CH653662A5

CH653662A5 - Siliciumcarbidfaserverstaerkter keramikverbundstoff.

Info

Publication number: CH653662A5
Application number: CH642/83A
Authority: CH
Inventors: John Joseph Brennan; Karl Michael Prewo
Original assignee: United Technologies Corp
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1986-01-15
Also published as: FR2521128A1; GB8303080D0; IT1175913B; US4410635A; GB2114620A; DE3303295A1; ATA36883A; GB2114620B; JPH0348157B2; AT385502B; JPS58145668A; DE3303295C2; FR2521128B1; IT8319425A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf faserverstärkte Verbundstoffe.

Wegen der Knappheit und des steigenden Preises vieler herkömmlicher warmfester Metalle für Bauzwecke wird kein Metall enthaltenden Verbundstoffen als Ersatz für herkömmliche warmfeste, Metall enthaltende Materialien zunehmende Aufmerksamkeit gewidmet. Die Verwendung von Metall ersetzenden, hochfesten, faserverstärkten Kunstharz- und sogar hochfesten, faserverstärkten Metallmatrixverbundstoffen hat den Punkt kommerzieller Akzeptanz bei Produkten erreicht, die von Sportartikeln bis zu Bauteilen von modernen Düsenflugzeugen reichen. Eines der grossen Probleme bei diesen Verbundstoffen ist bislang jedoch deren maximale Gebrauchstemperatur. Obgleich grosse Anstrengungen unternommen worden sind, die Gebrauchstemperatur zu erhöhen, beispielsweise durch Verwendung von Verbundstoffen wie graphitfaserverstärktem Glas und aluminiumoxidfaserverstärktem Glas, gibt es immer noch viel Raum für Verbesserungen. Obgleich beispielsweise der graphitfaserverstärkte Glasverbundstoff hohe Festigkeits-, Dauerfestigkeits- und Bruchzähigkeitswerte aufweist, tritt bei ihm bei erhöhten Temperaturen eine nachteilige Faseroxidation auf. Obgleich Verbundstoffe wie aluminiumoxidfaserverstärk-tes Glas bei hohen Temperaturen oxidationsbeständig sind, sind die Gesamtfestigkeits- und -zähigkeitswerte, die bei diesen Verbundstoffen erzielbar sind, kleiner als sie beispielsweise bei einem graphitfaserverstärkten Glassystem möglich sind. Benötigt wird demgemäss ein Verbundstoff mit hoher Festigkeit, hoher Bruchzähigkeit und grosser Oxidationsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Festigkeits-, Bruchzähig-keits- und Oxidationsbeständigkeitsprobleme zu lösen, die bei bekannten Verbundstoffen vorhanden sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung mit unterbrochenen Siliciumcarbidfasern verstärkte Keramikverbundstoffe, die eine hohe Festigkeit, eine hohe Bruchzähigkeit und eine hohe Oxidationsbeständigkeit selbst bei erhöhten Temperaturen haben.

Die hochfesten Verbundstoffe nach der Erfindung, in denen die unterbrochenen Siliciumcarbidfasern in im wesentlichen ebener, willkürlicher Ausrichtung in der Keramikmatrix verlegt sind, haben Festigkeits- und Bruchzähigkeitseigenschaften, die besser sind als die der Keramikmatrix, und zwar selbst bei erhöhten Temperaturen von über 800°C und sogar über 1000°C.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher beschrieben.

Ein Glas, das in eine Keramik umgewandelt werden kann, ist das ideale Matrixmaterial zum Herstellen der Verbundstoffe nach der Erfindung. Während der Verbundstoffverdichtung wird die Matrix im glasartigen Zustand gehalten, wodurch eine Faserbeschädigung vermieden und die Verdichtung unter geringer Druckbeaufschlagung gefördert wird. Nach der Verdichtung zu der gewünschten Faser/Matrix-Konfiguration kann die glasartige Matrix in den kristallinen Zustand überführt werden, wobei der Grad und das Ausmass der Kristallisation durch die Matrixzusammensetzung und das benutzte Wärmebehandlungsprogramm kontrolliert werden. Es könnte zwar eine Vielfalt von Gläsern auf diese Weise benutzt werden, eine strikte Beschränkung der Menge und der Aktivität von in dem Glas vorhandenem Titan ist jedoch von ausschlaggebender Bedeutung. Wenn Titandioxidkeimbildungsmittel benutzt werden, müssen diese demgemäss inaktiviert oder unter 1 Gew.-% gehalten werden. Das kann erreicht werden, indem einfach ein anderes Keimbildungsmittel, wie beispielsweise Zirkoniumdioxid, statt des herkömmlichen Titandioxids benutzt wird oder indem ein Mittel, wie beispielsweise Blei, zugesetzt wird, um die Reaktivität des Titandioxids gegenüber der Siliciumcarbidfaser abzudecken. In jedem Fall ist es jedoch notwendig, die Auswirkungen des Titandioxids auf die Siliciumcarbidfaser entweder zu eliminieren oder abzudecken, um einen Verbundstoff mit den beschriebenen verbesserten Eigenschaften zu erzielen. Es wird angenommen, dass dieses Problem auf die Reaktivität des Titans gegenüber der Siliciumcarbidfaser zurückzuführen ist. Herkömmliches Lithiumaluminosilicat ist zwar die bevorzugte Glaskeramik, andere herkömmliche Glaskeramiken, wie Aluminosilicat, Magnesiumaluminosilicat, Bariumaluminosilicat und Kombinationen derselben können jedoch benutzt werden, solange das Keramikmatrixmaterial titanfrei ist. Mit titanfrei ist gemeint, dass die Zusammensetzung weniger als etwa 1 Gew.-% Titan oder zusätzliche Komponenten (wie beispielsweise Blei), die die Reaktivität des Titans gegenüber den SiC-Fasern abdecken oder inaktivieren, enthält. Es hat sich ausserdem gezeigt, dass die Reaktivität des Titans und dessen nachteilige Auswirkungen auf den Verbundstoff durch eine Kombination aus geringerer Titandioxidkeimbildungsmittelkonzentra-tion und niedrigeren Warmpresstemperaturen verringert werden können, z.B. mit einer Glaskeramikzusammensetzung mit weniger als 2 Gew.-ff/o Titandioxid, warmgepresst bei Temperaturen unter etwa 1100°C. ZrOi ist, wie oben erwähnt, ein bevorzugter Ersatz für das Titandioxidkeimbildungsmittel in Mengen bis zu etwa 5 Gew.-%, ohne dass nachteilige Auswirkungen auf die Eigenschaften des Verbundstoffes hervorgerufen werden. Andere Keimbildungsmittel eignen sich ebenfalls als Ersatz für das Titandioxid. Es sei angemerkt, dass im allgemeinen das Ausgangsglaskeramikmaterial im glasartigen Zustand in Pulverform erhalten weren kann. Wenn jedoch das Keramikmaterial in kristalliner Form erhalten wird, wird es notwendig sein, das Material zu schmelzen, um es in den glasartigen Zustand zu überführen, es erstarren zu lassen und anschliessend zu einem Pulver zu zerkleinern, vorzugsweise mit einer Teilchengrösse bis zu etwa 0,044 mm. Ein wichtiger Teil der Erfindung ist, Glaskeramikmatrixmaterial so wie das oben beschriebene zu wählen, das (in Kombination mit den SiC-Fasern) in dem glasartigen Zustand verdichtet werden kann, und zwar bei einer Visko5

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sität, die niedrig genug ist, um die vollständige Verdichtung zu gestatten, mit anschliessender Umwandlung in einen im wesentlichen vollständigen kristallinen Zustand, was einen Verbundstoff mit einer Gebrauchstemperatur von über 1000°C ergibt. Es ist ausserdem möglich, das kristalline Ausgangspulver während der Vorwärmbehandlung vor der Druckbeaufschlagung zur Verdichtung in den glasartigen Zustand zu überführen.

Jedes Siliciumcarbidfasersystem mit der erforderlichen Festigkeit kann benutzt werden, obgleich ein mehrfädiges Silici-umcarbidgarn mit einem mittleren Fadendurchmesser von bis zu 50 [im bevorzugt wird und ein Garn mit einem mittleren Fadendurchmesser von 5 bis 50 (im besonders bevorzugt wird. Die Nippon Carbon Company, Japan, stellt ein solches Garn mit etwa 250 Fasern pro Seil und einem mittleren Faserdurchmesser von etwa 10 um her. Die mittlere Festigkeit der Faser beträgt ungefähr 2000 MPa (300,000 psi), und sie hat eine Gebrauchstemperatur von bis 1500°C. Das Garn hat eine Dichte von ungefähr 2,7 g/cm3 und einen Elastizitätsmodul von ungefähr 221 GPa (32 x 106 psi), Die Fasern werden durch irgendeine herkömmliche Vorrichtung auf Papierlänge (z.B. etwa 1,0 bis etwa 3,0 cm) zerhackt und durch herkömmliche Papierherstellverfahren zu Blättern geformt. Die Siliciumcarbidfaser ist in dem Verbundstoff in einer Menge von etwa 15 bis etwa 50 VoL-% vorhanden.

Das Siliciumcarbidpapier, das bei den Proben nach der Erfindung benutzt wurde, war zwar isotrop gelegt, d.h. mit im wesentlichen gleicher Faserzahl in der Ebene in jeder Richtung, die Faserlegung kann jedoch in Vorbereitung auf einen Gegenstand, wenn bekannt ist, dass dieser Gegenstand eine Spannung hauptsächlich in einer einzigen Richtung empfängt, in einer besonderen Richtung in der Ebene begünstigt werden. Damit jedoch die verbesserten Eigenschaften der Verbundstoffe nach der Erfindung gewährleistet sind, sollte diese begünstigte Legung etwa 90% der gesamten Faserlegung nicht überschreiten, die Fasern sollten eben gelegt werden, und die mittlere Faserlänge sollte vorzugsweise etwa 1 bis etwa 3 cm betragen.

Die Verbundstoffe nach der Erfindung werden vorzugsweise hergestellt, indem das hergestellte Papier auf die gewünschte Verbundstofform zugeschnitten wird, woran sich das Entfernen des für die Papierherstellung benutzten Bindemittels an-schliesst, beispielsweise durch Eintauchen in ein Lösungsmittel oder durch Berühren jeder Lage mit einer Bunsenbrennerflamme, um das Bindemittel zu verbrennen. Die Lagen werden dann entweder in eine Aufschlämmung der Glaskeramik eingetaucht oder einfach mit Schichten pulverisierter Glaskeramik gestapelt, wobei die Schichten pulverisierter Glaskeramik ausreichen, um die Zweichenräume zwischen den Lagen im wesentlichen zu füllen, und jeweils zwischen die Lagen eingebracht werden. Die so gebildeten Gegenstände werden dann bei erhöhter Temperatur warmgepresst, um die Verbundstoffe herzustellen.

Das Verfahren zum Herstellen des Verbundstoffes ist für das Erzielen der beschriebenen verbesserten Eigenschaften ebenfalls wichtig. Die Keramikbestandteile werden im allgemeinen in Pulverform (vorzugsweise mit einer Teilchengrösse bis zu etwa 0,044 mm) im glasartigen Zustand (nichtkristalliner Form) erhalten und in diesem Pulverzustand mit den Siliciumcarbidfasern durch Warmpressfestigung kombiniert. Nach der Verdichtung wird der Verbundstoff ausreichend lange auf einer ausreichenden Temperatur gehalten, um die nichtkristalline Keramik durch kontrollierte Keimbildung und kontrolliertes Wachstum der kristallinen Phasen in den kristallinen Zustand umzuwandeln.

Die Verarbeitungsparameter und die Zusammensetzung des Materials, das benutzt wird, können in Abhängigkeit von dem Endzweck des Gegenstands stark variieren. Es ist zwar nicht notwendig, die Lagen in irgendeiner besonderen Richtung zu legen, es hat sich jedoch herausgestellt, dass die besten Festigkeitseigenschaften erzielt werden, wenn jede einzelne Lage in derselben Richtung gelegt wird, d.h. wenn alle Lagen während des Legens so ausgerichtet werden, dass ihre ursprüngliche Ausrichtung bezüglich der Papierrollachse beibehalten wird.

Das bevorzugte Verfahren zum Herstellen der Gegenstände 5 nach der Erfindung ist das Warmpressen des Gemisches aus Siliciumcarbidfasern und nichtkristallinem Keramikpulver, wie oben erwähnt. Dieses Verfahren ergibt eine besondere Entwurfsflexibilität hinsichtlich des Ausrichtens der Fasern,

und die durch dieses Verfahren hergestellten Blätter eignen sieh io besonders zum Warmpressen in die gewünschten Formen. Ein exemplarisches Verfahren beinhaltet das kontinuierliche Abwickeln einer Rolle Siliciumcarbidpapiers von einer Trommel mit mässiger Geschwindigkeit und das Hindurchleiten dieser Fasern durch eine Aufschlämmung aus der pulverisierten Kera-15 mik, einem Lösungsmittel und einem Weichmacher zum Tränken der Blätter. Die getränkten Blätter können dann wieder auf eine grössere rotierende Trommel aufgewickelt werden. Eine Aufschlämmungszusammensetzung kann beispielshalber aus 40 g pulverisierter Glaskeramik und 780 ml Propanol bestehen. 20 Eine andere Zusammensetzung kann aus 85 g Glaskeramik und 200 g Propanol, 10 g Polyvinylalkohol und 5 Tropfen (ungefähr 1 cm3) eines Netzmittels, wie beispielsweise Tergitol® bestehen. Die Aufnahmetrommel wird vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von einer Umdrehung pro Minute oder einer 25 linearen Geschwindigkeit von 1,52 m/min gedreht. Überschüssige Glaskeramik und überschüssiger Feststoff können entfernt werden, indem ein Quetscher während des Aufwickeins gegen die Trommel gedrückt wird. Die gemahlene Keramik hat vorzugsweise eine derartige Teilchengrösse, dass 90% derselben 30 durch ein Sieb hindurchgehen, das eine Öffnungsgrösse bis zu 0,044 mm hat. Das so getränkte Band wird dann getrocknet, und zwar entweder bei Umgebungstemperatur oder mit einer Strahlungswärmequelle, um das Lösungsmittel zu entfernen.

35 Im Anschluss an das Tränken werden die Blätter von der Trommel abgenommen und in Streifen geschnitten, um sie den Abmessungen des herzustellenden Gegenstands anzupassen. In einem wichtigen Verfahrensschritt wird dann der zusammengesetzte Verbundstoff entweder unter Vakuum oder in einem In-40 ertgas, wie beispielsweise Argon, in Metallformen, die mit kolloidalem Bornitrid überzogen sind, oder in Graphitformen, die mit Bornitridpulver besprüht sind, bei Drücken von 6,9-13,8 MPa (1000-2000 psi) und bei Temperaturen von 1100-1500°C warmgepresst. Die Warmpresszeit wird in Abhängigkeit von 45 dem Verbundstoffaufbau zwar variieren, im allgemeinen wird sie jedoch zwischen etwa 10 min und 1 h liegen. Zuätzliches Glas, ebenfalls in Pulverform, kann jeweils zwischen die Schichten beim Legen derselben eingefügt werden. Der Gehalt an SiC-Fasern in dem Verbundstoff beträgt vorzugsweise etwa 50 15 bis etwa 50 Vol.-%. Die Form kann ausserdem gerüttelt werden, um eine gleichmässige Verteilung des Keramikpulvers über den gelegten Faseroberflächen zu gewährleisten. Das Verarbeiten durch Beginnen mit dem Matrixmaterial im glasartigen Zustand, um die Verbundstoffverdichtung durch Warmpressen zu 55 gestatten, und durch anschliessendes Umwandeln der Keramik in den kristallinen Zustand trägt weitgehend zu den überlegenen Eigenschaften des sich ergebenden Verbundstoffes bei. Wenn es sich nach dem Warmpressen herausstellt, dass ein nennenswerter Anteil des Keramikmatrixmaterials sich im glasartigen Zu-60 stand befindet, kann eine weitere Wärmebehandlung notwendig sein, um die Matrix für eine optimale Leistungsfähigkeit bei hoher Temperatur im wesentlichen vollständig zu kristallisieren. Es wird zwar bevorzugt, dass das Keramikmatrixmaterial im vollständig keramischen Zustand vorliegt, akzeptable Verbundes stoffeigenschaften sind jedoch selbst dann erzielbar, wenn ein Teil der Keramikmatrix in dem Verbundstoff im glasartigen Zustand bleibt, z.B. bis zu 25 Gew.-%.

Auf der Basis der Zusammensetzung des Matrixmaterials,

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der besonderen Faserverstärkung und des Verfahrens zum Herstellen des Verbundstoffes wird ein Gegenstand mit ausserge-wöhnlich hoher Festigkeit, Bruchzähigkeit und Oxidationsbeständigkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen, erzielt.

Die obige Verfahrensbeschreibung und das unten angegebene Beispiel zeigen, dass die Verbundstoffe nach der Erfindung viel leichter herstellbar sind als Verbundstoffe mit durchgehenden Fasern. Die besondere Sorgfalt, die erforderlich ist, wenn durchgehende Fasern gelegt werden, ist hier nicht notwendig. Weiter ist es bekannt, dass sich in Verbundstoffen, die durchgehend verlegte Fasern enthalten, Mikrorisse parallel zu der Faserlänge ausbilden können, wenn sie zu sammengedrückt werden, was zur Bildung von Kanälen und zur Fluidleckage führen kann. Wegen der unterbrochenen Ausrichtung der Fasern bei dem Verbundstoff nach der Erfindung ist das nicht möglich. Es ist ausserdem bemerkenswert, dass Keramikverbundstoffe, die mit durchgehenden Siliciumcarbidfasern verstärkt sind, zwar Werte der Zugdehnung bis zum Reissen (tensile strain to failu-re) in der Grössenordnung von 0,1 bis 0,3% haben, dass die Verbundstoffe nach der Erfindung, die mit unterbrochenen Fasern verstärkt sind, jedoch Werte über 0,6% haben dürften.

Beispiel

Siliciumcarbidfasern wie die oben beschriebenen, die von der Nippon Carbon Company geliefert wurden, wurden in Stücke von etwa 2,0 cm Länge zerhackt und zu papierartigen Blättern verarbeitet (durch die International Paper Co.), die etwa 5 bis 10 Gew.-% eines Polyesterbindemittels enthielten und dann in einzelne Stücke von etwa 6,99 cm mal 1,59 cm zerschnitten wurden. Das Bindemittel wurde entfernt, indem jede Lage über eine Bunsenbrennerflamme gehalten wurde, um das Bindemittel zu verbrennen. Die Lagen wurden dann in eine Aufschlämmung aus Lithiumaluminosilicatglaskeramikpulver (im wesentlichen das gleiche wie Corning 9608, wobei aber ZrÜ2 den TiOî-Keimbildungszusatz des 9608 aus den oben angegebenen Gründen ersetzte) in Propanol eingetaucht. Eine exemplarische Aufschlämmungszusammensetzung bestand aus 40 g pulverisierter Glaskeramik in 780 ml Propanol. Vorzugsweise wird die Glaskeramik gemahlen, so dass 90% von ihr durch ein Sieb mit einer Öffnungsgrösse von bis zu 0,044 mm hindurchgehen. Die so getränkten Faserstücke können dann entweder an Luft getrocknet oder mit einer Strahlungswärmequelle, wie beispielsweise einem Heizgebläse, getrocknet werden, um das Lösungsmittel zu entfernen. Ebenso ist es nicht notwendig, die unterbrochenen Fasern in die gewünschte Form zu schneiden, bevor der Verbundstoff hergestellt wird, sie können aber nach der Tränkung mit der Glaskeramik so zugerichtet werden. Die sich ergebenden getränkten Papiere wurden etwa 50 Schichten hoch in einer Form zur Festigung bei erhöhter Temperatur gestapelt. Die Festigung durch Warmpressen wurde bei 1450°C bei einem Druck von etwa 6,9 MPa (1 x 103 psi) während etwa 15 min in inerter Atmosphäre (Vakuum und Argon) ausgeführt. Die sich ergebenden Verbundstoffe enthielten etwa 40 Vol.-% Siliciumcarbidfasern, und der Rest bestand aus Lithiumaluminosilicatkeramik. Die Proben waren etwa 1,78 mm dick.

Überlegene Festigkeit, Reissdehnung (failure strain), Isotropie in der Ebene (für isotrop gelegte Fasern), Fluidundurchläs-sigkeit, Bruchzähigkeit, Verschleissfestigkeit, Verformbarkeit,

maschinelle Bearbeitbarkeit und einfache Herstellbarkeit sind Schlüsseleigenschaften, die die Verbundstoffe nach der Erfindung von den bekannten unterscheiden. Dreipunktbiegefestig-keitstests wurden durchgeführt, um die Überlegenheit dieser Eigenschaften bei den Verbundstoffen nach der Erfindung zu demonstrieren. Bei den Dreipunktbiegetests hatten die getesteten Proben eine Grösse 5,5 cm X 0,5 cm X 0,2 cm. Alle Proben wurden vorher an der Oberfläche mit einem Diamantschleifrad geschliffen, um überschüssige Oberflächenglaskeramik, die aus der Fertigung resultiert, zu entfernen. Bei den drei getesteten Proben wurden Biegefestigkeitswerte von 162 MPa, 166 MPa bzw. 169 MPa (23,6 x 103 psi, 24,1 X 103 psi bzw. 24,6 X 103 psi) und Biegemodulwerte von 87 GPa, 90 GPa bzw. 89 GPa (12,7 X 106psi, 13,1 x 106 psi bzw. 13,0 x 106 psi) aufgezeichnet. Weiter wird erwartet, dass diese Werte bei erhöhten Temperaturen (z.B. über 800°C und sogar über 1000°C) in einer oxidierenden Atmosphäre erhalten bleiben. Das ist einer der Hauptvorteile, den die Verbundstoffe nach der Erfindung gegenüber ähnlich aufgebauten graphitfaserverstärkten Verbundstoffen haben, bei denen diese Festigkeiten unter diesen Bedingungen nicht erhalten bleiben würden. Es sei beispielsweise Sp. 8, Z. 60 ff der US-PS 4 263 367 beachtet, wo die Probleme beschrieben sind, die bei durch unterbrochene Graphitfasern verstärkten Verbundstoffen bei Wärmebeaufschlagungstests in einer oxidierenden Umgebung auftreten.

Es ist besonders bemerkenswert, dass selbst nach anfänglichem Brechen die Verbundstoffe nach der Erfindung einen wesentlichen Bruchteil ihrer ursprünglichen Festigkeit vor dem Test behalten. Diese Bruchfestigkeit, selbst in Gegenwart einer begonnenen Beschädigung , ist ein deutlicher Unterschied zu der Sprödigkeit herkömmlicher Keramikgegenstände.

Die verstärkten Keramiken nach der Erfindung sind in Umgebungen besonders brauchbar, wo Oxidationsbeständigkeit, hohe Festigkeit und Zähigkeit erforderlich sind, und sind speziell an diese Eigenschaften in einer Hochtemperaturumgebung (z.B. über 1000°C und sogar, bei zusätzlicher Matrixmodifizierung, bei über 1200°C), wie beispielsweise in einem Gasturbinentriebwerk oder in einem Verbrennungsmotor sowie in warmfesten Keramikbauteilen, anpassbar.

Weiter ist festgestellt worden,

— dass der Keramikverbundstoff nach der Erfindung eine Biegefestigkeit von über 68,8 MPa (10,000 psi) bei Temperaturen über 800°C in einer oxidierenden Umgebung hat;

— dass der Keramikverbundstoff nach der Erfindung eine Biegefestigkeit von mehr als 138 MPa (20,000 psi) bei Temperaturen über 800°C in einer oxidierenden Umgebung hat;

— dass der Keramikverbundstoff nach der Erfindung eine Bruchzähigkeit von über 3 MPa/m1/2 bei Temperaturenb bei über 800°C in einer oxidierenden Umgebung hat; und

— dass der Keramikverbundstoff nach der Erfindung eine Bruchzähigkeit von über 5 MPa/m1/2 bei Temperaturen über 800°C in einer oxidierenden Umgebung hat.

Der oben und in den Ansprüchen verwendete Begriff «Bruchzähigkeit» ist ein Mass für den Widerstand des Materials gegen die Ausbreitung eines bereits vorhandenen Risses oder Sprunges und kann auch als Faktor der kritischen Spannungsintensität bezeichnet werden.

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PATENTANSPRÜCHE

1. Siliciumcarbidfaserverstärker Keramikverbundstoff, gekennzeichnet durch hochfeste und einen hohen Elastizitätsmodul aufweisende, unterbrochene Siliciumcarbidfasern, die in im wesentlichen ebener, willkürlicher Ausrichtung in einer Keramikmatrix verlegt sind, so dass eine Biegefestigkeit von über 68,8 MPa bei Temperaturen über 800°C in einer oxidierenden Umgebung erzielt wird.
2. Keramikverbundstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Biegefestigkeit von über 138 MPa bei Temperaturen über 800°C in einer oxidierenden Umgebung.
3. Keramikverbundstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bruchzähigkeit von über MPa/mI/2 bei Temperaturen über 800°C in einer oxidierenden Umgebung.
4. Keramikverbundstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bruchzähigkeit von über 5 MPa/mI/2 bei Temperaturen über 800°C in einer oxidierenden Umgebung.
5. Keramikverbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikmatrix Lithiumaluminosilicat, Ma-gnesiumaluminosilicat, Bariumaluminosilicat, Aluminosilicat oder irgendeine Kombination derselben ist.
6. Keramikverbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumcarbidfaser in einer Menge von 15 bis 50 VoL-% vorhanden ist.
7. Keramikverbundstoff nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch 15 bis 50 Col.-% an hochfesten, einen hohen Elastizitätsmodul aufweisenden Siliciumcarbidfasern, die eine mittlere Länge von 1 cm bis 3 cm haben und in einer Keramikmatrix mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten verlegt sind.