多孔材料、用于生产多孔材料的粉末、生产多孔材料的方法和组件技术

本发明专利技术涉及一种多孔材料，特别是传感器用铸造化合物，其中，根据本发明专利技术，所述多孔材料，特别是所述铸造化合物在1000℃的温度下具有至少10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔材料、用于生产多孔材料的粉末、生产多孔材料的方法和组件本专利技术涉及一种多孔材料，特别是一种传感器用铸造化合物。本专利技术还涉及一种用于生产多孔材料的粉末，其包括金属氧化物粒子，特别是氧化铝粒子(Al2O3本专利技术)和/或氧化镁粒子(MgO)和/或氧化铍粒子(BeO)。此外，本专利技术涉及一种生产多孔材料的方法，特别是根据本专利技术的多孔材料。此外，本专利技术涉及一种具有涂层和/或包埋于铸造化合物中的组件，其中一或多种涂层和/或铸造化合物是根据本专利技术的多孔材料或根据本专利技术生产的多孔材料。必须保护传感器免受化学侵蚀性//腐蚀性环境的影响。例如，必须保护汽车排气管线中的传感器免受化学侵蚀性环境的影响。包埋于壳体中的传感器必须另外满足耐腐蚀性和/或耐热冲击性和/或耐振动性的要求。基于磷酸盐水泥的铸造化合物是从最新技术中得知的。然而，此类铸造化合物在高温下的导电性增加。此外，磷酸盐水泥具有化学反应性。另外，众所周知，传感器所在的壳体可能是粉末状的。此类传感器实施例的一个缺点是耐热冲击性和耐振动性不足。本专利技术的目的是提供进一步研发的多孔材料，特别是传感器用铸造化合物。多孔材料(特别是铸造化合物)应以使多孔材料(特别是铸造化合物)在高温下具有电绝缘效果的方式进行改进。另外，多孔材料，特别是铸造化合物应对热冲击和振动具有抗性。多孔材料，特别是铸造化合物应优选适合在传感器壳体内使用，其中传感器优选为铂薄膜传感器。另外，本专利技术的另一目的是提供一种用于生产多孔材料，特别是用于生产铸造化合物的粉末。本专利技术的另一目的是提供一种生产多孔材料，特别是传感器用铸造化合物的进一步研发的方法。此外，本专利技术的另一目的是提供一种具有涂层和/或包埋于铸造化合物中的进一步研发的组件，其中一或多种涂层和/或铸造化合物根据本专利技术进一步研发。通过权利要求1的特征，根据本专利技术实现了关于多孔材料的这一目的。关于用于生产多孔材料的粉末，此目的通过权利要求7的特征来实现。关于生产多孔材料的方法，此目的通过权利要求11的特征来实现。关于具有涂层和/或包埋于铸造化合物中的组件，此目的通过权利要求18的特征来实现。本专利技术基于提供多孔材料，特别是传感器用铸造化合物的构思，其中多孔材料，特别是传感器用铸造化合物在1000℃的温度下的比电阻达到至少105Ω·cm，特别是至少106Ω·cm。多孔材料，特别是传感器用铸造化合物的比电阻(RS)优选通过使用根据ASTMD257-07标准的4点测量或2点测量来确定。为此，例如，提供尺寸为20mm×60mm的衬底，例如玻璃。将待测试的多孔材料，特别是传感器用铸造化合物施加到衬底上。各端设有扁平金属条。例如，金属条彼此平行布置，其中间距为10mm。电流源(Keithley2000)连接到两个触点并预先选择电流值。在4点测量的情况下，使用压在金属条上的两个测试尖端和电位计(Hewlett-Packard4355A)测量金属条之间的电势降，并确定表面电阻(surfaceresistance，SR)。在平行生产的层上确定层厚度(d)。以下等式用于比电阻：RS＝SR·d。特别地，铸造化合物不是液体铸造化合物。铸造化合物也可以称为铸造组合物，特别为已经铸造的物质。铸造化合物优选在至少部分固化和/或干燥的状态下。在本专利技术的特别优选的实施例中，铸造化合物是陶瓷铸件。铸造化合物在1000℃的温度下的高比电阻意味着，例如，即使在排气管线中普遍的高温下，传感器仍会产生精确的测量值。多孔材料可包括金属氧化物，特别是氧化铝(Al2O3)和/或氧化镁(MgO)和/或氧化铍(BeO)。多孔材料的特征优选在于孔相互连接并形成渗滤系统。此类金属氧化物或此类金属氧化物的混合物相对于铂是化学中性的，因此本专利技术多孔材料可特别用作铂传感器用铸造化合物。多孔材料可包括高纯度氧化铝，其中氧化铝(Al2O3)的纯度程度达到至少99.99％。多孔材料尤其优选仅由高纯度氧化铝(Al2O3)组成，其中氧化铝(Al2O3)的纯度程度达到至少99.99％。此类纯氧化铝确保了非常好的电绝缘。以多孔材料的总重量计，多孔材料的碳(C)含量优选小于1000ppm，特别小于500ppm，特别小于250ppm，特别小于100ppm。另外，以多孔材料的总重量计，选自由以下组成的群组的一种元素：锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铟(In)、铊(Tl)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、锌(Zn)、镉(Cd)、银(Ag)和汞(Hg)的量占小于100ppm。以多孔材料的总重量计，前述群组中的几种元素优选构成小于1000ppm的总量。换句话说，选自上述群组的个别元素的量小于100ppm。如果存在几种选自上述群组的元素，则以多孔材料的总重量计，所有元素的总和的量小于1000ppm。材料的孔隙率D优选为25％至50％。多孔材料的孔体积优选为0.05cm3/g至0.5cm3/g。在尤其优选的实施例中，孔隙率尤其优选为35％，孔体积为0.14cm3/g。孔隙度和/或孔体积优选通过汞孔隙率测定法来确定。优选使用来自Porotec公司的设备进行汞孔隙率测定(低压范围中的140帕斯卡，高压范围中的440帕斯卡)。根据DIN66133标准，通过压汞确定固体的孔体积分布和比表面积。在测量之前，多孔材料的各层优选在200℃下加热约1小时。多孔材料可另外具有50至150nm的孔径d50。换句话说，孔径的d50值(中值)可为50至150nm。在特别优选的具体实施例中，孔径的d50值为88nm。孔径，特别是d50值(中值)的确定优选通过如已描述的汞孔隙率测定法来执行。另外，能够通过显微法确定这一值。多孔材料的热膨胀系数可以在6·106/K至15·106/K的范围内。换句话说，多孔材料的热膨胀系数优选为6.5·106/K至15·106/K。在本专利技术的另一具体实施例中，热膨胀可以达到6.5·106/K至8.5·106/K。例如，通过膨胀测定法来确定热膨胀。另外，多孔材料的3点弯曲强度优选为20N/mm2。在本专利技术的特别优选的具体实施例中，3点弯曲强度为46N/mm2。特别体现为传感器用铸造化合物的多孔材料结合了几个优点。因此，多孔材料提供了非常好的电气安装。此外，多孔材料具有高强度。多孔材料的多孔微结构另外允许向传感器供氧。此外，多孔材料相对于铂是化学中性的，并且吸收例如可以从保护套管中发出的金属和金属氧化物蒸汽。由于所用材料的纯度，特别是所用铝的纯度，实现了传感器，特别是铂传感器的较低中毒。由于材料的多孔性，可以实现过滤功能。多孔材料，特别是传感器用铸造化合物，特别是烧制或烧结材料。本专利技术的另一方面涉及用于生产多孔材料的粉末。特别地，本专利技术的这一方面涉及用于生产根据本专利技术的多孔材料的粉末。所述粉末包括金属氧化物粒子，特别是氧化铝粒子(Al2O3)和/或氧化镁粒子(MgO)和/或氧化铍粒子(BeO)。根据本专利技术，粉末包括至少两个粒子级分(particlefraction)，特别是至少三个粒子级分，其中各粒子级分的粒度d50具有不同值。粒度d50为中值。在特别优选的具体实施例中，粉末具有高纯度氧化铝(Al2O3)，其中氧化铝(Al2O3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔材料，特别是传感器用铸造化合物，其特征在于在1000℃的温度下，比电阻为至少10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.16 DE 102016115183.11.一种多孔材料，特别是传感器用铸造化合物，其特征在于在1000℃的温度下，比电阻为至少105Ω·cm，特别是至少106Ω·cm。2.根据权利要求1所述的多孔材料，其特征在于这种金属氧化物特别包括氧化铝(Al2O3)和/或氧化镁(MgO)和/或氧化铍(BeO)。3.根据权利要求1或2所述的多孔材料，其特征在于这种材料含有高纯度氧化铝(Al2O3)，特别是由高纯度氧化铝(Al2O3)组成，其中所述氧化铝(Al2O3)的纯度达到至少99.99％。4.根据权利要求1至3所述的多孔材料，其特征在于以所述多孔材料的总重量计，所述多孔材料的碳C含量小于1000ppm，特别是小于500ppm，特别是小于250ppm，特别是小于100ppm。5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的多孔材料，其特征在于所述材料的孔隙率D达到25％至50％和/或孔体积达到0.05cm3/g至0.5cm3/g，其中所述孔隙率和/或所述孔体积通过汞孔隙率测定法来确定。6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的多孔材料，其特征在于孔径d50为50至150nm。7.一种用于生产多孔材料、特别是根据权利要求1至6中任一权利要求所述的多孔材料的粉末，其包括金属氧化物粒子，特别是氧化铝粒子(Al2O3)和/或氧化镁粒子(MgO)和/或氧化铍粒子(BeO)，其特征在于所述粉末具有至少两个粒子级分，特别是至少三个粒子级分，其中各别粒子级分的粒度d50具有不同值。8.根据权利要求7所述的粉末，其特征在于第一粒子级分的粒度d50为10nm至1000nm且第二粒子级分的粒度d50为0.5μm至50μm。9.根据权利要求8所述的粉末，其特征在于第三粒子级分的粒度d50为30μm至120μm。10.根据权利要求7至9中任一权利要求所述的粉末，其特征在于所述金属氧化物粒子的粒径d...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·迭蒂曼，K·温兰德，M·津凯维奇，
申请(专利权)人：贺利氏传感器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE