研磨過程中均質化。另一方式是，將所有形成玻璃的原料與氧化鋁在共同的研磨過程中粉碎并同時均質化。在兩種情況下，例如在滾筒磨碎機中最多24小時范圍的濕式研磨可以是適合的。在研磨以后，可以優(yōu)選但不受局限地然后在噴灑塔中進行干燥。
[0016]所述陶瓷物料還具有堿土金屬氧化物，例如氧化鎂(MgO)、氧化鈣(CaO)、氧化鍶(SrO)或者氧化鋇(BaO)，或者堿土金屬氧化物前體。這些組分有利地可以作為燒結助劑并且以適合的方式控制或者影響燒結過程。在此進而可以直接存在一種或多種堿土金屬氧化物，或者其前體。所述前體進而尤其可以在燒結過程中轉化成堿土金屬氧化物。具體地說，所述堿土金屬可以與二氧化硅或者與氧化鋁反應而形成其它相，這些相具有比純二氧化硅或氧化鋁更低的熔化溫度。因此可以進行例如液相燒結，由此可以降低燒結溫度并且可以節(jié)省工藝費用。在此選擇使用的堿土金屬可以確定液相燒結的參數(shù)，例如燒結溫度、粘度
坐寸ο
[0017]此外所述陶瓷物料可以以公知的方式具有一種粘合劑體系，它基本上可以以對于陶瓷壓鑄已知的方式構成。所述粘合劑體系可以將陶瓷顆粒粘合起來，并由此對于壓鑄行為廣生積極影響。
[0018]在一個實施方式的范圍里面，所述堿土金屬氧化物或堿土金屬氧化物前體和二氧化硅或二氧化硅前體可以為調(diào)整堿土金屬氧化物與二氧化硅的比例的量為30重量％比70重量％至70重量％比30重量％。例如堿土金屬氧化物或堿土金屬氧化物前體和二氧化硅或二氧化硅前體為調(diào)整堿土金屬氧化物與二氧化硅的比例的量可以為40重量％比60重量％至60重量％比40重量％。也可以也1/1的重量％的比例存在。在這里已經(jīng)可以發(fā)現(xiàn)，尤其以這樣的組成特別積極地影響燒結行為。具體地說，這樣的組成在相圖中位于兩個不同的相之間的邊界上，由此所述玻璃狀態(tài)可以是非常穩(wěn)定的。
[0019]在另一實施方式范圍里面，所述堿土金屬氧化物前體可以選自碳酸鹽，尤其是碳酸鈣(石灰)、碳酸鎂、碳酸鍶和滑石。上述前體尤其是可以低成本獲得的，并好地適用于壓鑄過程。在此石灰(碳酸鈣，CaCO3)尤其可以在燒結條件下形成氧化鈣(CaO)，而滑石(硅酸鎂水合物，Mg3Si4Oltl (OH)2)尤其適用于分解而形成含鎂的硅酸鹽，它們特別容易反應并且與其它堿土金屬形成所期望的玻璃。
[0020]在另一實施方式范圍里面，所述二氧化硅前體可以選自滑石和高嶺土(Al4[ (OH)81 Si4O1J )。在這個實施方式中也可以有利地使相應的前體在加熱到1000°C時在多個階段分解并且形成反應性的含鋁硅酸鹽相，它們可以容易地與堿土金屬反應并且最終形成所期望的玻璃。高嶺土和滑石還是天然礦藏原料，它們在價格上是非常便宜的。
[0021]在另一實施方式范圍里面，存在的粘合劑體系可以具有包括下列物質的混合物:聚乙烯醇縮丁醛、至少一種聚丙烯酸酯、至少一種聚乙二醇和至少一種三乙醇胺羧酸酯。因此上述的粘合劑體系是基 于使用熱塑性聚合物聚乙烯醇縮丁醛(PVB)的，該聚合物具有很強的熱粘接特性。通過使用基于聚乙烯醇縮丁醛的粘合劑體系可以實現(xiàn)功能元件(例如電纜)與陶瓷壓鑄體極其堅固且穩(wěn)定的粘附性連接。相應地還可以在陶瓷擠出工藝的范圍里面制造特別穩(wěn)定且長壽命的構件。上述粘合劑體系的具體的但是不受約束的應用包括例如制造燃料電池(S0FC)、火花塞、λ探針或燃燒室壓力傳感器。在此尤其但不唯一地可以使用所述的陶瓷體系，或者基本上也可以與其它陶瓷組分結合使用所述粘合劑體系。
[0022]此外上述的有機粘合劑體系或化合物體系的組成顯示出突出的流變學特性，因此也可以制造具有非常復雜的幾何形狀的構件。例如，如果構件例如對于功能集成具有裂口或者孔結構，它們也還可以非常結實地制成。幾何形狀上的裂口在壓鑄技術中經(jīng)常要求在導入陶瓷物料時將料流正面分配在壓鑄模具里面。所分配的料流正面在繞流物料部件以后再流到一起。在這種料流接合時，上述粘合劑體系可以實現(xiàn)物料條的特別是無縫連接，而不會留下連接縫或者其它缺陷。即使在燒結后，使用上述有機粘合劑體系可以避免出現(xiàn)連接縫或可能的其它缺陷。由此，所制造的構件是特別長時間穩(wěn)定的。
[0023]此外通過使用基于聚乙烯醇縮丁醛的粘合劑體系可以產(chǎn)生特別均勻且無孔的陶瓷結構，它們具有異常高的強度。在此該強度可以通過測量二氧化鋯與常見的材料比較。
[0024]如上所述的有機粘合劑體系還具有其它優(yōu)點，例如相比于蠟基體系(如由現(xiàn)有技術已知的聚乙烯臘)，可以明顯更快地在銜接成型的熱工藝中脫粘(entbindern)。由此可以節(jié)省約30%的通常工藝時間，這可以降低成本，尤其在至少部分自動化方法中可以被證實是特別有利的。[0025]上述有機粘合劑體系與現(xiàn)有技術已知的粘合劑體系相比還具有優(yōu)點，即極大地減少冷卻收縮。由此得到更高的壓鑄構件形狀精度和構件上的平面位置，通過降低的冷卻收縮沒有凹形的凹陷位置，而是保持平面。由此可以通過使用上述的有機粘合劑體系產(chǎn)生特別是在尺寸保持性方面或者在尺寸和幾何形狀的公差方面要求嚴格的構件。
[0026]此外壓鑄構件在從壓鑄模具中取出以后有利地具有高硬度，以便也可以任選在成型體通過全自動操作裝置的方法中保持形狀穩(wěn)定性。在此這樣確定有機粘合劑體系的組成以及其中各個組分的組成，即同樣可以滿足這些要求。
[0027]聚乙烯醇縮丁醛在粘合劑體系中尤其承擔實際粘合劑的功能。因此這個組分可以與要添加的陶瓷粉末相互作用并由此負責使所述體系粘合起來，例如在成型期間的熔化狀態(tài)中。聚乙烯醇縮丁醛還可以在熱的狀態(tài)中形成與其它有機體系(例如尤其與其它基于聚乙烯醇縮丁醛的體系)的極度粘接傾向。這例如可以通過絲網(wǎng)印刷產(chǎn)生的功能層組實現(xiàn)，它們由基于聚乙烯醇縮丁醛的印刷糊料形成。
[0028]作為其它組分在上述的粘合劑體系中存在至少一種聚丙烯酸酯，例如聚甲基丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)。這類物質尤其可以用于調(diào)整流變學特性，例如優(yōu)選的流動行為。尤其通過存在聚丙烯酸酯可以使混合物在熱狀態(tài)中呈液態(tài)，但是在冷卻狀態(tài)中是如玻璃硬的。除了用于更好的成型件方法的的形狀穩(wěn)定性以外，這還用于無缺陷的印刷。在此聚丙烯酸酯尤其可以替換由現(xiàn)有技術已知的粘合劑體系的蠟狀成分，其中可以改善例如脫粘行為。[0029]此外在粘合劑體系中存在的聚乙二醇(PEG)尤其可以用于在制造過程期間和其后呈現(xiàn)特別好的穩(wěn)定性。具體地說，對于從坯態(tài)轉移到陶瓷狀態(tài)或者陶瓷構件需要熱工藝，該熱工藝可以例如通過裂化從構件中驅除粘合劑。這一點尤其可以在緩慢的溫度控制中實現(xiàn)。例如厚度可以大于4_范圍的大厚度的構件需要非常長的工藝時間，一方面這是成本昂貴的，另一方面可能有助于在陶瓷構件內(nèi)部中的裂紋。為此，尤其鏈長達到4000 g/mol的水溶性添加劑聚乙二醇在粘合劑體系中提供補救。構件可以在熱工藝之前，即在通過燒結的脫粘之前放置到水池里面，其中聚乙二醇可以被溶解出來。在此可以產(chǎn)生固有的多孔性，這可以實現(xiàn)自由的和加速的熱脫離。
[0030]關于三乙醇胺羧酸酯尤其可以這樣視為有利的實例，其中用三乙醇胺酯化的羧酸的鏈長在大于或等于8至小于或等于30個碳原子的范圍。在此這個組分可以作為分散劑并因此特別均勻的物料可以用于構成具有特別均勻特性的構件。
[0031]制造尤其還具有所述粘合劑體系的陶瓷物料優(yōu)選可以在捏合設備(例如雙螺桿捏合機(ZSK))中進行。為此可以將所有配方成分的混合物在捏合設備里面在所有有機組分的熔化溫度以上分散并且均質化。在由此產(chǎn)生的熔體從捏合裝置的縫隙(例如噴嘴縫隙)中溢出時，可以將產(chǎn)生的物料條在壓鑄機中?；尚K，或者在擠出機中塑化并且壓鑄或擠出。
[0032]通過上述粘合劑體系的特性可以有利地例如通過所謂的半殼工藝實現(xiàn)例如具有內(nèi)置的功能層(例如導體帶)的陶瓷構件的制造。通過這種方式能夠實現(xiàn)極其穩(wěn)定且耐振的結構單元，其功能層特別好地防止腐蝕和機械侵襲。
[0033]在此所使用的組分彼此化學相容，因此在壓鑄過程期間不會出現(xiàn)不期望的反應產(chǎn)物，而是可以產(chǎn)生確定的產(chǎn)物。此外在模內(nèi)標簽時，例如為了無缺陷和粘附堅固地施加功能層，所加入的標簽或者所加入的功能層與陶瓷物料的高度相容性是有利的。這一點尤其可以通過上述的粘合劑體系實現(xiàn)，因為其可以使功能層和陶瓷物料含有相關類型的有機基本組分，這按照目前的現(xiàn)有技術不能實現(xiàn)。
[0034]在一個實施方式的范圍內(nèi)，所述粘合劑體系包括
-大于或等于10%至小于或等于25%的聚乙烯醇縮丁醛；
-大于或等于15%至小于或等于35%的聚丙烯酸酯；
-大于或等于35%至小于或等于60%的聚乙二醇；和
-大于或等于5%至小于或等于20%的三乙醇胺羧酸酯，其中上述成分可以總共小于或等于100%。
[0035]已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)，尤其以這樣的組成可以特別有利地組合粘合劑體系特性或者配有粘合劑體系的陶瓷物料特性。以這樣的組成尤其可以實現(xiàn)特別好的流變學行為或者流動行為，并同時實現(xiàn)突出的可塑性、尺寸保持性和形狀穩(wěn)定性。這樣可以以低成本的方式產(chǎn)生特別長時間穩(wěn)定的且保持尺寸的構件。具體地說，通過與陶瓷組分一起使用在關于粘合劑體系中具體描述的體系，能夠實現(xiàn)特別有利的流變學行為，它在壓鑄過程也在擠出方法中可以是有利的。具體地說，能夠在提高的溫度時實現(xiàn)好的流動能力，而在室溫時可以實現(xiàn)例如特別高的強度。此外可以使這種粘合劑體系在特別縮短的時間內(nèi)脫離，這進一步可以降低工藝成本。 [0036]關于按照本發(fā)明的壓鑄物料的其它技術特征和優(yōu)點請參閱與按照本發(fā)明的應用、按照本發(fā)明的方法、附圖以及【專利附圖】
【附圖說明】有關的闡述。
[0037]本發(fā)明的主題還是如上所述構成的陶瓷物料用于制造燃燒室壓力傳感器、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器的絕緣體的用途。在此這樣構成的陶瓷物料(尤其具有如上所述構成的粘合劑體系)可以尤其有利地用于構成絕緣的構件，例如尤其是用于燃燒室壓力傳感器的絕緣壓力凸模，其中在絕緣凸模之間設置有壓電傳感元件。這種絕緣的絕緣凸模已經(jīng)滿足尺寸保持性方面的高要求，因為否則可能產(chǎn)生非對稱的感應模塊結構(其例如包括壓力凸模、接觸板、傳感元件和導線)。不注意準確尺寸保持性的后果可能在傳感元件的不均勻壓力負荷中導致傳感器的信號損失或者甚至導致傳感器的退化。這些缺點可以通過使用上述陶瓷物料和/或上述粘合劑體系由于由此可保持的高度尺寸保持性而避免。
[0038]此外可以避免，例如在常用的干式壓制方法中在構件外棱邊上產(chǎn)生環(huán)繞向上豎立的毛刺，它們必需費事地去除，以便實現(xiàn)感應模塊的平面平行的構造技術。更確切地說，為了保證機械強度可以以確定半徑的形式實現(xiàn)略微弄掉棱角的棱邊，這在干式壓制方法中只能極其繁瑣地實現(xiàn)。
[0039]因此能夠實現(xiàn)最高的成型精度，同時實現(xiàn)完全均勻的構件密度。此外在構件燒結期間產(chǎn)生純各向同性的、高精度的收縮。因此可以實現(xiàn)極其均勻的且無孔的陶瓷結構。
[0040]通過使用上述的陶瓷物料(這尤其對于燃燒室壓力傳感器或者燃燒室壓力傳感器的絕緣體為了產(chǎn)生高精度的測量是重要的)可以防止絕緣電阻例如在潮濕氣氛下輸運時可能降低到允許的公差極限以下。這種在構件表面上的導電膜形成可以通過二氧化硅的存在而被阻止，因為含二氧化硅的陶瓷相由于微小的水積聚趨勢難以形成或者完全阻止羥基以及水膜的積聚。因此通過使用上述陶瓷物料可以保證所需的絕緣品質或者所需的電絕緣電阻例如在兆兆歐姆范圍。但是通過二氧化硅的存在可以降低或完全防止水膜的積聚，由此可以使絕緣電阻保持特別穩(wěn)定。此外這種絕緣凸模是特別穩(wěn)定的，這在涉及應用的條件下是有利的。因此能夠得到高精度尺寸保持性的構件，具有非常好的且穩(wěn)定的絕緣品質。
[0041]關于按照本發(fā)明的應用的其它技術特征和優(yōu)點請參閱結合按照本發(fā)明的陶瓷物料、按照本發(fā)明的方法、附圖以及【專利附圖】
【附圖說明】的解釋。
[0042]本發(fā)明的主題還是用于制造燃燒室壓力傳感器、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器的絕緣體的陶瓷壓鑄方法，其包括方法步驟:
a)提供如上所述構成的陶瓷物料；
b)在壓鑄裝置里面使陶瓷物料成型；
c)使成型的陶瓷物料脫粘；和
d)燒結成型且任選脫粘的壓鑄物料。
[0043]通過上述的用于制造燃燒室壓力傳感器或尤其制造其陶瓷絕緣體的方法可以特別有利地滿足在尺寸保持性、穩(wěn)定性、長壽命和絕緣品質方面的最高要求。因此可以產(chǎn)生傳感器，它在長的時間上能夠實現(xiàn)極其精確且穩(wěn)定的測量。
[0044]在第一方法步驟a)中，提供陶瓷物料，其具有大于或等于50重量％的陶瓷組分和小于或等于50重量％的玻璃組分，其中陶瓷組分具有氧化鋁，并且其中玻璃組分具有二氧化硅或二氧化硅前體，其中還存在堿土金屬氧化物或堿土金屬氧化物前體。由此可以使氧化鋁陶瓷的有利特性與二氧化硅的有利特性組合。具體地說，可以產(chǎn)生特別穩(wěn)定的陶瓷，它還特別好地適用于絕緣構件。尤其二氧化硅的存在可以防止在陶瓷體上積聚水膜，由此還可以防止在絕緣體上構 成導電層。由此可以明顯改善所制造陶瓷的絕緣品質。上述粘合劑體系任選可以是所提供的陶瓷物料的成分。
[0045]按照方法步驟b)這種陶瓷物料在壓鑄裝置或者在壓鑄模具里面成型，如同由現(xiàn)有技術所公知的那樣。這種成型方法以特別有利的方式尤其與上述陶瓷物料相結合可以產(chǎn)生成型件，其具有特別高的尺寸保持性，并可以特別確定且可重復生產(chǎn)地制造。
[0046]在成型后在另一方法步驟c)中特別緩慢地使成型的物料脫粘以完全排出有機粘合劑體系成分。構件示例地且不受其限制地在水池里面放置10-100小時。在此水溶性有機成分從構件中溶解出來。接著通過后續(xù)的直到240°C的熱局部脫粘進行干燥。在此在構件里面仍有1-3%的有機成分的殘余含量，其還賦予構件足夠的強度，以便使構件無損壞地轉換到燒結爐里面。在燒結爐里面然后進行完全脫粘和燒結。
[0047]最后在方法步驟d)里面燒結脫粘的物料以制成陶瓷構件。在燒結時可以由氧化鋁與玻璃或二氧化硅以空隙填充的方式形成特征結構。根據(jù)燒結溫度、尤其通過選擇高溫還可以在構件表面上構成玻璃燒結皮層，這可以另外有利地影響絕緣強度。
[0048]在此對于專業(yè)人員清楚的是，上述的方法步驟、尤其例如步驟c)和d)可以以適合的順序且任選一起進行。
[0049]通過上述的方法產(chǎn)生陶瓷體，它可以具有兩個相態(tài)，即尤其具有氧化鋁的陶瓷相和主要具有二氧化硅的玻璃相。在此相態(tài)比例可以對應于陶瓷物料構成，或者在制造方法期間變動。
[0050]在此在呈現(xiàn)小于10 μ m范圍的顆粒尺寸和孔隙尺寸的結構時可以達到特別有利的絕緣品質或絕緣強度。此外也可以在使用二氧化硅前體或堿土金屬氧化物前體時保證產(chǎn)生所期望的陶瓷產(chǎn)物。
[0051]但是尤其不以任何方式受局限地可以存在大于或等于50%范圍的氧化鋁或陶瓷相，其中二氧化硅或玻璃相的含量可以小于或等于50%。例如氧化鋁或陶瓷相可以在大于或等于90%至小于或等于95%的范圍，其中二氧化硅或玻璃相的含量可以大于或等于5%至小于或等于10%。在這個實施方式中可以基本上特別有利地保持氧化鋁或純氧化鋁陶瓷的積極特性，但是其中可以特別有利地實現(xiàn)氧化鋁與硅酸鹽玻璃伴生的積極特性。在這個實施方式中尤其可以實現(xiàn)特別高的強度，同時實現(xiàn)優(yōu)異的絕緣品質，還在制造方法中、尤其在壓鑄工藝中特別積極地影響流動行為。
[0052]在此陶瓷可以基本由兩個相態(tài)組成。第一相態(tài)A尤其基本包括氧化鋁，它尤其可以呈現(xiàn)剛石形式的晶態(tài)。第二相態(tài)B是含硅酸鹽玻璃的相態(tài)并因此包括二氧化硅。因此這個相態(tài)至少部分類似玻璃地構成，并且例如可以由二氧化硅、氧化鋁和堿土金屬氧化物和任選由碳酸鹽、尤其碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鍶和滑石組成。在此純示例地且不受限制地，堿土金屬氧化物與二氧化硅的比例可以是30重量％比70重量％至70重量％比30重量％。這一點例如可以通過陶瓷物料的基本組成來調(diào)節(jié)。相態(tài)B的氧化鋁含量尤其對應于燒結溫度并且以相應的溶解行為為基礎而調(diào)整。例如在50比50的氧化硅與氧化鈣比例和1600°C的燒結溫度時在相態(tài)B中的氧化鋁含量調(diào)整為約50%。在冷卻時玻璃狀的相態(tài)B可以部分地結晶。結晶的相態(tài)尤其是含二氧化硅的并因此也滿足減少在陶瓷構件的表面上積聚羥基的功能。
[0053]在一個實施方式范圍里面，陶瓷物料可以在成型前按照方法步驟b)均質化。因此在這個實施方式中可以產(chǎn)生特別均勻的物料，其中特別均勻分布著例如氧化鋁和氧化硅。因此幾乎可以在每個位置上避免積聚水膜，這能夠實現(xiàn)待制造構件特別好的絕緣品質。此外粘合劑與陶瓷組分一起以精細分布的形式呈現(xiàn)，由此實現(xiàn)特別均質的構件，其具有通過該構件恒定的特性。在此可以通過捏合工藝(例如通過雙螺桿捏合機(ZSK)、剪切輥、復式捏合機等)在60°c -220°c的溫度進行均質化。具體地說，由陶瓷物料的所有成分組成的混合物可以在捏合設備中在所 有有機組分的熔化溫度以上分散并且均質化。在從捏合裝置的縫隙(例如噴嘴縫隙)中溢出這樣產(chǎn)生的熔體時可以使產(chǎn)生的陶瓷物料條?；尚K。這些小塊接著在添加用于陶瓷組分的陶瓷粉末以后在壓鑄機或者也在擠出機中塑化和壓鑄或者擠出，如同前面闡述的那樣。在這個實施方式中可以產(chǎn)生特別均勻的粘合劑體系，這也對于待制造的構件實現(xiàn)特別均勻的特性。
[0054]在另一實施方式的范圍里面，通過單點噴射到壓鑄模具里面而導入陶瓷物料。在這個實施方式中尤其可以有利地在模具分界的高度上實現(xiàn)側面單點噴射或者實現(xiàn)旁邊單點噴射。通過這種單點噴射、尤其通過旁邊噴射可以以高度平面性實現(xiàn)高精度且無毛刺的表面。由此能夠無需繁瑣的再加工方法而實現(xiàn)在尺寸保持性方面特別窄公差的構件。此外尤其與兩點或多點噴射相比這種噴射可以有利地在不出現(xiàn)連接縫的情況下充滿模具腔。由此可以阻止陶瓷體的潛在弱點。
[0055]在另一實施方式的范圍里面，所述壓鑄模具在其內(nèi)部可以具有小于10 μ m范圍的表面粗糙度。這種在壓鑄模具內(nèi)部的粗糙度尤其可以是指，尤其在作為壓鑄物料的陶瓷物料可以與壓鑄模具接觸的位置所存在的壓鑄模具的粗糙度。在這個實施方式中可以產(chǎn)生特別平面的或尺寸精確的表面。由此尤其可以對于壓力傳感器實現(xiàn)高精度且可靠的測量。例如通過拋光壓鑄模具(例如模具凸模)可以實現(xiàn)這種光滑的表面。
[0056]在另一實施方式的范圍里面，在方法步驟d)中可以在大于或等于1200°C至小于或等于1900°C的溫度范圍進行燒結。例如可以在1580°C的溫度中并且在I小時的時間實施燒結。通過使用這樣的溫度可以有助于堿土金屬與二氧化硅和氧化鋁反應并且構成熔體。在此選擇足夠低的溫度，以便防止太劇烈的氧化鋁顆粒生長和保證結構的精細度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0057]按照本發(fā)明的主題的其它優(yōu)點和有利實施方式通過【專利附圖】
【附圖說明】并且在下面的描述中解釋。在此要注意，附圖只具有描述性的特征并且不表示以任何形式限制本發(fā)明。其中顯示了:
圖1通過本發(fā)明方法制造的、包括兩個絕緣體的燃燒室壓力傳感器的局部實施方式的示意圖；
圖2通過本發(fā)明方法制造的陶瓷結構的示意圖；
圖3通過本發(fā)明方法制造的絕緣體的實施方式的示意圖；和 圖4按照本發(fā)明制造的陶瓷效果的圖示。
【具體實施方式】
[0058]在圖1中示出燃燒室壓力傳感器10的局部區(qū)域。這種燃燒室壓力傳感器10包括兩個用作壓力凸模的絕緣體12。在此壓力凸模作用于壓電的元件14 (例如石英晶體)上。如果在壓力凸?；蚪^緣體12上施加力(如同通過箭頭18表示的那樣)，壓電元件14可以發(fā)出信號，該信號例如可以通過傳導結構16傳輸?shù)椒治鰡卧Ｔ诖艘环N力例如可以通過由在燃燒室中的壓力而移動的滑動銷釘形成，而另一種力可以通過固定擋塊構成。
[0059]這種絕緣體12尤其是陶瓷體，其具有純示例且不受限制的大于或等于50重量％含量的陶瓷相和純示例且不受限制的小于或等于50重量％含量的玻璃相，其中陶瓷相具有氧化鋁，并且其中玻璃相具有二氧化硅。
[0060]在圖2中示出這種陶瓷材料的結構。在圖2中陶瓷相以A表示，玻璃相以B表示?？梢钥闯?，基本結構由陶瓷材料形成，尤其由氧化鋁形成，而玻璃狀相態(tài)B尤其包括二氧化硅。在此原則上純示例且不受限制地，陶瓷組分或相態(tài)A的含量為大于或等于50重量％，并且玻璃組分或相態(tài)B的含量為小于50重量％。在相態(tài)B中還可以存在堿土金屬和二氧化硅和氧化招。
[0061]此外在圖3中示出絕緣體12的示例。按照圖3，絕緣體12被弄掉棱角并且具有通道20，例如以便可以接納從壓電元件14到分析單元的傳導結構16。
[0062]這種絕緣體12可以如下制造。原料是陶瓷物料，其具有大于或等于50重量％含量的陶瓷組分和小于或等于50重量％含量的玻璃組分，其中陶瓷組分具有氧化鋁，并且其中玻璃組分具有二氧化硅或二氧化硅前體，并且其中還存在堿土金屬氧化物或堿土金屬氧化物前體。在此，所述堿土金屬氧化物前體可以選自碳酸鹽，尤其選自碳酸鈣(石灰)、碳酸鎂、碳酸鍶和滑石，和/或所述二氧化硅前體可以選自石灰和滑石。
[0063]關于在壓鑄物料中存在的粘合劑體系，其可以具有包括下列物質的混合物:聚乙烯醇縮丁醛、至少一種聚丙烯酸酯、至少一種聚乙二醇和至少一種三乙醇胺羧酸酯。
[0064]由陶瓷物料通過包含下列方法步驟的方法可以制造絕緣體12:
a)提供如上所述的陶瓷物料并且任選使該陶瓷物料均質化；b)在壓鑄裝置里面使陶瓷物料成型，例如其中陶瓷物料可以通過單點噴射導入到壓鑄模具里面和/或例如在大于或等于12°C至小于或等于200°C的溫度；
c)使成型的物料脫粘；和
d)燒結已成型且任選脫粘的物料，例如在大于或等于1200°C至小于或等于1900°C范圍的溫度。
[0065]對于按照圖3的絕緣體12，示出單點噴射的插入點22以及壓鑄模具的模具分界24，即為了取出構件而打開模具的構件平面。這個平面不位于頂部或底部平面上(例如在干式壓制時)，而是縮回到構件的上三分之一處。這個措施保證無缺陷且成型精確的、位于上側或下側的功能表面26、28。在壓鑄過程以后可以在打開模具期間剪斷澆口，從而不留下超出高度。在這里在坯態(tài)(即未燒結狀態(tài))中以及在燒結的構件中可能留下的可見的澆口 22不產(chǎn)生干擾。
[0066]在從壓鑄模具中或從型腔中取出以后可以將構件以鋪在板上的散料的形式進行脫粘并且在約1580°C進行燒結，而其中不產(chǎn)生變形。
[0067]圖4說明了這樣制造的絕緣體的改善的絕緣品質的優(yōu)點，在圖4中在X軸上表示不同的材料。在此a)對應于氧化鋁(Al2O3), b)對應于二氧化鈦(TiO2), c)對應于二氧化硅(SiO2),而在Y軸上表示每平方納米上積聚的OH基團的數(shù)量?？梢钥闯觯谙嗤臈l件下二氧化硅的積聚明顯減少。 如上詳細解釋的那樣，由此可以顯著地提高絕緣品質。
【權利要求】
1.用于制造燃燒室壓力傳感器(10)、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器(10)的絕緣凸模(12)的壓鑄方法的陶瓷物料，其具有大于或等于50重量％含量的陶瓷組分和小于或等于50重量％含量的玻璃組分，其中所述陶瓷組分具有氧化鋁，并且其中所述玻璃組分具有二氧化硅或二氧化硅前體，并且其中還存在堿土金屬氧化物或者堿土金屬氧化物前體。
2.如權利要求1所述的陶瓷物料，其中所述堿土金屬氧化物或堿土金屬氧化物前體和二氧化硅或二氧化硅前體為調(diào)整堿土金屬氧化物與二氧化硅的比例的量為30重量％比70重量％至70重量％比30重量％。
3.如權利要求1或2所述的陶瓷物料，其中所述堿土金屬氧化物前體選自碳酸鹽，尤其碳酸鈣(石灰)、碳酸鎂、碳酸鍶和滑石。
4.如權利要求1至3中任一項所述的陶瓷物料，其中所述二氧化硅前體選自滑石和石灰。
5.如權利要求1至4中任一項所述的陶瓷物料，其中存在粘合劑體系，該粘合劑體系具有包含下列物料的混合物:聚乙烯醇縮丁醛、至少一種聚丙烯酸酯、至少一種聚乙二醇和至少一種三乙醇胺羧酸酯。
6.如權利要求5所述的陶瓷物料，其中所述粘合劑體系包含 -大于或等于10%至小于或等于25%的聚乙烯醇縮丁醛； -大于或等于15%至小于或等于35%的聚丙烯酸酯； -大于或等于35%至小于或等于60%的聚乙二醇；和 -大于或等于5%至小于或等于20%的三乙醇胺羧酸酯，其中 上述成分總計小于或等于100%。
7.如權利要求1至6中任一項所述的陶瓷物料在制造燃燒室壓力傳感器(10)、尤其在制造燃燒室壓力傳感器的絕緣體(12)的應用。
8.用于制造燃燒室壓力傳感器(10)、尤其用于制造燃燒室壓力傳感器(10)的絕緣體(12)的陶瓷壓鑄方法，其包括方法步驟: a)提供如權利要求1至6中任一項所述的陶瓷物料； b)在壓鑄裝置里面使陶瓷物料成型； c)使成型的物料脫粘；和 d)燒結成型且任選脫粘的物料。
9.如權利要求8所述的方法，其中在成型前使所述陶瓷物料均質化。
10.如權利要求8或9所述的方法，其中通過單點噴射到壓鑄模具里面導入所述陶瓷物料。
11.如權利要求8至10中任一項所述的方法，其中所述壓鑄模具在其內(nèi)部具有小于IOym范圍的表面粗糙度。
12.如權利要求8至11中任一項所述的方法，其中在方法步驟d)中在大于或等于1200°C至小于或等于190 0°C的溫度范圍進行燒結。
【文檔編號】C04B35/10GK103922704SQ201410011474
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2013年1月11日
【發(fā)明者】M.舒貝特, A.莫克, T.洛伊布爾, I.赫倫 申請人:羅伯特·博世有限公司
相關技術
網(wǎng)友詢問留言
已有0條留言
- 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊！
1