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Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Verbundkörpers aus Molybdänsilizid
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von gesinterten Silizidkörpern auf pulver- metallurgischem Wege aus einem pulverförmigen, im wesentlichen aus Molybdändisilizid bestehenden
Material, wobei sie, näher bestimmt, in erster Linie den Zweck verfolgt, eine die Rekristallisation verhindernde keramische Schicht an den Korngrenzen zu erzeugen.
Die Patentschrift Nr. 212575 hat zum Gegenstand, eine verbesserte Festigkeit durch den Einbau von Quarz- glasfasern, die eine Art Armierung darstellen, zu erzielen. Praktische Versuche haben aber ermittelt, dass die Quarzglasfasern, deren Wärmeausdehnungskoeffizient nur ungefähr ein Zehntel desjenigen des Molybdänsilizids ist, Wärmespannungen im Körper hervorrufen können und, wenn sie sich an gewissen Stellen anhäufen, sogar eine Herabsetzung der Festigkeit mit sich bringen können.
Im Gegensatz dazu nützt die Erfindung die Eigenschaften von gewissen quellfähigen Tonen aus, die das Mineral Bentonit enthalten, oder von andern quellfähigen Tonen der Montmorillonit-Gruppe, wie z. B. Beidellit und Saponit, während anderseits irgendwelche Quarzglasfasern nicht zugesetzt werden. Wenn in der folgenden Beschreibung von Bentonit gesprochen wird, sollen darunter auch diese andern quellfähigen Tone der Montmorillonit-Gruppe mit einbegriffen sein. Bentonit in trockenem Zustand liegt in der Form von geschichteten Gebilden oder Stapeln aus ausserordentlich dünnen Kristallblättchen vor. Wenn Bentonit mit Wasser oder andern Flüssigkeiten mit einer hohen Dielektrizitätskonstante vermischt wird, dringen Flüssigkeitsmoleküle zwischen die Blättchen und verursachen dadurch eine Trennung derselben.
Es ruft dies eine Quellung des Bentonits hervor, welche eine ausserordentlich hohe plastische Formbarkeit ergibt. Die keramische Industrie nützt seit langer Zeit diese plastische Formbarkeit zur Herstellung von Formkörpern aus mageren keramischen Materialien, wie z. B. Siliziumkarbid, Quarz u. a., aus. Gemäss der Erfindung wird ein fein verteiltes Pulver aus Molybdändisilizid mit einer Menge von 0,2 bis 2Wo gequollenem Bentonit vermischt. Das so erhaltene Erzeugnis kann dann durch übliche pulvermetallurgische oder keramische Verfahren, wie z. B. Spritzen, Pressen oder Spritzgiessen, verformt und die erhaltenen Formkörper danach gesintert werden. Die Sinterung muss bei einer den Schmelzpunkt des Bentonits übersteigenden Temperatur vorgenommen werden.
Am zweckmässigsten soll die Sinterung bei einer Temperatur stattfinden, die erforderlich ist, um ein hochdichtes Produkt zu ergeben.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, ein möglichst fein verteiltes Ausgangsmaterial, vorzugsweise mit Korngrössen, die 1-10 Mikron kaum übersteigen, zu verwenden. Die Bentonitmenge soll umso grösser gewählt werden, je kleiner die Korngrössen des Molybdändisilizids sind.
Die Sinterung einer Mischung von bis etwa 5 Mikron feingemahlenem Molybdändisilizid, Moisi2, mit rund 5 Gew. -0/0 gequollenem Bentonit bei 16000C ergab ein technisch sehr wertvolles, hitzebeständiges und oxydationsbeständiges Produkt. Dieses weist im Vergleich zu reinem MoSi verschiedene vorteilhafte Eigenschaften auf, wie z. B. Plastizität bei hohen Temperaturen, sehr geringes Kornwachstum und Schweissbarkeit. Die mechanische Festigkeit eines aus MoSiz und Bentonit hergestellten, gesinterten Materials ist ungefähr doppelt so gross als die von reinem Molybdändisilizid. Je nach der Menge Bentonit und der Korngrösse kann somit in dem oben besprochenen Beispiel die Festigkeit von 20 kg/mmz bei reinem MoSiz bis auf 40 oder 60 kg/mm2 erhöht sein.
Der Trockengehalt an Bentonit sollte im allgemeinen zwischen 0,2 und 2calo des Ausgangsmaterials
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