陶瓷物料和陶瓷压铸方法技术

本发明专利技术涉及用于制造燃烧室压力传感器（10）、尤其用于制造燃烧室压力传感器（10）的绝缘凸模（12）的压铸方法的陶瓷物料，其具有大于或等于50重量%含量的陶瓷组分和小于或等于50重量%含量的玻璃组分，其中所述陶瓷组分具有氧化铝，并且其中所述玻璃组分具有二氧化硅或二氧化硅前体，并且其中还存在碱土金属氧化物或者碱土金属氧化物前体。这种陶瓷物料能够制造具有特别好的绝缘能力的绝缘凸模。本发明专利技术还涉及陶瓷压铸方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及用于制造燃烧室压力传感器（10）、尤其用于制造燃烧室压力传感器（10）的绝缘凸模（12）的压铸方法的陶瓷物料，其具有大于或等于50重量%含量的陶瓷组分和小于或等于50重量%含量的玻璃组分，其中所述陶瓷组分具有氧化铝，并且其中所述玻璃组分具有二氧化硅或二氧化硅前体，并且其中还存在碱土金属氧化物或者碱土金属氧化物前体。这种陶瓷物料能够制造具有特别好的绝缘能力的绝缘凸模。本专利技术还涉及陶瓷压铸方法。【专利说明】
本专利技术涉及用于制造燃烧室压力传感器、尤其用于制造燃烧室压力传感器的绝缘凸模的压铸方法的陶瓷物料以及陶瓷压铸方法。
技术介绍
不同的陶瓷由于其特有的材料特殊的特性越来越多地进入到机械制造以及汽车领域、化工领域、电子领域、消费品领域以及通常的微系统和工艺
中。无缺陷的微结构对于这类材料的最大承载性和可靠性是有利的。尤其在汽车领域特别有利的是，可以尽可能无需再加工地以微小的允差和低的成本制造构件。在此越来越多地提供具有功能集成的构件。这意味着，例如在压铸构件里面实现特殊的功能层，例如加热器、电极或者导体带。在此有利地可以直接在成型时施加功能层。用于压铸、尤其陶瓷压铸的材料混合物或体系目前由包含聚合物和蜡基成分的混合物组成。尽管这些体系可能在压铸期间具有好的流变学特性，但是可能在连铸分配时引起连接缝。在此连接缝可能是结构中的削弱位置，因此最好避免将其用于最大负荷。例如在传感器的连接技术中还经常需要绝缘的构件，它们例如可以定位在传感元件与形成外壳的部件之间。这个构件的任务尤其是使实质的传感元件与导电的外壳去耦，由此保证在使用寿命中的信号稳定性。因此期望高的绝缘品质。 由文献EP O 180 230 Al已知一种用于产生包括锆相和堇青石相的多晶体的方法。文献DE 10 2008 054 631 Al描述了一种用于制造测量元件的方法，尤其用于在气体探测器中使用，例如λ探针、氮氧化物探针和温度探测器。文献DE 2 326 086 Al描述了一种电化学探测器,其用于确定废气中、尤其是内燃发动机废气中的氧气含量。由文献DE 199 37 163 Al还已知一种丝网印刷糊料，其用于制造平面的陶瓷元件、尤其用于制造传感元件。
技术实现思路
本专利技术的主题是用于制造燃烧室压力传感器、尤其用于制造燃烧室压力传感器的绝缘体的压铸方法的陶瓷物料，其具有大于或等于50重量％含量的陶瓷组分和小于或等于50重量％含量的玻璃组分，其中所述陶瓷组分具有氧化铝，并且其中所述玻璃组分具有二氧化硅或二氧化硅前体，并且其中还存在碱土金属氧化物或者碱土金属氧化物前体。所述陶瓷物料尤其是压铸物料并且可以有利地适用于制造燃烧室压力传感器或者这种传感器的绝缘体。因此称为陶瓷物料的组分尤其是压铸原料或者预陶瓷物料。所述陶瓷物料具有大于或等于50重量％含量的陶瓷组分和小于或等于50重量％含量的玻璃组分，其中所述陶瓷组分具有氧化铝(Al2O3),并且其中所述玻璃组分具有二氧化硅(SiO2)或二氧化硅前体，由此可以制造具有特别好的绝缘品质的绝缘体、例如绝缘凸模。首先氧化铝已经具有非常高的绝缘电阻，它可以视为陶瓷的基本组分，因为它占有大于或等于50重量％的含量。此外通过在陶瓷物料中二氧化硅的存在可以形成具有含硅酸盐玻璃或含二氧化硅的氧化铝的陶瓷体。由此尤其可以在完成的产品中防止绝缘电阻例如在潮湿气氛下输运时可能下降到允许公差极限以下。这种绝缘电阻下降的原因尤其可能是表面化学机理，它导致可能在空气中在已经成型的构件表面上形成羟基(OH基团)。这些羟基可能在潮湿气氛下实现水膜积聚或有助于水膜积聚。这种环绕的或者粘附的水膜例如与表面污物相结合可能是弱导电性的，并由此导致构件总绝缘电阻的降低。这种在构件表面上的导电膜形成可以通过二氧化硅的存在而避免，因为这种组分由于微小的水积聚趋势而难以形成或者完全防止羟基积聚以及水膜。因此通过上述陶瓷物料制成的陶瓷绝缘体所需的绝缘电阻即使在潮湿的气氛下也可以毫无问题地保持在允许的范围里面。这对于燃烧室压力传感器的部件尤其可以是有利的，因为在这里不能完全排除水分，但是好的绝缘品质是重要的，以便能够保证在燃烧室内部、例如内燃发动机气缸里面准确且可靠的压力测量。由此可以实现特别干净且高效的燃烧。除了显著改善的绝缘品质以外，通过上述陶瓷物料可制成的绝缘体是非常稳定的，因为氧化铝已经具有非常好的稳定性。此外与纯氧化铝相比通过二氧化硅的存在可以明显提高例如在待制成的构件的安装状态中的机械强度。也可以可靠地避免在负荷情况下的固有裂纹和棱边断裂，因为玻璃基质能够愈合或者闭合在烧结期间由工艺引起的微孔或结构缺陷。因此使用上述陶瓷物料所产生的例如用于压力传感器的构件也可以特别有利地在恶劣的环境条件下(尤其在压力、温度和气氛方面)使用。 如上所述，尤其以两种有利的方式可以实现含硅酸盐玻璃的氧化铝或者包含二氧化硅的氧化铝陶瓷的制造。第一种示例的方式包括首先以按照本专利技术的陶瓷物料制造玻璃、尤其在烧结的情况下。为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体，它们尤其在烧结过程中转换成二氧化硅或玻璃。此外可以在陶瓷物料中已经存在玻璃，例如玻璃熔块料，尤其以经研磨的形式。接着可以将其研磨并且与氧化铝混合，然后可以将得到的混合物在接下来的研磨过程中均质化。另一方式是，将所有形成玻璃的原料与氧化铝在共同的研磨过程中粉碎并同时均质化。在两种情况下，例如在滚筒磨碎机中最多24小时范围的湿式研磨可以是适合的。在研磨以后，可以优选但不受局限地然后在喷洒塔中进行干燥。所述陶瓷物料还具有碱土金属氧化物，例如氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化锶(SrO)或者氧化钡(BaO)，或者碱土金属氧化物前体。这些组分有利地可以作为烧结助剂并且以适合的方式控制或者影响烧结过程。在此进而可以直接存在一种或多种碱土金属氧化物，或者其前体。所述前体进而尤其可以在烧结过程中转化成碱土金属氧化物。具体地说，所述碱土金属可以与二氧化硅或者与氧化铝反应而形成其它相，这些相具有比纯二氧化硅或氧化铝更低的熔化温度。因此可以进行例如液相烧结，由此可以降低烧结温度并且可以节省工艺费用。在此选择使用的碱土金属可以确定液相烧结的参数，例如烧结温度、粘度坐寸ο此外所述陶瓷物料可以以公知的方式具有一种粘合剂体系，它基本上可以以对于陶瓷压铸已知的方式构成。所述粘合剂体系可以将陶瓷颗粒粘合起来，并由此对于压铸行为广生积极影响。在一个实施方式的范围里面，所述碱土金属氧化物或碱土金属氧化物前体和二氧化硅或二氧化硅前体可以为调整碱土金属氧化物与二氧化硅的比例的量为30重量％比70重量％至70重量％比30重量％。例如碱土金属氧化物或碱土金属氧化物前体和二氧化硅或二氧化硅前体为调整碱土金属氧化物与二氧化硅的比例的量可以为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。在这里已经可以发现，尤其以这样的组成特别积极地影响烧结行为。具体地说，这样的组成在相图中位于两个不同的相之间的边界上，由此所述玻璃状态可以是非常稳定的。在另一实施方式范围里面，所述碱土金属氧化物前体可以选自碳酸盐，尤其是碳酸钙(石灰)、碳酸镁、碳酸锶和滑石。上述前体尤其是可以低成本获本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造燃烧室压力传感器（10）、尤其用于制造燃烧室压力传感器（10）的绝缘凸模（12）的压铸方法的陶瓷物料，其具有大于或等于50重量%含量的陶瓷组分和小于或等于50重量%含量的玻璃组分，其中所述陶瓷组分具有氧化铝，并且其中所述玻璃组分具有二氧化硅或二氧化硅前体，并且其中还存在碱土金属氧化物或者碱土金属氧化物前体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M舒贝特，A莫克，T洛伊布尔，I赫伦，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE