DD269378A5 - Process for the production of ceramic materials and processes according to manufactured ceramic material - Google Patents

Process for the production of ceramic materials and processes according to manufactured ceramic material

Info

Publication number
DD269378A5
DD269378A5 DD269378A5 DD 269378 A5 DD269378 A5 DD 269378A5 DD 269378 A5 DD269378 A5 DD 269378A5
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
metallic
reactant
reaction
polymer material
reactants
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Publication date

Links

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorstufe, die ein Polymermaterial ist und aus der ein keramischer Werkstoff hergestellt werden kann, und auf ein Verfahren, das den zusaetzlichen Schritt oder zusaetzliche Schritte der Herstellung von keramischem Werkstoff kann z. B. ein Karbid, Nitrid, Borid oder Silizid eines metallischen oder nichtmetallischen Elementes sein. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vorstufe bereitgestellt, die ein mindestens ein metallisches oder nichtmetallisches Element, Sauerstoff und Kohlenstoff enthaltendes Polymermaterial ist und aus der ein keramisches Material durch Pyrolyse hergestellt werden kann, welches Verfahren folgendes enthaelt: das Reagierenlassen(1) eines ersten Reaktanten, der aus einer Verbindung oder Verbindungen von mindestens einem metallischen oder nichtmetallischen Element mit zwei oder mehr mit Hydroxylgruppen reagierenden Gruppen besteht und(2)eines zweiten Reaktanten, der aus mindestens einer organischen Verbindung mit zwei oder mehr Hydroxylgruppen besteht.The invention relates to a process for the preparation of a precursor, which is a polymeric material and from which a ceramic material can be produced, and to a process which can the additional step or additional steps of the production of ceramic material, for. Example, a carbide, nitride, boride or silicide of a metallic or non-metallic element. According to the present invention, there is provided a process for producing a precursor which is a polymer material containing at least one metallic or non-metallic element, oxygen and carbon and from which a ceramic material can be produced by pyrolysis, which process comprises: reacting (1) a first reactant consisting of a compound or compounds of at least one metallic or non-metallic element having two or more hydroxyl-reactive groups, and (2) a second reactant consisting of at least one organic compound having two or more hydroxyl groups.

Description

Verfahren zur Herstellung von keramischen Werkstoffen undProcess for the production of ceramic materials and

/ibrgeetellter keramischer Werkstoff/ ibrgeetellter ceramic material

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Vorstufe« die ein Polymermaterial iet und aus der 'ein keramischer Werkstoff hergestellt werden kann, und auf ein Verfahren« das den zusätzlichen Schritt oder zusätzliche Schritte der Herstellung von keramischem Werkstoff aus der Vorstufe enthält. Der keramische Werkstoff kann z. B. ein Karbid, Nitrid, Borid oder Silizid eines metallischen oder nichtmetallischen Elementes sein.This invention relates to a method of making a precursor which is a polymeric material and to which a ceramic material can be made, and to a method comprising the additional step or steps of preparing precursor ceramic material. The ceramic material may, for. Example, a carbide, nitride, boride or silicide of a metallic or non-metallic element.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Teilchen von feuerfesten Karbiden sind in traditioneller Weise durch die sogenannte karbothermische reaktion hergestellt worden, bei der eine innige Mischung von Kohlenstoff und einem Oxid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes in einer inerten Atmosphäre erhitzt wird. Z. B. wird bei der Herstellung von Siliziumkarbid eine innige Mischung von Kohlenstoff und Siliziumdioxid entsprechend der GesamtgleichungParticles of refractory carbides have been prepared in a traditional manner by the so-called carbothermic reaction in which an intimate mixture of carbon and an oxide of the metallic or non-metallic element is heated in an inert atmosphere. For example, in the production of silicon carbide, an intimate mixture of carbon and silica corresponding to the overall equation

SiO2 + 3C ► SiC + 2COSiO 2 + 3C ►SiC + 2CO

reagieren gelassen.react.

Um das Nitrid herzustellen, kann die Reaktion in GegenwartTo produce the nitride, the reaction can be in the presence

) II

;, Π ·; ; , Π ·;

einee reaktionefräudigen stickstoffhaltigen Gases, ζ. Β* Stickstoff eelbet oder Ammoniak« erfolgen. In dem Fall« wo die karbothermieche Reaktion in Gegenwart von Stickstoff erfolgt» kann die Reaktion daher entsprechend der Gesamtgleichunga reaction-containing nitrogen-containing gas, ζ. Nitrogen or ammonia. In the case "where the karbothermieche reaction takes place in the presence of nitrogen", the reaction can therefore according to the overall equation

3SiO2 + 8C + N2 ► Si3N4 + 6CO3SiO 2 + 8C + N 2 ►Si 3 N 4 + 6CO

ausgedrückt werden·to be expressed ·

Die mit der karbothermischen Reaktion verbundenen Probl>me 'werden durch die mit der Herstellung von Siliziumkarbid verbundenen Probleme illustriert. Bei der Herstellung von Siliziumkarbid wird also eine innige Mischung von Kohlenstoff und Siliziumdioxid in einer inerten Atmosphäre bei einer Temperatur« die immerhin 2500 0C betragen kann« erhitzt« wo-, bei das Erhitzen im allgemeinen in einem Elektroofen erfolgt. Dieses herkömmliche Verfahren leidet an einem Problem« nämlich daß« obwohl das Verhältnis von Siliziumdioxid zu Kohlenstoff, das zur Herstellung von Siliziumkarbid erforderlich ist« leicht erreicht werden kann« es schwierig ist« den notwendigen innigen Kontakt zwischen dem Kohlenstoff und dem Siliziumdioxid zu erreichen« um ein Produkt von homogener Zusammensetzung zu erzeugen« das von homogener Zusammensetzung im molekularen Maßstab ist. Insbesondere können die hergestellten Teilchen« die nominal Siliziumkarbid sind« mit nicht umgesetztem Siliziumdioxid und/oder Kohlenstoff verunreinigt sein. Das ist sogar der Fill, wenn sehr kleine Teilchen von Siliziumdioxid und Kohlenstoff verwendet werden, z. B. Siliziumdioxidsol und Ruß. Weiterhin ist es bei diesem traditionellem Verfahren auch schwierig« Teilchen von Siliziumkarbid von sehr geringer Größe« z. B. weniger als 1 Mikrometer, herzustellen.The problems associated with the carbothermic reaction are illustrated by the problems associated with the production of silicon carbide. In the production of silicon carbide, therefore, an intimate mixture of carbon and silicon dioxide in an inert atmosphere at a temperature "which can after all be 2500 0 C" heated "where", in which heating is generally carried out in an electric furnace. This conventional method suffers from a problem that "although the ratio of silica to carbon required to produce silicon carbide" can be readily achieved ", it is difficult to" achieve the necessary intimate contact between the carbon and the silica. " to produce a product of homogeneous composition, which is of homogeneous composition on a molecular scale. In particular, the manufactured particles "nominal silicon carbide" may be contaminated with unreacted silica and / or carbon. This is even the fill when very small particles of silicon dioxide and carbon are used, e.g. For example, silica sol and carbon black. Furthermore, it is also difficult in this traditional process "particles of silicon carbide of very small size" z. Less than 1 micron.

-β--β-

Es ist vorgeschlagen worden» keramische Werkstoffe, wie z.B. Siliziumkarbid, durch Pyrolyse von organischen Polymermateriölien herzustellen, die die Elemente des keramischen Materials enthalten, z. B. Silizium und Kohlenstoff im Fall von Siliziumkaroid, die aber keinen Sauerstoff enthalten. Bei eine.* solchen Verfahren wird das Polymermaterial zuerst verkokt, um die organische Komponente des Polymermateriels in Kohlenstoff umzuwandeln, und dann werden der Kohlenstoff und Silizium in einer Pyrolysereaktion umgesetzt. Das ist nicht die herkömmliche karbothermische Reaktion, bei der Koh-'lenstoff und Siliziumdioxid umgesetzt werden. Das Ziel der Verwendung solch eines Polymermaterials ist es, in einem aus dem Polymermaterial hergestellten verkokten Produkt eine innigere Mischung der Elemente des keramischen Materials, wie z. B. Silizium und Kohlenstoff, zu erreichen, als z. B. · mit einer physikalischen Mischung von Siliziumdioxid und Kohlenstoff bei der Herstellung von Siliziumkarbid erreicht werden kann.It has been proposed "ceramic materials, such as e.g. Silicon carbide, by pyrolysis of organic Polymermateriölien containing the elements of the ceramic material, for. As silicon and carbon in the case of Siliziumkaroid, but do not contain oxygen. In one such process, the polymeric material is first coked to convert the organic component of the polymeric material into carbon, and then the carbon and silicon are reacted in a pyrolysis reaction. This is not the conventional carbothermic reaction in which carbon and silica are reacted. The aim of using such a polymeric material is to provide, in a coked product made from the polymeric material, a more intimate mixture of the elements of the ceramic material, such as a ceramic material. As silicon and carbon, as z. B. can be achieved with a physical mixture of silicon dioxide and carbon in the production of silicon carbide.

Ein frühes Beispiel für solch ein "vorkeraniisches" Polymermaterial wurde bereits in der US-PS 2 697 029 aufgezeigt, in dem die Herstellung eines Polymermaterials durch Kopolymerisation einee silylsubstituierten Monomers, z. B. Trimethylsilylstyren, und eines anderen Monomers, z. B. Oivinylbenzen oder Ethylvinylbenzen, um ein vernetztes Harz zu erhalten, und dur^h Pyrolyse des Harzes, um einen Kohlenstoff und Silizium enthaltenden Feststoff zu erhalten, beschrieben wird.An early example of such a "preceramic" polymeric material has already been demonstrated in U.S. Patent 2,697,029, in which the preparation of a polymer material by copolymerization of a silyl-substituted monomer, e.g. Trimethylsilylstyrene, and another monomer, e.g. Oivinylbenzene or ethylvinylbenzene, to obtain a crosslinked resin, and by pyrolysis of the resin to obtain a carbon and silicon-containing solid is described.

Weitere Beispiele für solche "vorkeramischen" Materialien sind die durch die Pyrolyse von Dodekamethylzyklohexasilan (Yajima et al., ehem. Lett. 1975, S. 931) und durch Erhitzen von Poly(dimethylsilan) in einem Autoklaven (Yajima 1976,Further examples of such "preceramic" materials are those produced by the pyrolysis of dodecamethylcyclohexasilane (Yajima et al., Formerly Lett. 1975, p. 931) and by heating poly (dimethylsilane) in an autoclave (Yajima 1976,

Nature« Bd. 273* S. 525) hergestellten Karbosiicne· Diese Karboeilane können zu Faeerwerketoffen gesponnen werden, woraus dünn Erhitzen bei hoher Temperatur feuerfestes Siliziumkarbid hergestellt werden kann· Die Reaktion« die bei hoher Temperatur bewirkt werden kann« erfolgt zwischen dem Silizium und Kohlenstoff und ist nicht die vorher genannte herkömmliche karbothermieche Reaktion« d. h. die Reaktion zwischen Siliziumdioxid und Kohlenstoff* Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß das Siliziumkarbidprodukt unrein ist.Nature, vol. 273, p. 525). These carbon silanes can be spun into fiber composites, from which thin, high temperature fireproof silicon carbide can be made. The reaction, which can be effected at high temperature, occurs between silicon and carbon and is not the aforementioned conventional carbothermic reaction "d. H. the reaction between silicon dioxide and carbon * This method has the disadvantage that the silicon carbide product is impure.

'Ein neueres Beispiel solch eines "vorkeramischen" Werkstoffs, aus dem ein feuerfestes Karbid hergestellt werden kann, liefert die OP-PS Nr. 57-17412, in der ein Verfahren beschrieben wird, bei dem eine Halogenverbindung oder ein Alkoxid von Silizium, Vanadium, Zirkonium, Tantal oder Wolfram mit einem Kohlenhydrat umgesetzt wird, und dae sich bildende Reaktionsprodukt wird gebrannt. Die Halogenverbindung oder das Alkoxid können z. B. SiCl4, ZrOCl2, Si(0C2H5)4, Si(OC2Hg)3-C2H5. Si(OC2H52) (CH3)2, Zr(OC4Hg)4, WCl2(OC2H5J4 sein, und das Kohlenhydrat kann z. B. ein Monosaccharid oder ein PoIysacchard sein, z. B. Glukose, Galaktose, Arabinose, Stärke oder Zellulose. Die Reaktion kann in Abwesenheit eines Lösungsmittels bewirkt werden, sie wird aber vorzugsweise in Gegenwart eines Lösungsmittels, z. B. eines aromatischen Lösungsmittels, z. B. Benzen oder Toluol, eines aliphatischen Lösungsmittels, z. B. Hexan, Heptan oder Oktan« oder eines halogenieren aromatischen oder aliphatischen Lösungsmittels bewirkt. Das Reaktionsprodukt wird in Gegenwart eines inerten Gases bei einer Temperatur im Bereich von 700 bis 1700 0C gebrannt. Vor dem Brennen bei einer sehr hohen Temperatur kann ein verkoktes ReaktiotiSf.rodukt, das Kohlenstoff und ein Oxid von Si, Zr, V, Ta oder W enthält, durch Erhitzen deeA recent example of such a "preceramic" material from which a refractory carbide can be made is provided by OP No. 57-17412, which describes a process in which a halogen compound or an alkoxide of silicon, vanadium, Zirconium, tantalum or tungsten is reacted with a carbohydrate, and the resulting reaction product is fired. The halogen compound or the alkoxide may, for. As SiCl 4 , ZrOCl 2 , Si (0C 2 H 5 ) 4 , Si (OC 2 Hg) 3 -C 2 H 5 . Si (OC 2 H 52 ) (CH 3 ) 2 , Zr (OC 4 Hg) 4 , WCl 2 (OC 2 H 5 J 4 , and the carbohydrate may be, for example, a monosaccharide or a polysaccharide, e.g. Glucose, galactose, arabinose, starch or cellulose The reaction may be effected in the absence of a solvent, but is preferably carried out in the presence of a solvent, for example an aromatic solvent, for example benzene or toluene, of an aliphatic solvent. for example, hexane, heptane or octane, or a halogenated aromatic or aliphatic solvent The reaction product is fired in the presence of an inert gas at a temperature in the range of 700 to 1700 ° C. Before firing at a very high temperature, a coked ReaktiotiSf.rodukt containing carbon and an oxide of Si, Zr, V, Ta or W, by heating dee

2*93782 * 9378

Reakt.toneproduktee bei einer relativ niedrigen Τβιΐι,.-.'ätur hergestellt werden» und dieses verkokte Produkt kann zu einem sehr feinen Pulver zerkleinert werden· Obwohl in dieser Veröffentlichung festgestellt wird, daß die Reaktion zwischen der Halogenverbindung oder dem Alkoxid und dem Kohlenhydrat in einom Lösungsmittel bewirkt werden kann und daß das Lösungsmittel in einer Menge verwendet werden kann* die zum Auflösen oder Suspendieren ausreicht* stellen wir fest« daß die offenbarten Kohlenhydrate nicht in den Lösungsmitteln löslich sind und darin nur in Teilchenform suspendiert werden können mit dem Ergebnis, daß die Reaktion nicht zur Herstellung eines Reaktionsproduktes w) homogener Zusammensetzung führt, oder welches in einer besonders handhabbaren Form ist. Tatsächlich muß das Reaktionsprodukt zerkleinert werden, um ein Pulver herzustellen, und das aus dem Reaktioneprodukt hergestellte feuerfeste Karbid hat auch keine homogene Zusammensetzung.React.toneproduktee be prepared at a relatively low βιΐι-. 'Ätur »and this coked product can be crushed to a very fine powder Although this publication states that the reaction between the halogenated compound or the alkoxide and the carbohydrate in a solvent can be effected and that the solvent can be used in an amount sufficient to dissolve or suspend * we note that the carbohydrates disclosed are not soluble in the solvents and can only be suspended therein in particulate form, with the result that the reaction does not lead to the production of a reaction product w) of homogeneous composition, or which is in a particularly manageable form. In fact, the reaction product must be crushed to produce a powder, and the refractory carbide prepared from the reaction product also does not have a homogeneous composition.

Eine gegenwärtige Entwicklung, die in Thermochimica Acta, 81 (1984) 77-86 beschrieben wird, Ist die Herstellung von Siliziumkarbid durch die Fyrolyse von Reishäutchen. Reishäutchen bestehen aus Siliziumdioxid und Zellulose, und sie ergeben bei der thermischen Zersetzung eine Mischung von Siliziumdioxid und Kohlenstoff. Reishäutchen haben eine großo Überfläche, und dies ermöglicht, zusammen mit dem innigen Kontakt zwischen dem Kohlenstoff und dem Siliziumdioxid in den thermisch zersetzten Reishäutchen, di<* Bildung von Siliziumkarbid durch nachfolgende Pyrolyse in einer inerten Atmosphäre oder in einer reduzierenden Atmosphäre bei relativ niedrigen Temperaturen. Die Produktion kann in einem zweistufigen Verfahren bewerkstelligt werden, in dsm Reishäutchen durch Erhitzen in Abwesenheit von Luft bei einer rela-A current development, described in Thermochimica Acta, 81 (1984) 77-86, is the production of silicon carbide by the fysis of rice skins. The rice skins are made of silica and cellulose, and when thermally decomposed, they form a mixture of silica and carbon. Reignicles have a large surface area, and this, together with the intimate contact between the carbon and the silica in the thermally decomposed rice skins, enables the formation of silicon carbide by subsequent pyrolysis in an inert atmosphere or in a reducing atmosphere at relatively low temperatures. The production can be accomplished in a two-step process, in dsm rice skin by heating in the absence of air at a relative

2*93782 * 9378

tiv niedrigen Temperatur, ζ. Β* bei 700 0C* verkokt werden ι um die Zellulose in amorphen Kohlenetoff zu zeraetzen# und die eo verkokten Reiehäutchen, die Kohlonetoff und 811izlumdioxid enthalten« werdon auf eine hohe Temperatur, z. B. auf eine Temperatur von mehr ale ISOO 0C, und in einer inerten oder reduzierenden Atmosphäre erhitzt, um Siliziumkarbid herzustellen. Ale Alternative kann Siliziumnitrid duroh Erhitzen der verkokten Reiehäutchen in einer Sticketoff oder eine reaktive stickstoffhaltige Verbindung enthaltenden Atmosphäre hergestellt werden» Die Verwendung von Reiehäutchen •bei der Herstellung von keramiechen Werketoffen 1st natürlich nicht sehr anpassungsfähig, da sie nur bei der Herstellung von ein paar keramischen Werketoffen, nämlich Siliziumkarbid und Siliziumnitrid, verwendet wenden können* Karbide und Nitride anderer Elemente als Silizium können nicht aus Reiehäutchen produziert werden·low temperature, ζ. * Β be coked at 700 0 C * ι to zeraetzen the cellulose into amorphous Kohlenetoff # eo and the coked Reiehäutchen that Kohlonetoff and 811izlumdioxid contain "werdon to a high temperature, for example. To a temperature of more than ISOO 0 C, and heated in an inert or reducing atmosphere to produce silicon carbide. In the alternative, silicon nitride may be produced by heating the coked cellulosic in a nitrogen atmosphere or a reactive nitrogenous compound-containing atmosphere. The use of rice bran in the manufacture of ceramic free-flowing materials is, of course, not very adaptable, since it is only used in the production of a few ceramic materials Silicon carbide and silicon nitride can be used * carbides and nitrides of elements other than silicon can not be produced from rice *

Die Qualität dee durch die vorher beschriebenen Verfahren hergestellten keramischen Werkstoff· hängt zumindest teilweise von der Zusammensetzung und der Struktur der Vorstufe, aus der des keramische Material hergestellt wird, und von den Verr.rbei.ungebedingungen ab« Wenn z. B. Siliziumkarbid aus einer Vorstufe hergestellt wird, die eine Mischung von Siliziumdioxid und Kohlenstoff ist, gibt ee keine Schwierigkeiten, das Gesamtverhältnis von Siliziumdioxid zu Kohlenstoff zu erreichen« das zur Herstellung von Siliziumkarbid durch die karbothermieche Reaktion erforderlich ist, aber es ist unmöglich, den engen Kontakt zwischen dem Siliziumdioxid und dem Kohlenstoff in der Vorstufe zu erreichen, der notwendig ist, um ein Siliziumkarbidprodukt von homogener Zusammensetzung im mikroskopischen Maßstab zu prodizieren, ganz zu schweigen vom molekularen Maßstab, und welches freiThe quality of the ceramic material produced by the previously described processes depends, at least in part, on the composition and structure of the precursor from which the ceramic material is made, and on the conditions of impoundment. For example, when silicon carbide is prepared from a precursor that is a mixture of silica and carbon, there is no difficulty in achieving the overall silica to carbon ratio required to produce silicon carbide through the carbothermic reaction, but it is impossible to achieve the silicon carbide To achieve close contact between the silicon dioxide and the carbon in the precursor, which is necessary to produce a silicon carbide product of homogeneous composition on a microscopic scale, not to mention the molecular scale, and which free

von nicht umgesetztem Siliziumdioxid und/oder Kohlenetoff let.unreacted silica and / or carbon let.

Wenn das keramische Material durch Pyrolyse einer Vorstufe hergestellt wird, die ein die Elemente des keramischen Materials enthaltendes Reaktionsprodukt ist, z· B* ein Reaktionsprodukt» das Silizium und Kohlenstoff enthält, oder ein Reaktionsprodukt, das Siliziumdioxid und Kohlenetoff enthält, sind vielleicht die Elemente nicht in dem zur Herstellung eines im wesentlichen verunreinigungsfreien keramischen Ma-.terials erforderlichen Verhältnis vorhanden, und außerdem kann es schwierig sein, das Vorstufenreaktionsprodukt in einer bearbeitbaren und sofort handhabbaren Form herzustellen, aus dem das keramische Material in der .gewünschten Form hergestellt werden kann« Zum Beispiel kann das Vorstufenreaktioneprodukt in eine unbearbeitbare Masse geformt eein, aus der es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist, teilchenförmiges keramisches Material« besonders keramisches Material von geringer und relativ homogener Teilchengröße herzustellen.When the ceramic material is produced by pyrolysis of a precursor which is a reaction product containing the elements of the ceramic material, eg, a reaction product containing silicon and carbon or a reaction product containing silica and carbon, the elements may not be in the ratio required to produce a substantially contaminant-free ceramic material, and moreover, it may be difficult to prepare the precursor reaction product in a workable and readily handleable form from which the ceramic material can be made in the desired form For example, the precursor reaction product may be formed into an unmanageable mass, from which it is difficult, if not impossible, to produce particulate ceramic material of particularly low and relatively homogeneous particle size ceramic material.

Keramische Materialien sind seit vielen Oahren in solchen Anwendungen wie Schleifmitteln und bei der Produktion von Werkzeugen verwendet worden. Während bei diesen Anwendungen die Qualität des keramischen Materials vielleicht nicht von größter Wichtigkeit gewesen iet, gibt es andere Anwendungen von keramischen Materialien, die aus jüngerer Entwicklung stammen, bei denen die Qualität des keramischen Materials und eeine physikalische F-jrm von entecheidender Wichtigkeit sein können. Zu diesen in jüngerer Zeit entwickelten Anwendungen von keramischen Materialien gehören Anwendungen als technische Werkstoffe und die Verwendung in elektronischenCeramic materials have been used for many years in such applications as abrasives and in the production of tools. While in these applications the quality of the ceramic material may not have been of paramount importance, there are other applications of more recently developed ceramic materials in which the quality of the ceramic material and physical F-jrm can be of crucial importance. These more recently developed applications of ceramic materials include applications as engineering materials and use in electronic materials

2*93782 * 9378

Anwendungen·applications · Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es« keramische Werkstoffe der gattungsgemäßen Art auf kostengünstige Weise herzustellen·The aim of the invention is "to produce ceramic materials of the generic type in a cost-effective manner.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es* ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Werkstoffen zu finden» die sich durch eine hohe Qualität und ihre anwendungsbereite physikalische Form auozeichnen und diese keramischen Werkstoffe verfahrensherzustellen«The object of the invention is * to find a method for the production of ceramic materials which are characterized by a high quality and their ready-to-use physical form and to produce these ceramic materials by methods «

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Vorstufe bereit« die ein Polymermaterial ist und aus der ein keramisches Material hergestellt werden kann« und bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung des keramischen Materials aus der Vorstufe. Das erstere Verfahren ist sehr vielseitig anwendbar« insofern als es bei der Herstellung für eine große Zahl von keremischen Materialien verwendet werden kann« z. B. für die Herstellung von Vorstufen, die in Karbide, Nitride« Boride und Silizide diner Vielzahl von metallischen oder nichtmetallischen Elementen umgewandelt werden können« und es führt zur Herstellung einer Vorstufe« die einer besonders wünschenswerten Teilchenform ist und aus der ein teilchenförmiges keramisches Material schnell hergestellt werden kann.The present invention provides a process for preparing a precursor "which is a polymeric material and from which a ceramic material can be made" and relates to a process for producing the ceramic material from the precursor. The former method is very versatile "insofar as it can be used in the manufacture of a large number of keremic materials" z. For the preparation of precursors which can be converted into carbides, nitrides, borides and silicides of a variety of metallic or non-metallic elements, and it results in the preparation of a precursor which is a particularly desirable particulate form and which rapidly turns a particulate ceramic material can be produced.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vorstufe bereitgestellt, die ein min-According to the present invention there is provided a process for the preparation of a precursor which comprises a miner

249378249378

deetens ein metallisches oder nichtmetallische Element, Sauerstoff und Kohlenstoff enthaltendes Polymermaterial ist und aus der ein keramisches Material durch Pyrolyse hergestellt werden kann, welches Verfahren folgendes enthält: das Reagierenlassenwhich is a metallic or non-metallic element, oxygen and carbon containing polymer material, and from which a ceramic material can be made by pyrolysis, which process comprises: allowing it to react

(1) eines ersten Reaktanten, der aus einer Verbindung oder Verbindungen von mindestens einem metallischen oder nichtmetallischen Element mit zwei oder mehr mit Hydroxylgruppen reagierenden Gruppen besteht und(1) a first reactant consisting of a compound or compounds of at least one metallic or non-metallic element having two or more hydroxyl-reactive groups, and

12) eines zweiten Reaktanten, der aus mindestens einer organischen Verbindung mit zwei oder mehr Hydroxylgruppen besteht, 12) a second reactant consisting of at least one organic compound having two or more hydroxyl groups,

wobei die erwähnte Reaktion in einem flüssigen Medium bewirkt wird, in dem die Reaktanten löslich und/oder dispergierbar sind und in dem das durch die Reaktion erzeugte Polymermaterial unlöslich ist oder in dem man das Polymermaterial unlöslich macht, sowie das Ausfällen des Polymermaterials im flüssigen Medium in Teilchenform und die Gewinnung des Polymermaterials aus dem flüssigen Medium in Teilchenform.wherein said reaction is effected in a liquid medium in which the reactants are soluble and / or dispersible, and in which the polymer material produced by the reaction is insoluble or in which the polymer material is insoluble, and precipitating the polymer material in the liquid medium Particle shape and the recovery of the polymer material from the liquid medium in particulate form.

Das Verfahren der Erfindung ist im wesentlichen ein Dispersionepolymerisationsverfahren. Die Reaktanten werden im Verfahren so ausgewählt, daß sis miteinander mischbar sind, in welchem Fall das flüssige Medium die Reaktantenmischung enthalten kann, und/oder daß sie in einem üblichen Lösungsmittel löslich sind, in welchem Falle die Reaktanten und das Lösungsmittel ein homogenes flüssiges Medium bilden, oder daß sie leicht im flüssigen Medium dispergierbar sind. In diesem letzteren Fall kann einer der Reaktanten in einem Lösungsmittel löslich sein, und der andere Reaktant kann imThe process of the invention is essentially a dispersion polymerization process. The reactants are selected in the process so that they are miscible with each other, in which case the liquid medium may contain the reactant mixture, and / or that they are soluble in a common solvent, in which case the reactants and the solvent form a homogeneous liquid medium or that they are readily dispersible in the liquid medium. In this latter case, one of the reactants may be soluble in one solvent and the other reactant may be present in the solvent

6 9 3 76 9 3 7

Lösungsmittel dispergiert sein« oder beide Reaktanten können Im Lösungsmittel dlsperglert sein« Das durch die Reaktion erzeugte Polymermaterial ist entweder unlöslich im flüssigen Medium, z. B* in de.n üblichen Lösunoemittel, so daß das hergestellte Polymermaterial ausgefällt wird, oder das durch die Reaktion hergestellte Polymermaterial wird ausgefällt, z. B. durch den Zusatz eines Nichtlösungsmittele zum flüssigen Medium oder durch das Entfernen eines Reaktionsproduktes oder durch das Entfernen von etwas Lösungsmittel, und das ausgefällte Polymermaterial wird aus dem flüssigen Medium gewonnen. Da das Polymermaterial eine Vorstufe für die nachfolgende Produktion eines teilchenförmigen keramischen Materials ist, ist es wichtig, daß das ausgefällte und gewonnene Polymermaterial in Teilchenform ist. Die Form des Polymermaterials, das ausgefällt wird und insbesondere die Größe der Teilchen des Polymermaterials, die ausgefällt werden, kann durch die Verwendung der Hochgeschwindigkeitsmischung der Reaktanten, durch die Variation der Reaktan'cenkonzentrationen im flüssigen Medium und durch die Verwendung eines Dispergiermittels im flüssigen Medium reguliert werden, wie detaillierter später hier offenbart wird.Solvents are dispersed or both reactants may be dispersed in the solvent. The polymer material produced by the reaction is either insoluble in the liquid medium, e.g. B * in the usual Lösunoemittel so that the polymer material produced is precipitated, or the polymer material prepared by the reaction is precipitated, for. By the addition of a non-solvent to the liquid medium or by the removal of a reaction product or by the removal of some solvent, and the precipitated polymer material is recovered from the liquid medium. Since the polymeric material is a precursor for the subsequent production of a particulate ceramic material, it is important that the precipitated and recovered polymeric material be in particulate form. The shape of the polymer material which precipitates, and in particular the size of the particles of polymer material which are precipitated, can be regulated by the use of the high-speed mixture of reactants, by the variation of reactant concentrations in the liquid medium and by the use of a dispersant in the liquid medium as will be disclosed in more detail later herein.

Die Fähigkeit, die Polymermaterialvorstufe in Teilchenform zu produzieren, und insbesondere die Fähigkeit, die Vorstufe in Form von klein kugelförmigen Teilchen zu produzieren, ist besonders wichtig. So ist eine Vorstufe in solche einer Form besonders geeignet für die Verwendung bei der Herstellung von teilchenförmigen keramischen Werkstoffen durch Pyrolyse der Vorstufe, und kleine Teilchen der Vorstufe können in kleine Teilchen des keramischen Materials umgewandelt werden, was eine besonders wünschenswerte Form für dasThe ability to produce the polymeric material precursor in particulate form, and in particular the ability to produce the precursor in the form of small spherical particles, is particularly important. Thus, a precursor in such a form is particularly suitable for use in the production of particulate ceramic materials by pyrolysis of the precursor, and small particles of the precursor can be converted into small particles of the ceramic material, which is a particularly desirable form for the

letztere Material 1st· Außerdem kann das Verfahren der Erfindung so betrieben werden* daß die Teilchengröße der Vorstufe und damit die Teilchengröße des aus der Vorstufe hergestellten keramischen Materials reguliert wird*In addition, the process of the invention can be operated in such a way that the particle size of the precursor and thus the particle size of the ceramic material produced from the precursor are regulated.

Die Polymermaterialvoretufe wird in einem nachfolgenden Schritt oder Schritten pyrolyeiert und ergibt ein keramisches Material. Die Vorstufe kann in einem ersten weiteren Schritt auf erhöhte Temperatur erhitzt werden ι um ein verkoktes Produkt herzustellen» das eine äußerst innige Mischung eines Oxids des metallischen oder nichtmetallischen Elementes und Kohlenstoff enthält* und in einem zweiten weiteren Schritt kann das verkokte Produkt weiter auf eine erhöhte Temperatur erhitzt werden« um ein keramisches Material zu produzieren. 2. B. kann das verkokte Produkt in einer iner- · ten Atmosphäre erhitzt werden, um ein Karbid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes zu produzieren» oder das verkokte Produkt kann in einer Atmosphäre aus Stickstoff oder aus einer reaktiven stickstoffhaltigen Verbindung erhitzt werden» um ein Nitrid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes herzustellen. Wo ale'Alternative der erste Reaktant eine Verbindung eines metallischen oder nichtmetallischen Elementes und eine Verbindung von Bor oder Silizium enthält, so daß die im Verfahren der Erfindung hergestellte Vorstufe das metallische oder nichtmetallische Element, Bor oder Silizium, Sauerstoff und Kohlenstoff enthält, und das daraus hergestellte verkokte Produkt eine innige Mischung von Kohlenstoff, einem Oxid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes und ein Oxid von Bor oder Silizium enthält, kann das verkokte Produkt auf eine erhöhte Temperatur in einer inerten Atmosphäre erhitzt werden, um ein Borid oder Siiizid des metallischen oder nichtmetal-The polymeric material precursor is pyrolyzed in a subsequent step or steps to yield a ceramic material. The precursor can be heated in a first further step to elevated temperature ι to produce a coked product »containing an extremely intimate mixture of an oxide of the metallic or non-metallic element and carbon * and in a second further step, the coked product can be further increased to an increased Temperature to be heated "to produce a ceramic material. For example, the coked product may be heated in an inert atmosphere to produce a carbide of the metallic or non-metallic element, or the coked product may be heated in an atmosphere of nitrogen or a reactive nitrogen-containing compound Produce nitride of the metallic or non-metallic element. Where, alternatively, the first reactant contains a compound of a metallic or non-metallic element and a compound of boron or silicon such that the precursor prepared in the process of the invention contains the metallic or non-metallic element, boron or silicon, oxygen and carbon, and from it If the coked product produced contains an intimate mixture of carbon, an oxide of the metallic or non-metallic element and an oxide of boron or silicon, the coked product may be heated to an elevated temperature in an inert atmosphere to form a boride or silicide of the metallic or non-metallic

lischan Elementes herzustellen.to produce lischan element.

Im Verfahren der Erfindung enthält der erste Reaktant eine Verbindung eines metallischen oder nichtmetallischen Elementes* das zwei oder mehr Gruppen enthält, die mit Hydroxylgruppen reagieren können, und der zweite Reaktant enthält eine organische Verbindung mit zwei oder mehr Hydroxylgruppen·In the process of the invention, the first reactant contains a compound of a metallic or non-metallic element * containing two or more groups capable of reacting with hydroxyl groups, and the second reactant contains an organic compound having two or more hydroxyl groups.

Das metallische oder nichtmetallische Element muß derartig 'sein, daß es ein keramisches Material, z. B. ein feuerfestes Karbid oder Nitrid bilden kann, und Beispiele für solche Elemente sind Aluminium, Silizium, Titan, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Wolfram und Bor, obwohl das Verfahren nicht auf die Verwendung der Verbindungen dieser spezifischen Elemente beschränkt ist. Oio Verbindung des metallischen oder nichtmetallischen Elementes enthält mindestens zwoi Gruppen, die mit Hydroxylgruppen reagieren können, und sie kann außerdem Gruppen enthalten, die nicht so reaktionsfreudig sind. Z. B. kann die Verbindung eine Formel MXnVn habcan, wobei M das metallische oder nichtmetallische Element ist, X ist eine Gruppe, die reaktionsfreudig mit Hydroxylgruppen ist, und Y ist eine nicht mit Hydroxylgruppen reagierende Gruppe» η ist eine ganze Zahl von mindestens 2, und m ist null oder eine ganze Zahl. Die Gruppe X kann z. B. sein Halogenid, z. B. Chlorid oder Bromid, Amid oder Alkoxy, ζ. Β. eine Gruppe der Formel OR, wo R eine Alkylgruppe mit z. B. 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, z. B. Methoxy, Ethoxy oder Butoxy. Die Gruppe Y kann, wenn sie in der Verbindung des metallischen oder nichtmetallischen Elementes vorhanden ist, z. B« eine Hydrokarbylgruppe sein, z. B. Alkyl, Zykloalkyl, Aryl oderThe metallic or non-metallic element must be such that it is a ceramic material, e.g. Example, a refractory carbide or nitride can form, and examples of such elements are aluminum, silicon, titanium, tantalum, zirconium, hafnium, tungsten and boron, although the method is not limited to the use of the compounds of these specific elements. Oio compound of the metallic or non-metallic element contains at least two groups which can react with hydroxyl groups, and it may also contain groups which are less reactive. For example, the compound may have a formula MX n V n habcan, where M is the metallic or non-metallic element, X is a group that is reactive with hydroxyl groups, and Y is a non-reactive hydroxyl group is an integer of at least 2 , and m is zero or an integer. The group X can z. B. its halide, z. As chloride or bromide, amide or alkoxy, ζ. Β. a group of the formula OR, where R is an alkyl group with z. B. 1 to 8 carbon atoms, for. Methoxy, ethoxy or butoxy. The group Y, if present in the compound of the metallic or non-metallic element, e.g. B "be a Hydrokarbylgruppe, z. As alkyl, cycloalkyl, aryl or

Alkaryl. Zu dan spezifischen Beispielen für solche Gruppen gehören Methyl, Ethyl« Propyl, Zyklohexyl und Benzyl. Die Gruppe Y kenn eine Oxygruppe sein, z. B. kann die Verbindung des metallischen oder nichtmetallischen Elementes ein Oxyhalogenid sein.Alkaryl. Specific examples of such groups include methyl, ethyl, propyl, cyclohexyl and benzyl. The group Y may be an oxy group, e.g. For example, the compound of the metallic or non-metallic element may be an oxyhalide.

Spezifische Beispiele für Verbindungen von metallischen oder nichtmetallischen Elementen, in denen alle Gruppen in ihnen reaktiv für Hydroxylgruppen sind, sind Tetramethoxyeilan, Tetraethoxyeilan, Tetraethoxy-Zirkonium, Pentaethoxy-• Tantal, Penta-n-propoxy-Tantal, Slliziumtotrachlorid, Zirkoniumtetrachlorid, Dichlordiethoxyeilan, Chlortriethoxy-Zirkonium, Dichlortributoxy-Tantal, Borurichlorid, Bortriieopropoxid, Aluminiumtriisopropoxid und Aluminiumtrichlorid.Specific examples of compounds of metallic or non-metallic elements in which all of the groups in them are reactive for hydroxyl groups are tetramethoxyeilane, tetraethoxyeilane, tetraethoxy-zirconium, pentaethoxy-tantalum, penta-n-propoxy-tantalum, siliconotrachloride, zirconium tetrachloride, dichlorodiethoxyeilane, chlorotriethoxy Zirconium, dichloro-butoxy-tantalum, boron-chloride, boron tri-isopropoxide, aluminum triisopropoxide and aluminum trichloride.

Zu den Beispielen für Vorbindungen des metallischen oder nichtmetallischen Elementes, die sowohl reaktive als nichtreaktive Gruppen für Hydroxylgruppen enthalten, gehören Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Oimethyldiethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxyeilan, Phenyltrimethoxysilan und Hexachlordisilanoxan und gleichwertige Verbindungen anderer metallischer oder nichtmetallischer Elemente«Examples of precursors of the metallic or non-metallic element containing both reactive and nonreactive hydroxyl groups include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, oimethyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxyeilane, phenyltrimethoxysilane and hexachlorodisilanoxane, and equivalent compounds of other metallic or non-metallic elements.

Der erste Reaktant kann zwei oder mehr dieser vorher erwähnten Verbindungen enthalten, wo es gewünscht wird, um ein keramisches Material herzustellen, z. B. ein Karbid oder Nitrid von zwei oder mehr verschiedenen metallischen oder nichtmetallischen Elementen. Wo es gewünscht wird, ein Borid oder Silizid eines metallischen oder nichtmetallischen Elementes herzustellen, kann der erste Reaktant eine Verbindung von Bor oder Silizium und eine Verbindung eines metal-The first reactant may contain two or more of these aforementioned compounds where it is desired to produce a ceramic material, e.g. For example, a carbide or nitride of two or more different metallic or non-metallic elements. Where it is desired to produce a boride or silicide of a metallic or non-metallic element, the first reactant may comprise a compound of boron or silicon and a compound of a metal or non-metallic element.

lischen oder nichtmetallischen Elementes« außer Bor oder Silizium· enthalten*metallic or non-metallic element "except boron or silicon

Im allgemeinen enthält die Verbindung des metallischen oder nichtmetallischen Elementes keine Hydroxylgruppen« da hydroxylgruppenhaltig© Verbindungen von metallischen oder nichtmetallischen Elementen« die ein keramisches Material bilden können« im allgemeinen instabil sind« oder sie existieren vielleicht nicht einmal als Hydroxide« oder sie kondensieren leicht selbst und bilden ein Polymerprodukt« oder sie 'können als ein hydriertes Oxid« und nicht als Hydroxid existieren« wie z* B* im Fall von hydriertem Aluminiumoxid.In general, the compound of the metallic or non-metallic element contains no hydroxyl groups "since hydroxyl-containing © compounds of metallic or non-metallic elements" which can form a ceramic material "are generally unstable" or they may not even exist as hydroxides "or they readily condense themselves and form a polymer product "or they may exist as a hydrogenated oxide" and not as a hydroxide "such as * B * in the case of hydrogenated alumina.

Im Verfahren der Erfindung wird die Verbindung des metallischen oder nichtmetallischen Elementes mit einer organischen Verbindung umgesetzt« die zwei oder mehr Hydroxylgruppen hat« und bildet ein Polymermaterial« Die organische Verbindung kann z. B* aliphatisch« aromatisch oder zykloaliphatiech sein« Zu den Beispielen für geeignete aliphatisohe organische Verbindungen« die zwei Hydroxylgruppen enthalten, gehören Glykole, 2. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol und Diethylenglykol. Zu den Beispielen für geeignete aliphatisch^ organische Verbindungen« die mehr als zwei Hydroxylgruppen enthalten» gehören Glycerol, Trlhydroxybutan und Trihydroxypentan. Zu den Beispielen für mindestens zwei Hydroxylgruppen enthaltenden zykloaliphatischen organischen Verbindungen gehören Oihydroxyzyklohexan und Trihydroxyzyklohexan. Aromatische organische Verbindungen, die zwei oder mehr Hydroxylgruppen enthalten, sind vorteilhaft, da sie einen großen Anteil von Kohlenstoff enthalten und beim Einbau in das Polymermaterial dabei helfen, das gewünschte Verhältnis von Kohlenstoff zum Oxid des metall!-In the process of the invention, the compound of the metallic or non-metallic element is reacted with an organic compound "having two or more hydroxyl groups" and forming a polymeric material. B * be aliphatic "aromatic or cycloaliphatic" Examples of suitable aliphatic organic compounds containing the two hydroxyl groups include glycols, eg, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol and diethylene glycol. Examples of suitable aliphatic organic compounds "containing more than two hydroxyl groups" include glycerol, trihydroxybutane and trihydroxypentane. Examples of at least two hydroxyl-containing cycloaliphatic organic compounds include oxyhydroxycyclohexane and trihydroxycyclohexane. Aromatic organic compounds containing two or more hydroxyl groups are advantageous because they contain a large amount of carbon and, when incorporated into the polymer material, help to produce the desired ratio of carbon to oxide of the metal.

sehen oder nichtmetallischen Elementes im verkokten Produkt, dae aus dem Polymermaterial hergestellt wurde, zu erreichen* Zu den Beispielen für solche aromatischen Verbindungen gehören Kresole, Oihydroxytoluen, und Oihydroxynaphthalen* Der zweite Reaktant kann zwei oder mehr der vorher erwähnten Verbindungen enthalten*Examples of such aromatic compounds include cresols, oxyhydroxytoluene, and oihydroxynaphthalene. The second reactant may contain two or more of the aforementioned compounds.

Damit das aus dem verkokten Produkt hergestellte keramische Material die gewünschte Zusammensetzung haben kann, ist es wünschenswert, daß das Verhältnis von Kohlenstoff zum Oxid 'des metallischen oder nichtmetallischen Elementes im verkokten Produkt nahe dem theoretisch erforderlichen liegt oder im wesentlichen diesem entspricht* Z* B* ist bei der Herstellung eines Karbids aus dem verkokten Produkt, einer Mischung von Kohlenstoff und einem Oxid MO2, wie im Fall von SiO2, TiO2 und ZrO2* die sogenannte karbothermische ReaktionIn order for the ceramic material made from the coked product to have the desired composition, it is desirable that the ratio of carbon to oxide of the metallic or non-metallic element in the coked product be close to or substantially equal to that theoretically required * Z * B * In the production of a carbide from the coked product, a mixture of carbon and an oxide MO 2 , as in the case of SiO 2 , TiO 2 and ZrO 2 *, the so-called carbothermic reaction

MO2 + 3C ► MC + 2CO,MO 2 + 3C ►MC + 2CO,

und das theoretisch geforderte molare Verhältnis des Oxids zu Kohlenstoff ist 1 zu 3· In den Fällen der Oxide von Silizium, Titan und Zirkonium sind die theoretisch geforderten Massenverhältnisse von Oxid und Kohlenstoffand the theoretically required molar ratio of the oxide to carbon is 1 to 3. In the cases of the oxides of silicon, titanium and zirconium are the theoretically required mass ratios of oxide and carbon

SiO2 62,5 % Kohlenstoff:SiO2 1 : 1,67 Kohlenstoff 37,5 % SiO 2 62.5 % Carbon: SiO 2 1: 1.67 Carbon 37.5 %

TiO2 68,9 % Kohlenstoff:TiO2 1 : 2,22 Kohlenstoff 31,1 % TiO 2 68.9 % Carbon: TiO 2 1: 2.22 Carbon 31.1 %

ZrO2 77,4 % Kohlenstoff-.ZrO2 1 : 3*42 Kohlenstoff 22,6 % ZrO 2 77.4 % carbon-.ZrO 2 1: 3 * 42 carbon 22.6 %

Die Stöchiometrie der karbothermischen Reaktion muß unterschiedlich sein, wie im Fall der Reaktion zwischen Kohlenstoff und dem Oxid von Tantal.The stoichiometry of the carbothermic reaction must be different, as in the case of the reaction between carbon and the oxide of tantalum.

Ta2Og + 7C 2TaC + 5COTa 2 Og + 7C 2TaC + 5CO

In diesem Fall ist das molare Verhältnis von Oxid zu Kohlenstoff» das theoretisch 1 zu 7 betragen muß« was 84 Masse-% Ta2O5 und 16 Μβ88β-% Kohlenstoff in dem aus dem Polymerprodukt hergestellten verkokten Produkt entspricht« d* h. ein 'Massenverhältnis von Kohlenstoff s Ta2°5 von 1 * 5«25·In this case, the molar ratio of oxide to carbon "theoretically must be 1 to 7", which corresponds to 84 mass% Ta 2 O 5 and 16 Μβ88β-% carbon in the coked product prepared from the polymer product "d * h. a mass ratio of carbon s Ta 2 ° 5 of 1 * 5 « 25 ·

Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Oxid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes» das im verkokten Produkt gefordert wird« kann anders sein« wenn ein Nitrid hergestellt werden soll. Z. B. im Fall der Elemente Titan« Vanadium, Zirkonium und Hafnium« deren Oxide durch die Formel MO dargestellt werden können, und deren Nitride durch die Formel MN dargestellt werden können, kann die Gesamtreaktion al3The ratio of carbon to oxide of the metallic or non-metallic element "required in the coked product" may be different "when a nitride is to be produced. For example, in the case of the elements titanium "vanadium, zirconium and hafnium" whose oxides can be represented by the formula MO and whose nitrides can be represented by the formula MN, the overall reaction may be al3

2 MO2 + 4C + N2 ► 2MN + 4CO2 MO 2 + 4C + N 2 ► 2MN + 4CO

dargestellt werden* Das theoretisch erforderliche stöchiometrische Verhältnis ist ein molares Verhältnis von Oxid zu Kohlenstoff von 1 t 2« was den folgenden Maseenverhältnissen entspricht* The theoretically required stoichiometric ratio is a molar ratio of oxide to carbon of 1 t 2, which corresponds to the following Maseenverhältnissen

TiO2 76,9 % Kohlenstoff : TiO2 1 : 3,33 Kohlenstoff 23,1 % TiO 2 76.9 % Carbon: TiO 2 1: 3.33 Carbon 23.1 %

V0? 77,5 % Kohlenstoff : VO2 1 : 3,44 Kohlenstoff 22,5 %V0 ? 77.5 % carbon: VO 2 1: 3.44 carbon 22.5%

ZrO2 83,7 % Kohlenstoff ι ZrO2 X ι 5,13 Kohlenstoff 16,3 % ZrO 2 83.7 % carbon ι ZrO 2 X ι 5.13 carbon 16.3 %

HfO2 89,8% Kohlenstoff t HfO2 1 t 8,80 Kohlenstoff 10.2 % HfO 2 89.8% carbon t HfO 2 1 t 8.80 carbon 10.2 %

Das Verhältnis von Kohlenstoff zum Oxid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes im verkokton Produkt kann durch die Wahl des ersten und zweiten Reaktanten und durch die Wahl des Anteils dieser bei der Herstellung des Polymermaterials verwendeten Reaktanten gesteuert werden. Wenn z.B. ein relativ hoher Anteil von Kohlenetoff im verkokten Produkt erforderlich ist« kann der zweite Reaktant eine organische Verbindung enthalten, die eine zyklische Gruppe enthält« z. B. eine aromatische oder zykloaliphatische Gruppe oder eine ungesättigte Gruppe« da der Verlust an Kohlenstoff bei der Umwandlung eines aus solch einer Verbindung hergestellten Polymerproduktes in ein verkoktes Produkt nicht grob ist, d. h.« sie ergibt eine hohe Kohlenstoffausbeute. Zu den geeigneten derartigen organischen Verbindungen gehören Dihydroxynaphthalen und Dihydroxyzyklohexan. Andererseits neigen die organischen» allphatieche Gruppen enthaltenden Verbindungen zu hohem Kohlenstoffverlust, wenn ein aus solch einer Verbindung hergestelltes Polymerprodukt in ein verkoktes Produkt umgewandelt wird, und der Verlust zn Kohlenstoff hängt rieht stark von der Kettenlänge der aliphatischen Gruppe ab. Wenn daher ein verkoktes Produkt gewünscht wird, das einen hohen Kohlenstoffanteil enthält, wird die Verwendung von aliphatischen Glykolen und Polyolen, zumindest bei einem hohen Anteil, nicht bevorzugt. Die Herstellung eines Polymermaterials und eines verkokten Produktes, das einen hohen Kohlenstoffanteil enthält, wird auchThe ratio of carbon to oxide of the metallic or non-metallic element in the product of co-product may be controlled by the choice of the first and second reactants and by the choice of the proportion of these reactants used in the preparation of the polymeric material. For example, if a relatively high proportion of carbon in the coked product is required, the second reactant may contain an organic compound containing a cyclic group. " An aromatic or cycloaliphatic group or an unsaturated group, since the loss of carbon in the conversion of a polymer product made from such a compound into a coked product is not coarse, ie, it gives a high carbon yield. Suitable such organic compounds include dihydroxynaphthalene and dihydroxycyclohexane. On the other hand, the organic »allphatieche groups when a product made from such a compound, polymer product is converted to a coked product containing compounds tend to high carbon loss, and the loss zn carbon Judges depends strongly on the chain length of the aliphatic group from. Therefore, if a coked product containing a high carbon content is desired, the use of aliphatic glycols and polyols, at least at a high level, is not preferred. The production of a polymer material and a coked product containing a high carbon content also becomes

durch die Verwendung eines zusätzlichen Reaktanten begünstigt« der eine organische Verbindung mit einer einzelnen Hydroxylgruppe enthält, z. B. ein Alkohol, dor eine zyklische üruppe enthält, z* B. Zyklohexanol, oder ein Alkohol, der eine ungesättigte Gruppe enthält und die vorzugsweise auch zyklisch ist, z. B. Furfurylalkohol. Ein derartiger, eine einzelne Hydroxylgruppe enthaltender Reaktant reagiert mit dem ersten Reaktanten und bildet eine Einheit, die von der Kette des Polymermaterials absteht und keine Einheit innerhalb der Polymermaterialkette* Wenn ein relativ hoher •Anteil dee Oxide des metallischen oder nichtmetallischen Elementes im vorkokten Produkt gewünscht wird, kann ein zusätzlicher Reaktant bei der Herstellung des Polymermaterials verwendet werden, der eine Verbindung dee metallischen oder nichtmetallischen Elementes mit einer einzelnen, mit Hydroxylgruppen reagierenden Gruppe enthält. Solch eine Verbindung reagiert mit dem zweiten Reaktanten und bildet eine Einheit, die von der Kette des Polymermaterials absteht, und keinο Einheit innerhalb der Polymermaterialkette. Zu den Beispielen für solche Reaktanter gehören ein Trialkylalkoxysi.'Lan, z. B. Trimethylethoxysilan und entsprechende Verbindungen von Titan, Zirkonium, Vanadium, Tantal und anderen metallischen und nichtmetallischen Elementen.favored by the use of an additional reactant containing an organic compound having a single hydroxyl group, e.g. An alcohol containing a cyclic moiety, e.g., cyclohexanol, or an alcohol containing an unsaturated group, which is preferably also cyclic, e.g. B. furfuryl alcohol. Such a single hydroxyl-containing reactant reacts with the first reactant to form a unit which protrudes from the chain of polymer material and not a unit within the polymeric material chain. *** If a relatively high level of the oxides of the metallic or non-metallic element is desired in the pre-coked product For example, an additional reactant can be used in the preparation of the polymeric material containing a compound of the metallic or non-metallic element having a single hydroxyl-reactive group. Such a compound reacts with the second reactant and forms a moiety that protrudes from the chain of polymer material and not a unit within the polymer material chain. Examples of such reactants include a trialkylalkoxysilane, e.g. B. trimethylethoxysilane and corresponding compounds of titanium, zirconium, vanadium, tantalum and other metallic and non-metallic elements.

Das Verfahren der Erfindung wird in einem flüssigen Medium durchgeführt, in dem die Reaktanten löslich oder dispergierbar sind, und die Reaktanten, und ihre Eigenschaften, sowie die Lösungsmittel für die Reaktanten, falls vorhanden, werden so ausgewählt, daß die Reaktanten miteinander mischbar sind oder in einem gewöhnlichen Lösungsmittel löslich oder leicht diepsrgierbar sind. Der erste Reaktant, das ist die metallische oder nichtmetallische Verbindung, und der zweiteThe process of the invention is carried out in a liquid medium in which the reactants are soluble or dispersible, and the reactants, and their properties, as well as the solvents for the reactants, if present, are selected so that the reactants are miscible with each other or in a common solvent soluble or easily diepsrgierbar. The first reactant, that is the metallic or non-metallic compound, and the second

Reaktant, das let die organische'Verbindung« sollen also miteinander mischbar oder in einem gewöhnlichen Lösungsmittel löslich oder dispergierbar sein« Wenn die Reaktion zwischen miteinander mischbaren Reaktanten bewirkt wird oder wenn die Reaktion in einem Lösungsmittel für die Reaktanten bewirkt wird und das hergestellte Polymennaterial auegefällt wird» ist ee möglich» das Polymermaterial in Form von kleinen und gleichförmigen Teilchen herzustellen» die eine homogene Zusammensetzung haben« Ein Polymermaterial von solcher Form kann auch hergestellt werden» wenn eine Dispersion 'der Reaktanten in einem flüssigen Medium polymerisiert wird» besonders» wenn eine kolloidale Dispersion der Reaktanten polymerisiert wird·Reactant which is said to be "miscible or soluble or dispersible in a common solvent." When the reaction is effected between miscible reactants or when the reaction is effected in a solvent for the reactants and the resulting polymer material is precipitated "It is possible to produce the polymer material in the form of small and uniform particles" having a homogeneous composition. "A polymer material of such a shape can also be prepared" when a dispersion of the reactants is polymerized in a liquid medium "especially" if a colloidal Dispersion of the reactants is polymerized ·

Reaktinten, die miteinander mischbar sind und Lösungsmittel», in rienen Reaktanten gelöst oder dispergiert werden sollen» können mittels einfacher Experimente ausgewählt werden» besonders mit Hilfe der folgenden Beispiele für solche Reaktanten und Lösungsmittel.Reactants which are miscible with each other and which are intended to dissolve or disperse reactants may be selected by simple experimentation, particularly the following examples of such reactants and solvents.

äeispiele für Verbindungen von metallischen oder nichtmetallischen Elementen und für organische Hydroxylgruppen enthaltende Verbindungen« die untereinander mischbar sind» sind u. s- Tetraethoxysilan und Glyzerol« das wahlweise auch Furfurylalkohol enthalten kann» Tetraethoxyeilan und Diethylenglykol» der wahlweise auch Furfurylalkohol enthalten kann» und Triethoxy-Bor und Glyzerol» wenn es auf eine leicht erhöhte Temperatur erhitzt wird.Examples of compounds of metallic or non-metallic elements and organic hydroxyl-containing compounds "which are miscible with each other" are u. s-tetraethoxysilane and glycerol "which may optionally also contain furfuryl alcohol" tetraethoxyeilane and diethylene glycol "which may optionally also contain furfuryl alcohol" and triethoxyboron and glycerol "when heated to a slightly elevated temperature.

Zu den Lösungsmitteln« die verwendet werden können« gehören hoch siedende Kohlenwasserstoffe» z. B* die bei einer Temperatur oberhalb 200 0C siedenden« Petrolether und flüssigeSolvents that can be used include high-boiling hydrocarbons. B * the petroleum ether and liquid boiling at a temperature above 200 ° C

Paraffine. Ethanol let ein geeignetes Lösungsmittel zur Anwendung mit einer Vielzahl von verschiedenen Verbindungen von metallischen oder nichtmetallischen Elementen und organischen Verbindungen« die Hydroxylgruppen enthalten* B. Titantetrachlorid und Glyzerol« Tltantetraethoxid und Glyzerol» Titantetraethoxid und Glyzerol« wahlweise vermischt mit Furfurylalkohol* Aluroiniumtrichlorid und Glyzerol» Aluminium triisopropoxid und Glyzerol« wahlweise vermischt mit Furfurylalkohol« Zirkoniunitetrachlorid« Glyzerol und Furfurylalkohol« Tetraethoxysilan und Zyklo-1«4-Diol, Resorzi-• nol oder 1«3«5-Trihydroxybenzen und Hafniuiutetrachlorid und Glyzerol«Paraffins. Ethanol may be a suitable solvent for use with a variety of different compounds of metallic or non-metallic elements and organic compounds containing the hydroxyl groups such as titanium tetrachloride and glycerol, tantanetetraethoxide and glycerol, titanium tetraethoxide and glycerol optionally mixed with furfuryl alcohol, aluronium trichloride and glycerol "Aluminum triisopropoxide and glycerol" optionally mixed with furfuryl alcohol "zirconium tetrachloride" glycerol and furfuryl alcohol "tetraethoxysilane and cyclo-1" 4-diol, resorcinol • nol or 1 "3" 5-trihydroxybenzene and hafniocarbon tetrachloride and glycerol "

Auch wenn die Reaktanten miteinander mischbar sind« kann man sie in Gegenwart eines Lösungsmittels reagieren lassen« in dem sie löslich oder dispergierbar sind. Tatsächlich wird die Verwendung eines solchen Lösungsmittels aus Gründen bevorzugt« die später hier erklärt werden·Although the reactants are miscible with each other, "they can be reacted in the presence of a solvent" in which they are soluble or dispersible. In fact, the use of such a solvent is preferred for reasons to be explained later herein.

Wenn die Reaktanten weder miteinander mischbar noch in einem üblichen Lösungsmittel löslich sind, muß man sie miteinander in Form einer Dispersion in einem flüssigen Medium« vorzugsweise in Form einer hoch kolloidalen Dispersion« reagieren lassen.When the reactants are neither miscible nor soluble in a common solvent, they must be allowed to react with each other in the form of a dispersion in a liquid medium, preferably in the form of a highly colloidal dispersion.

Da die Reaktion zwischen der metallischen oder nichtmetallischen Verbindung und der Hydroxylgruppen enthaltenden organischen Verbindung der Natur nach eine Kondensationapolymerisation ist, werden die Anteile der Reaktanten so gewählt« daß die gewünschte Kondensation erreicht wird, und es gibt vielleicht nur einen kleinen Bereich für die Variierung der Reaktantenanteile. Die Anteile der gewählten Re-Since the reaction between the metallic or non-metallic compound and the hydroxyl-containing organic compound is by nature a condensation polymerization, the proportions of the reactants are chosen so that the desired condensation is achieved, and there may be only a small range for varying the proportions of reactants , The shares of the selected

aktanten hängen von der Zahl der1 mit Hydroxylgruppen reagierenden Gruppen in der metallischen oder nichtmetallischen Verbindung und von der ZaIO der Hydroxylgruppen in der organischen Verbindung ab. Die relativen Anteile der Reaktanzen können so gewählt werden« daß in der Reaktionsmiechung ee ein annähernd äquimolares Verhältnis von Hydroxylgruppen zu den mit Hydroxylgruppen reagierenden Gruppen gibt* Wenn man z. B. Tetraethoxyeilan, das vier reaktive Gruppen enthält , mit Glyzerol reagieren läßt, das drei reaktive Gruppen enthält, ist die Reaktion eine Traneesterifizierung, bei der Ethanol abgespalten wird, und für ein herzusteller,-des Polymermaterial von ausreichend hohem Molekulargewicht kann das molare Verhältnis von Tetraethoxysilan zu Glyzerol, das gewählt wird, im Bereich von 3 : 4 liegen. Oodoch kann ein Überschuß an einem Reaktanten gegenüber den anderen gewählt werden, um die Reaktion zum Abschluß hin zu treiben.Actinons depend on the number of 1 hydroxyl-reactive groups in the metallic or non-metallic compound and on the ZaIO of the hydroxyl groups in the organic compound. The relative proportions of the reactants can be chosen such that in the reaction mixture ee there is an approximately equimolar ratio of hydroxyl groups to the groups reacting with hydroxyl groups. For example, when tetraethoxyeilane containing four reactive groups reacts with glycerol containing three reactive groups, the reaction is a tranesterification in which ethanol is split off, and for a sufficiently high molecular weight polymer material, the molar ratio of Tetraethoxysilane to glycerol, which is selected to be in the range of 3: 4. However, an excess of one reactant over the other can be chosen to drive the reaction to completion.

Im Verfahren der Erfindung wird die Reaktion in einem Medium bewirkt, in dem die Reaktanten löslich oder dispergierbar sind und in dem das produzierte Polymermaterial in Teilchenform ausgefällt wird. Das gebildete Polymermaterial muß daher im Medium unlöslich sein* Die Bildung des Polymermaterials in Teilchenform kann durch die Durchführung dar Reaktion in der Gegenwart eines üblichen Lösungsmittels für die Reaktanten, und nicht bloß in einer homogenen Mischung der Reaktanten, unterstützt werden sowie durch die Wahl der Reaktantenkonzentrationen im Lösungemittel. Obwohl die optimale Konzentration der Reaktanten im gemeinsamen Lösungsmittel zur Bildung von teilchenförmigen Polymermaterial zu einem gewissen Grade von der Natur der Reaktanten, abhängen kann, liegt die Konzentration des ersten und zweiten Reaktanten und irgendwelcher weiterer Reaktanten, die vielleichtIn the process of the invention, the reaction is effected in a medium in which the reactants are soluble or dispersible and in which the produced polymer material is precipitated in particulate form. The polymer material formed must therefore be insoluble in the medium. The formation of the polymer material in particulate form can be assisted by carrying out the reaction in the presence of a common solvent for the reactants, rather than merely a homogeneous mixture of the reactants, and by choice of reactant concentrations in the solvent. Although the optimum concentration of reactants in the common solvent to form particulate polymer material may to some extent depend on the nature of the reactants, the concentration of the first and second reactants and any other reactants may be

vorhanden sind, im allgemeinen insgesamt im Bereich von 5 Masse-% bis 60 Masse-% von der Gesamtmasse von Reaktanten und flüssigem Medium. Die Bildung des Polymermaterials in Teilchenform wird auch durch gründliches und kräftiges Rühren der Reaktanten und durch die Verwendung eines Dispergiermittels unterstützt« das hilft« das Polymermaterial im gut dispergieren Zustand im Reaktionsmedium zu halten« Die Konzentration des Dispergiermittels» das geeignet ausgewählt wird» hängt von der Konzentration der Reaktanten im Reaktionsmedium ab» aber geeigneterweise liegt die Konzentration im Bereich von O»5 Masse-% bis 10 Masse-% von der Gesamtmasse dee ersten und zweiten Reaktanten und irgendwelcher zusätzlicher Reaktanten· Zu den geeigneten Dispergiermitteln gehören Materialien» die eine Affinität zum Polymermaterial« das bei der Reaktion gebildet wird» und zum flüssigen Medium haben. Zu den Beispielen für geeignete Dispergiermitteln gehören Derivate der Polyhydroxystearinsäure» z* B. ein Polyhydroxystearinsäurederivat von Glycidylmethacrylat oder Polymethylmethacrylat» das mit Polyhydroxystearinsäure umgesetzt wird und restliche Säuregruppen enthält. Die Verwendung eines Dispergiermittels wird auch empfohlen» wenn einer oder mehrere der Reaktanten in Form einer Dispersion in einem flüssigen Medium vorliegen} besondere wenn eine Dispersion gewünscht wird« die im wesentlichen kolloidal ist.generally, generally in the range of 5% to 60% by weight of the total mass of reactants and liquid medium. The formation of the polymer material in particulate form is also assisted by thorough and vigorous stirring of the reactants and the use of a dispersant "which helps to keep the polymer material in the well-dispersed state in the reaction medium." The concentration of the dispersant which is suitably selected depends on the Concentration of the reactants in the reaction medium, but suitably, the concentration is in the range of 0.5 to 10% by mass of the total mass of the first and second reactants and any additional reactants. Suitable dispersants include materials which have an affinity for Polymer material "formed in the reaction" and to the liquid medium. Examples of suitable dispersants include derivatives of polyhydroxystearic acid "z * B. a polyhydroxystearic acid derivative of glycidyl methacrylate or polymethylmethacrylate" which is reacted with polyhydroxystearic acid and contains residual acid groups. The use of a dispersant is also recommended "when one or more of the reactants are in the form of a dispersion in a liquid medium, especially when a dispersion is desired which is substantially colloidal.

Die Teilchengröße dee Polymermaterlf.ls, das hergestellt wird» kann durch die Wahl der Reaktantenkonzentration im Reaktionsmedium» durch die Verwendung eines Dispergiermittels und die Wahl seiner Konzentration« durch Kontrolle über das Ausmaß der Reaktion der Reaktanten und durch die Verwendung kräftigen Rührens reguliert werden. Im allgemei-The particle size of the polymer produced can be regulated by the choice of reactant concentration in the reaction medium "by the use of a dispersing agent and the choice of its concentration" by controlling the extent of reaction of the reactants and by using vigorous stirring. In general

non let die Teilchengröße des Polyroermateriale um eo kleiner» je niedriger die Konzentration der Reaktanzen im Reaktionsmedium ist und je größer die Konzentration des Dispergiermittels ist, je gründlicher das Reaktionsmedium gerührt wird und je geringer die Umwandlung der Reaktanten in das Polymermaterial ist« obwohl die obenerwähnten Kriterien nur zur allgemeinen Orientierung gedacht sind.the lower the concentration of reactants in the reaction medium and the greater the concentration of dispersant, the more thoroughly the reaction medium is agitated and the lower the conversion of the reactants into the polymer material ", even though the above-mentioned criteria are intended for general orientation only.

Die Teilchengröße des keramischen Materials, das letztendlich hergestellt wird, hängt von der Teilchengröße des PoIy-.mermaterials ab, aus dem das keramische Material produziert wird. Eine Teilchengröße für das Polymermaterial im Bereich von 1 bis 500 Mikrometer ist im allgemeinen geeignet. Die bevorzugte Teilchengröße beträgt weniger als 100 Mikrometer.The particle size of the ceramic material that is ultimately produced depends on the particle size of the polymer material from which the ceramic material is produced. A particle size for the polymer material in the range of 1 to 500 micrometers is generally suitable. The preferred particle size is less than 100 microns.

Es kann ratsam oder sogar notwendig sein, die Reaktion unter einer trockenen inerten Atmosphäre ablaufen zu lassen, besonders wenn die Verbindung des metallischen oder nichtmetallischen Elementes leicht hydrolysierbar ist, z. B. wenn die Verbindung ein Alkoxid von Silizium oder Titan ist. Einige Halogenide von metallischen oder nichtmetallischen Elementen, z. B. SiCl4 und TiCl4, sind auch leicht hydrolysierbar.It may be advisable or even necessary to run the reaction under a dry inert atmosphere, especially if the compound of the metallic or non-metallic element is readily hydrolyzable, e.g. When the compound is an alkoxide of silicon or titanium. Some halides of metallic or non-metallic elements, e.g. As SiCl 4 and TiCl 4 , are also easily hydrolyzed.

Die Temperatur, bei der die Reaktion bewirkt wird, hängt von den speziellen Reaktanten ab. So kann man bei Reaktanten, wie z. B. Siliziumtetrahalogeniden oder Glykolen oder PoIyolen, z. B. Ethylenglykol oder -glyzerol, die Reaktion bei oder ungefähr bei Umgebungstemperatur ablaufen lassen, obwohl es bei anderen Reaktanten und im Fall der Reaktion in einem Lösungsmittel notwendig sein kann, die Reaktion bei erhöhter Temperatur durchzuführen. Die ReaktionstemperaturThe temperature at which the reaction is effected depends on the particular reactants. So you can reactants, such. As silicon tetrahalides or glycols or polyols, for. Ethylene glycol or glycerol, allowing the reaction to proceed at or about ambient temperature, although with other reactants and in the case of reaction in a solvent, it may be necessary to carry out the reaction at elevated temperature. The reaction temperature

liegt im allgemeinen nicht oberhalb des Siedepunktes an Lösungsmitteln« obwohl eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes verwendet werden kann. Die Reaktion kann bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden« um ein Reaktioneprodukt zu entfernen und um die Bildung des Polymermaterials zu unterstützen. Wenn z« B. die Reaktion ein» Umesterungsreaktion ist« bei der ein Alkohol abgespalten wird, wie z. B. im Fall der Reaktion eines Siliziumalkoxids mit einer Hydroxyverbindung« dann liegt die Reaktionstemperatur vorzugsweise oberhalb des Siedepunktes des Alkohols« dor bei der Reaktion ab-•gespalten wird.is generally not above the boiling point of solvents, although a temperature above the boiling point can be used. The reaction can be carried out at elevated temperature to remove a reaction product and assist in the formation of the polymeric material. For example, if the reaction is a transesterification reaction in which an alcohol is split off, such as, for example, For example, in the case of the reaction of a silicon alkoxide with a hydroxy compound, the reaction temperature is preferably split above the boiling point of the alcohol during the reaction.

Die Reaktion kann durch das Vorhandensein geeigneter Katalysatoren in der Reaktionsmischung verstärkt werden« z. B. saure Katalysatoren« falls die Reaktion eine Umesterung ist.. Geeignete Katalysatoren für solche Umesterungen sind im Fachgebiet bekannt.The reaction can be enhanced by the presence of suitable catalysts in the reaction mixture. Acidic catalysts "if the reaction is a transesterification. Suitable catalysts for such transesterifications are known in the art.

Das Polymermaterial« das hergestellt wird« kann aus dem flüssigen Medium« z. B. aus der. Lösungsmittel« in dem Reaktion stattfindet« ausgefällt werden, ohne daß spezielle Maßnahmen ergriffen werden« um diese Ausfällung zu erreichen. Andererseits kann es notwendig sein, das Polymermaterial zum Ausfällen zu bringen oder zumindest unterstützend bei der Ausfällung einzugreifen. Das kann z. B. erreicht werden durch das Zusetzen eines inaktiven Lösungsmittels zur Reaktionsmischung oder durch das Entfernen eines Teils des Lösungsmittels aus der Reaktionsmischung oder durch das Entfernen eines Reaktionsproduktes aus der Reaktionsmischung« z. B. durch Entfernen des Alkohols, der durch die Reaktion eines Esters eines metallischen oder nichtmetallischen Elementes und einer organischen Verbindung mit zwei oder mehrThe polymer material "which is produced" from the liquid medium "z. B. from the. Solvent "takes place in the reaction" to be precipitated without special measures being taken "to achieve this precipitation. On the other hand, it may be necessary to precipitate the polymer material or at least to intervene in the precipitation. This can z. B. be achieved by adding an inactive solvent to the reaction mixture or by removing a portion of the solvent from the reaction mixture or by removing a reaction product from the reaction mixture «z. By removing the alcohol caused by the reaction of an ester of a metallic or non-metallic element and an organic compound having two or more

Hydroxylgruppen erzeugt wird· Das Entfernen eines solchen Reaktionsproduktes oder eines Teils solch eines Lösungsmittels kann durch Destillation erreicht werden*The removal of such a reaction product or a part of such a solvent can be achieved by distillation *

Das hergestellte Polymermaterial kann durch beliebige herkömmliche Mittel abgetrennt werden, z. B. durch Filtration dee Reaktionemediume, und es kann gewaschen werden ι um Lösungsmittel und nicht umgesetzte Reaktanten zu entfernen, und getrocknet werden.The polymer material produced can be separated by any conventional means, e.g. By filtration of the reaction medium, and it can be washed to remove solvent and unreacted reactants, and dried.

'Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann auf kontinuierliche Art durchgeführc werden« Daher können der erste und zweite Reaktant und eventuell ein Dispergiermittel und ein Lösungsmittel für die Reaktanten kontinuierlich in ein Reaktionsgefäß eingespeist werden« der Inhalt des Reaktionsgefäßes kann kontinuierlich aus dem Reaktionsgefäß abgezogen werden und das Polymermaterial kann vom Inhalt des Reaktionsgefäßes» aus dem er entfernt wurde, abgetrennt werden* Nach der Abtrennung dee Polymermaterials können die nicht umgesetzten Reaktanten und, falls vorhanden, Lösungsmittel und Dispergiermittel in das Reaktionsgefäß zurückgeloitet werden, wobei zusätzliche Reaktanten und Lösungsmittel und Dispergiermittel, falls verwendet, ebenfalls in das Reaktionsgefäß enteprechend der Notwendigkeit eingespeist werden,The process of the present invention can be carried out in a continuous manner. Thus, the first and second reactants, and optionally a dispersant and a solvent for the reactants, can be continuously fed to a reaction vessel. The contents of the reaction vessel can be continuously withdrawn from the reaction vessel and the reaction mixture removed Polymer material can be separated from the contents of the reaction vessel from which it was removed. After separation of the polymer material, the unreacted reactants and, if present, solvents and dispersants can be returned to the reaction vessel using additional reactants and solvents and dispersants, if used , also be fed into the reaction vessel according to the need,

In einem nachfolgenden Schritt oder Schritten kann das im Verfahren der Erfindung hergestellte teilchenförmige PoIymerma':erial pyrolysiert: werden, um ein teilchenförmiges keramisches Material her2:usteilen. Das Polymermaterial kann in zwei Schritten pyrolysiert werden, die aus einem Schritt der Erhitzung des Materials auf eine erhöhte Temperatur bestehen, um ein verkoktes Produkt herzustellen, das eineIn a subsequent step or steps, the particulate polymer produced in the process of the invention may be pyrolyzed to give a particulate ceramic material. The polymer material may be pyrolyzed in two steps consisting of a step of heating the material to an elevated temperature to produce a coked product containing a

äußerst Innige Mischung eines Oxids des metallischen oder nichtmetallischen Elementes und Kohlenstoff enthält, und einem zweiten Schritt der Erhitzung auf eine erhöhte Temperatur bestehen, um ein keramisches Material herzustellen« ζ* Θ» in einer inerten Atmosphäre, um ein Karbid eines metallischen oder nichtmetallischen Elementes herzustellen, in einer Stickstoff oder eine reaktionsfreudige stickstoffhaltige Verbindung enthaltenden Atmosphäre, um ein Nitrid eines metallischen oder nichtmetallischen Elementes herzustellen. Diese weitere Verarbeivung des Polymermaterials wird untor der Bezeichnung eines Zweischrittverfahrens beschrieben·highly intimate mixture of an oxide of the metallic or non-metallic element and carbon, and a second step of heating to an elevated temperature to produce a ceramic material in an inert atmosphere to produce a carbide of a metallic or non-metallic element , in an atmosphere containing nitrogen or a reactive nitrogen-containing compound to produce a nitride of a metallic or non-metallic element. This further processing of the polymer material is described using the name of a two-step process.

Die Temperatur, bei der die Erhitzung im Verkokungsschritt erfolgt, hängt von der Art der organischen Komponente des Polymermaterials ab, im allgemeinen wird aber eine Temperatur von bis zu 600 0C ausreichen, obwohl eine höhere Temperatur verwendet werden kann, z. B* eine Temperatur bis etwa 800 0C. Die Erhitzung sollte über einen Zeitabschnitt erfolgen, der zur vollständigen Verkokung der organischen Komponente des Polymermaterials ausreicht, z. B* eine ausreichende Zeit, bis hin kein weiterer Gewichtsverlust des verkokton Produktes bei der gewählten Temperatur auftritt.The temperature at which the heating takes place in the coking step depends on the nature of the organic component of the polymer material, but generally a temperature of up to 600 ° C will suffice, although a higher temperature may be used, e.g. B * a temperature up to about 800 0 C. The heating should be carried out over a period of time sufficient for complete coking of the organic component of the polymer material, for. B * sufficient time until no further weight loss of the cokote product occurs at the selected temperature.

Im zweiten Schritt der Pyrolyse wird das verkokte Produkt über die im Verkokungsschritt verwendete Temperatur hinaus erhitzt, um karbothermische Reaktion zwischen dem Kohlenstoff und dem Oxid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes im verkokten Produkt zu bewirken. Im allgemeinen wird eine Temperatur bis etwa 1600 0C, möglicherweise etwas höher, z. B* bis zu 1800 0C, ausreichen, und die brhitzung sollte in einer inerten Atmosphäre erfolgen, z. B. in einerIn the second step of the pyrolysis, the coked product is heated beyond the temperature used in the coking step to cause carbothermal reaction between the carbon and the oxide of the metallic or non-metallic element in the coked product. In general, a temperature up to about 1600 0 C, possibly slightly higher, z. B * up to 1800 0 C, and the brhitzung should take place in an inert atmosphere, eg. B. in one

Atmosphäre eines inerten Gases, "z. B. Helium« wenn ein Karbid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes durch die karbothermische Reaktion hergestellt werden soll« oder die Erhitzung sollte in einer Atmosphäre einer reaktionsfreudigen Stickstoffverbindung erfolgen, z. B. Stickstoff selbst oder Ammoniak« wenn ein Nitrid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes hergestellt werden soll«Atmosphere of an inert gas, "eg helium" if a carbide of the metallic or non-metallic element is to be produced by the carbothermal reaction "or the heating should be in an atmosphere of a reactive nitrogen compound, eg nitrogen itself or ammonia" a nitride of the metallic or non-metallic element is to be produced «

Aus führungsbeispieleOut of leadership examples

'Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in mehrerdn Beispielen näher erläutert werden*The solution according to the invention will be explained in more detail in several examples below *

Beispiel 1example 1

Die folgende Reaktionemischung wurde unter Stickstoff in ein Reaktionsgefäß eingespeist« das mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer, einem Rückflußkühler und einem Einlaß und Auslaß für Stickstoff ausgerüstet ist.The following reaction mixture was fed under nitrogen to a reaction vessel equipped with a high speed stirrer, a reflux condenser, and an inlet and outlet for nitrogen.

Tet raothoxysilanTetraothoxysilane 9292 ,7, 7 gG Furfurylalkoholfurfuryl 2222 gG Glyzerolglycerol 3030 gG Tetraisobutan 90Tetraisobutane 90 250250 mlml ρ Dispergiermittelρ Dispersant 11 .5.5 gG

Hauptsächlich C16-Isoparaffine mit einem Anteil vonMainly C16 isoparaffins with a share of C12-l8oparaffinen. Siedepunkt 225 bis 255 0C.C12 l8oparaffinen. Boiling point 225 to 255 0 C.

50 Masse-%ige Lösung »ines Polyhydroxystearinsäure-50% by mass solution in polyhydroxystearic acid

derivata von Glycidyl in Lackbenzin Der Inhalt des Reaktionsgefäßes in Form einer Lösung wurdederivatives of glycidyl in white spirit The content of the reaction vessel in the form of a solution was

auf die Rücklauftemperatur 3 Stunden lang unter einer Stickstof fatmoephäre erhitzt und kräftig gerührt. Danach wurde dae kräftige Rühren fortgesetzt, und eine flüeelge Phase, die hauptsächlich aus Ethanol und etwas nicht umgesetztem Tetreethoxyeilan bestand« wurde aus dem Reaktionsgefäß abdestilliert, anfangs bei einer Temperatur von 80 0C* Mit dem Fortechreiten der Destillation wurde ein Polymermaterial in Form von feinen braunen Teilchen aufgefällt» und die Destillation wurde fortgesetzt ι bie eine Temperatur von 190 0C erreicht wurde, bei der keine weitere Flüssigkeit ab- * destilliert werden konnte. Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde abkühlen gelassen. Ein gleich großes Volumen von 40-6Oer Petrolether wurde hinzugefügt, der Inhalt wurde gefiltert, um das teilohenförmige Polymermaterial abzutrennen, und das Teilchenmaterial wurde mit Petrolether gewaschen, im Vakuum bei 60 0C getrocknet. Die Ausbeute en den feinen Teilchen des teilchenförmigen Polymermaterials betrug 54,2 g.heated to the reflux temperature for 3 hours under a nitrogen atmosphere and stirred vigorously. Thereafter, vigorous agitation was dae continued and a flüeelge phase which consisted mainly of ethanol and some unreacted Tetreethoxyeilan "has been distilled from the reaction vessel, initially at a temperature of 80 0 C * With the Fortechreiten the distillation a polymeric material in the form of fine was brown particles precipitated »and the distillation was continued ι bie reached a temperature of 190 0 C, at which no further liquid could be distilled *. The contents of the reaction vessel were allowed to cool. An equal volume of petroleum ether was added 40-6Oer, the contents were filtered to separate the teilohenförmige polymeric material and the particulate material was washed with petroleum ether, dried in vacuo at 60 0 C. The yield of the fine particles of the particulate polymer material was 54.2 g.

Das teilchenförmige Polymermaterial, das 15,3 M-% Silizium und 39,3 M-% Kohlenstoff sowie Sauerstoff enthielt« wurde in einer Stickstoffatmoephäre mit einer Temperaturanstiegsrate von 7 K pro Minute auf eine Temperatur von 800 0C erhitzt, um ein verkoktes Produkt herzustellen, das aus Siliziumdioxid und Kohlenstoff (62,5 M-% Siliziumdioxid und 37,5 M-% Kohlenstoff) besteht, und das verkokte Produkt wurde in einer Heliumatmosphäre erhitzt, wobei die Temperatur mit einer Rate von 7 K pro Minute von Umgebungstemperatur auf 450 0C und danach mit einer Rate von 5 K pro Minute auf 1600 0C erhöht wurde.The particulate polymer material containing 15.3% by mole of silicon and 39.3% by mole of carbon and oxygen was heated to a temperature of 800 ° C. in a nitrogen atmosphere at a rate of 7 K per minute to produce a coked product composed of silica and carbon (62.5% by mass of silica and 37.5% by mass of carbon) and the coked product was heated in a helium atmosphere with the temperature rising from ambient temperature to 450 at a rate of 7K per minute 0 C and then at a rate of 5 K per minute to 1600 0 C was increased.

Die Untersuchung des teilchenförmigen Produktes mit der Röntgenbeugung und Ramanspektroskopie zeigte, daß es ß-SiCExamination of the particulate product with X-ray diffraction and Raman spectroscopy showed that it was β-SiC

enthielt sowie etwas Restkohlenstoff. Das Produkt bestand aus feinen Teilchen»contained as well as some residual carbon. The product consisted of fine particles »

Beispiel 2Example 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt» außer daß die Ree'itionsmischung ausThe procedure of Example 1 was repeated »except that the reaction mixture consisted of

Aluminiumtriisopropoxid 46,6 gAluminum triisopropoxide 46.6 g Furfurylalkohol IO gFurfuryl alcohol IO g

Glycerol 12,3 gGlycerol 12.3 g

Tetraieobutan 90 150 mlTetraieobutane 90 150 ml Dispergiermittel 2 gDispersant 2 g

bestand.duration.

Polymethyliaethacrylat« das Polyhydroxystearinsäuregruppen enthält.Polymethyliaethacrylat «containing polyhydroxystearic acid groups.

Die abdestillierte flüssige Phase bestand hauptsächlich aus Isopropanol, die erreichte Maximalteinperatur betrug 150 0C, und das hergestellte teilchenförmige Polymermaterial bestand aus feinen Teilchen eines hellgelben Materials* Das Polymermaterial bestand 13,62 M-% Kohlenstoff, 4,6 M-% Wasserstoff, 19,6 M-% Aluminium und Sauerstoff,und die Teilchengrößeanaly3e zeigte, daß 100 % der Teilchen eine Größe von weniger als 100 Mikrometer haben und daß der Median der Teilchengröße 10 Mikrometer beträgt. Das hellgelbe Material wurde zu einem verkokten Produkt pyrolysiert, und dat· verkokte Produkt wurde durch Erhitzen entsprechend dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren weiter pyrolysiert, abgesehen davon, daß die Pyrolyse des verkokten Produktes in einer Stick-The liquid phase distilled off mainly consisted of isopropanol, the maximum temperature reached was 150 ° C., and the particulate polymer material produced consisted of fine particles of pale yellow material. The polymer material was 13.62% by mass carbon, 4.6% by mass hydrogen, 19% , 6 M% aluminum and oxygen, and the particle size analysis showed that 100% of the particles have a size of less than 100 microns and that the median particle size is 10 microns. The light yellow material was pyrolyzed to a coked product, and the product coked was further pyrolyzed by heating according to the procedure described in Example 1, except that the pyrolysis of the coked product in an embroidered product was pyrolyzed.

stoffatmosphöre durchgeführt wurde·fabric atmosphere was carried out

Öle Untersuchung der feinen Teilchen dee sich ergebenden Produktes mit Röntgenbeugung und Ramanepektroskopie zeigte, daß es aus AlN mit etwas Restkohlenstoff besteht·Oils Examination of the fine particles of the resulting product by X-ray diffraction and Raman spectroscopy revealed that it consists of AlN with some residual carbon.

Beiopiel 3Beiopiel 3

Es wurde das Polymerisationsverfahren von Beispiel 1 wiederholt, nur bestand die Reaktionsmischung ausThe polymerization procedure of Example 1 was repeated except that the reaction mixture consisted of

Titantetraethoxid 11,4 gTitanium tetraethoxide 11.4 g Triethyl-Bor 14,6 gTriethyl boron 14.6 g

Glyzerol 18,4 gGlycerol 18.4 g

Tetraisobutan 90 50 ml Dispergiermittel (wie in Beispiel 2 verwendet) 1,0 gTetraisobutane 90 50 ml Dispersant (as used in Example 2) 1.0 g

und die erreichte maximale Temperatur betrug 150 0C. Das teilchenförmige Polymermaterial wurde in Form eines weißen teilchenförmigen Materials und mit einer Ausbeute von 20,5 g hergestellt. Die Teilchen des Polymermaterials hatten eine mittlere Größe von 11 Mikrometern, und 100 % der Teilchen hatten eine Größe von weniger als 113 Mikrometern.and the maximum temperature reached was 150 ° C. The particulate polymer material was prepared in the form of a white particulate material and in a yield of 20.5 g. The particles of the polymer material had an average size of 11 microns, and 100 % of the particles had a size of less than 113 microns.

Das Polymermaterial diente als Vorstufe zur Herstellung von Titanborid.The polymer material served as a precursor for the production of titanium boride.

Beispiel 4Example 4

Es wurde des Polymerisationsverfahren von Beispiel 1 wiederholt, nur daß die Reaktionsmischung ausThe polymerization process of Example 1 was repeated, except that the reaction mixture

Tetraethoxysilan 43,5 gTetraethoxysilane 43.5 g Furfurylalkohol 13,7 gFurfuryl alcohol 13.7 g

Olyzerol 20 gOlyzerol 20 g

flüssigem Paraffin 200 ml Dispergiermittel (wieliquid paraffin 200 ml dispersant (like

in Beispiel 2 verwendet) 1,2 gused in Example 2) 1.2 g

bestand» Das Produkt dcir Polymerisation war ein braunes Polymerisationsmaterial in Form von feinen braunen Teilchen. Die Ausbeute an Polymermaterial betrug 30 g*The product of the polymerization was a brown polymerisation material in the form of fine brown particles. The yield of polymer material was 30 g *

Beispiel 5Example 5

Es wurde das Polymerisationsverfahren von Beispiel 2 wiederholt, nur daß die Reaktionsmischung ausThe polymerization procedure of Example 2 was repeated, except that the reaction mixture consisted of

Aluminiumtriisopropoxid 51 gAluminum triisopropoxide 51 g Furfurylalkohol 14,7 gFurfuryl alcohol 14.7 g

Glyzerol 13,8 gGlycerol 13.8 g

Tetraisobutan 90 100 ml Dispergiermittel (wieTetraisobutane 90 100 ml Dispersant (as

in Beispiel 1 verwendet) 5,0 gused in Example 1) 5.0 g

bestand« Das Produkt der Polymerisation war ein hellgelbes Polyipermaterial in Form von feinen Teilchen. Die Ausbeute betrug 42 g.The product of the polymerization was a pale yellow polyisomer in the form of fine particles. The yield was 42 g.

Beispiel 6Example 6

Es wurde das Polymerisationsverfahren von Beispiel 2 verwendet, nur daß die Reaktionsmischung ausThe polymerization process of Example 2 was used, except that the reaction mixture consisted of

Aluminiumtrii8opropoxid 25*5 kg Furfurylalkohol 5,4 kgAluminum tri-8-propoxide 25 * 5 kg Furfuryl alcohol 5.4 kg

Glyzerol 6,7 kgGlycerol 6.7 kg

flüssigem Paraffin 65 1 Dispergiermittel (wie in Beispiel 3 verwendet) 1,0 kgliquid paraffin 65 1 dispersant (as used in example 3) 1.0 kg

bestand« Das Produkt der Polymerisation war ein hellgelbes Polymermaterial in Form von feinen Teilchen» Die Ausbeute an Polymermaterial betrug 16,5 kg.The product of the polymerization was a light yellow polymer material in the form of fine particles. The yield of polymer material was 16.5 kg.

Beispiel 7 Example 7

Es wurde das Polymerisationsverfahren von Beispiel 1 wiederholt, nur daß die Reaktionsmischung ausThe polymerization process of Example 1 was repeated, except that the reaction mixture of

Aluminiumtriisopropoxid 46,6 gAluminum triisopropoxide 46.6 g Furfurylalkohol 11 gFurfuryl alcohol 11 g

Glyze'-ol 12,4 gGlycine-ol 12.4 g

Tctreisobutan 90 75 ml Dispergiermittel (wieTctreisobutane 90 75 ml Dispersant (as

in Beispiel 2 verwendet) 2,0 gused in Example 2) 2.0 g

oestand. Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde 1 Stunde auf 150 0C geheizt, und Isopropanol wurde aus dem Reaktionsgefäß abdestilliert. Das bei dor Reaktion gebildete Polymermaterial, das in der Form hellgelben feinen Teilchen anfiel, wurde gefiltert, mit einem niedrig siedenden Paraffin gewaschen und im Vakuum 1 Stunde bei 70 0C getrocknet. Die Ausbeute an Polymermaterial betrug 36,7 g, die mittlere Größe der Teilchen des Polymermaterials betrug 10 Mikrometer, und die Teilchen hatten eine Grö&e von weniger als 65 Mikro-oestand. The contents of the reaction vessel were heated at 150 ° C. for 1 hour, and isopropanol was distilled off from the reaction vessel. The polymer material formed in the reaction, which was obtained in the form of light yellow fine particles, was filtered, washed with a low-boiling paraffin and dried in vacuo at 70 ° C. for 1 hour. The yield of polymer material was 36.7 g, the average size of the particles of the polymer material was 10 microns, and the particles had a size of less than 65 micrograms.

meiern, und das Polymermaterial bestand aus 35#10 M-% Kohlenstoff, 5,09 M-% Wasserstoff, 14,2 M-% Aluminium und Sauoretoff.The polymer material consisted of 35 # 10 M% carbon, 5.09 M% hydrogen, 14.2 % aluminum and Sauoretoff.

Beispiel 8Example 8

Ee wurde das Verfahren von Beispiel 7 wiederholt, nur daß die Reaktionemiechung 150 ml Tetraieobutan und 0,5 g Dispergiermittel enthielt. 41 g Polymermaterial wurde in Form von feinen Teilchen produziert, die Teilchen hatten eine mittlere Größe von 4 Mikrometern, und 100 % der Teilchen hatten eine Größe von weniger als 65 Mikrometern, und das Polymermaterial bestand aus 46,02 M-% Kohlenstoff, 7,45 M-% Wasserstoff , 13,1 M-% Aluminium und Sauerstoff*Ee, the procedure of Example 7 was repeated except that the reaction mixture contained 150 ml of tetraeuobutane and 0.5 g of dispersant. 41 g of polymer material was produced in the form of fine particles, the particles had a mean size of 4 microns, and 100 % of the particles had a size of less than 65 microns, and the polymer material consisted of 46.02 M% carbon, 7, 45 M% hydrogen, 13.1 M% aluminum and oxygen *

Beispiel 9Example 9

Ee wurde das Verfahren von Beispiel 7 wiederholt, nur daß die Reaktionsmischung ausEe, the procedure of Example 7 was repeated, except that the reaction mixture

Aluminiumtrlisopropoxid 23,3 gAluminum triisopropoxide 23.3 g Furfurylalkohol 5,5 gFurfuryl alcohol 5.5 g

Glyzerol 62 gGlycerol 62 g

Diothylenglykoldimethyl-Diothylenglykoldimethyl-

ether 75 mlether 75 ml

Dispergiermittel (wieDispersants (such as

in Beispiel 2 verwendet) 1 gused in Example 2) 1 g

Es wurden 17 g Polymermaterial in Form von feinen Teilchen hergestellt, 100 % der Teilchen hatten eine Größe von weniger als 100 Mikrometern, und 50 % hatten eine Größe von weniger als 11 Mikrometern, und das Polymermaterial bestandThere were prepared 17 g of polymer material in the form of fine particles, 100 % of the particles had a size of less than 100 microns, and 50 % had a size of less than 11 microns, and the polymer material was

aus 36,12 M-% Kohlenetoff, 5,70 M-% Wasserstoff, 13,90 Μ··% Aluminium und Sauerstoff.of 36.12 M% carbon, 5.70 M% hydrogen, 13.90 Μ ··% aluminum and oxygen.

Beispiel 10Example 10

Ee wurde das Verfahren von Beispiel 9 wiederholt, nur daß der Diethylenglykoldimethylether durch 75 ml N-Methy.lpyrrolidon ersetzt wurde·Ee, the procedure of Example 9 was repeated except that the diethylene glycol dimethyl ether was replaced by 75 ml of N-methylpyrrolidone.

Ee wurden 18 g Polymermaterial in Form von feinen Teilchen hergestellt, die mittlere Größe der Teilchen betrug 10 Mikrometer, und das Polymermaterial bestand aus 35,50 M-% Kohlenstoff, 5,54 M-% Wasserstoff, 14,1 M-% Aluminium und Sauerstoff.Ee, 18 g of polymer material were prepared in the form of fine particles, the average size of the particles was 10 microns, and the polymer material consisted of 35.50 M% carbon, 5.54 M% hydrogen, 14.1 M% aluminum and Oxygen.

Beispiel 11Example 11

Es wurde das Verfahren von Beispiel 7 wiederholt, nur daß die Reaktionsmischung ausThe procedure of Example 7 was repeated, except that the reaction mixture

Titantetraethoxid 22,9 g Furfurylalkohol 9,8 gTitanium tetraethoxide 22.9 g Furfuryl alcohol 9.8 g

Glyzerol 9,2 gGlycerol 9.2 g

Tetraisobutan 90 80 ml Dispergiermittel (wie in Beispiel 2 verwendet) 1 gTetraisobutane 90 80 ml Dispersant (as used in Example 2) 1 g

bestand. Der Inhalt des Reaktionegefäßee wurde 1 Stunde auf 160 0C erhitzt, und Ethanol wurde aus dem Reaktionsgefäß abdestilliert.duration. The contents of the reaction vessel were heated at 160 ° C. for 1 hour, and ethanol was distilled off from the reaction vessel.

21,4 g Polymermaterial wurden in Form von feinen Teilchen21.4 g of polymer material were in the form of fine particles

hergestellt» 100 % der Teilchen hatten eine Größe von weniger ale 100 Mikrometer und 50 % der Teilchen hatten eine Größe von weniger ale 25 Mikrometern, und das Polymermaterial bestand aus 40,60 M-% Kohlenetoff, 4,97 M-% Wasserstoff, 20,4 M-SK Titan und Sauerstoff.100 % of the particles were less than 100 microns in size and 50 % of the particles were less than 25 microns in size and the polymer material was 40.60 M% carbon, 4.97 M% hydrogen, 20 , 4 M-SK titanium and oxygen.

Beispiel 12Example 12

Es wurde das Verfahren von Beispiel 11 wiederholt, nur daß die Reaktionsmischung ausThe procedure of Example 11 was repeated, except that the reaction mixture

Titantetraethoxid 29,2 gTitanium tetraethoxide 29.2 g

Furfurylalkohol 11 g Glyzerol 9,2 gFurfuryl alcohol 11 g glycerol 9.2 g

Tetraisobutan 90 50 ml Dispergiermittel (wie in Beispiel 2 verwendet) 1 gTetraisobutane 90 50 ml Dispersant (as used in Example 2) 1 g

24 g Polymermaterial wurden in Fcrm feiner Teilchen produziert, 100 % der Teilchen hatten eine Größe von weniger als 160 Mikrometer, und 50 % der Teilchen hatten eine Größe von weniger als 20 Mikrometer, und das Polymermaterial beerend aus 41,27 M-Jg Kohlenstoff, 4,95 M-% Wasserstoff, 20,?. M-% Titan und Sauerstoff.24 g of polymer material was produced in fineness of fine particles, 100 % of the particles had a size of less than 160 microns, and 50 % of the particles had a size of less than 20 microns, and the polymer material berry of 41.27 M-jg carbon, 4.95 M% hydrogen, 20,?. M-% titanium and oxygen.

Beispiel 13Example 13

Es wurde das Verfahren von Beispiel 7 wiederholt, nur daß die Rer. tionsmischung ausThe procedure of Example 7 was repeated except that the Rer. tion mixture

Titantetraethoxid 22,9 gTitanium tetraethoxide 22.9 g Bortrimethoxid 11,6 gBoron trimethoxide 11.6 g Furfurylalkohol 19,8 gFurfuryl alcohol 19.8 g

Glyzerol 11 gGlycerol 11 g

Tetraisobutan 90 100 ml Dispergiermittel (wieTetraisobutane 90 100 ml Dispersant (as

in Beispiel 2 verwendet) 2 gused in Example 2) 2 g

bestand« Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde 1 Stunde auf 160 0C erhitzt, und Methanoi aktionsgefäß abdestilliert.was "The contents of the reaction vessel was heated for 1 hour at 160 0 C, and distilled Methanoi action vessel.

160 0C erhitzt, und Methanol und Ethanol wurden aus den Re-160 ° C., and methanol and ethanol were removed from the

33 g Polymermaterial wurden in Form von feinen Teilchen produziert, 100 % der Teilchen hatten eine Größe von weniger ale 280 Mikrometer, und 50 % der Teilchen hatten eine Größe von weniger als 105 Mikrometer, und das Polymermaterial bestand aus 40,15 M-% Kohlenstoff, 4,54 M-% Wasserstoff, 12,6 M-% Titan, 4,43 M-% Bor und Sauerstoff.Thirty grams of polymer material was produced in the form of fine particles, 100 % of the particles were less than 280 microns in size, and 50 % of the particles were less than 105 microns in size, and the polymeric material was 40.15 M% carbon , 4.54 M% hydrogen, 12.6 M% titanium, 4.43 M% boron and oxygen.

Titanborid wurde durch Pyrolyse des Polymermaterials produziert.Titanium boride was produced by pyrolysis of the polymer material.

Claims (29)

Patentansprücheclaims (1) einem ersten Reaktanten« der aus einer Verbindung oder Verbindungen von mindestens einem metallischen oder nichtmetallischen Element mit zwei oder mehr Gruppen besteht« die mit Hydroxylgruppen reagieren, und(1) a first reactant "consisting of a compound or compounds of at least one metallic or non-metallic element having two or more groups" which react with hydroxyl groups, and 1. Verfahren zur Herstellung einer Vorstufe« die ein Polymermaterial ist« das aus mindestens einem metallischen oder nichtmetallischen Element« Sauerstoff und Kohlenstoff besteht und aus dem ein keramischer Werkstoff durch Pyrolyse hergestellt werden kann« gekennzeichnet durch das Reagierenlaesen vonA process for the preparation of a precursor "which is a polymer material" which consists of at least one metallic or non-metallic element "oxygen and carbon and from which a ceramic material can be prepared by pyrolysis" characterized by reacting 2 Ä 93 782 A 93 78 daß der zweite Reaktant ein Glykol und/oder Glyzerol enthält.the second reactant contains a glycol and / or glycerol. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanten in einem üblichen Lösungsmittel löslich sind.2. The method according to claim 1, characterized in that the reactants are soluble in a conventional solvent. (2) einem zweiten Reaktanten, der aus mindestens einer organischen Verbindung besteht, die zwei oder mehr Hydroxylgruppen hat«(2) a second reactant consisting of at least one organic compound having two or more hydroxyl groups. « wobei die erwähnte Reaktion in einem flüssigen Medium bewirkt wird« in dem die Reaktanten löslich und/oder dispergierbar sind und in dem das durch die Reaktion produzierte Polymermaterial unlöslich ist oder in dem erreicht werden kann« daß das Polymermaterial unlöslich ist, sowie das Ausfällen des Polymermaterials im flüssigen Medium in Teilchenform und das Gewinnen des Polymerisat eriale aus dem flüssigen Medium in Teilchenform umfaßt.wherein said reaction is effected in a liquid medium in which the reactants are soluble and / or dispersible and in which the polymer material produced by the reaction is insoluble or achievable in that the polymer material is insoluble and precipitates the polymeric material in the liquid medium in particulate form, and recovering the polymer from the liquid medium in particulate form. 3. Verfahren nach Anspruch 2« dadurch gekennzeichnet« daß3. The method of claim 2 «characterized« that das Polymermaterial in dem üblichen Lösungsmittel unlöslich let.the polymer material in the usual solvent insoluble let. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2» dadurch gekennzeichnet» daß das Folymermaterial durch das Entfernen von Reaktionsprodukt aus dem flüssigen Medium zum Ausfällen gebracht wird»4. The method of claim 1 or 2 »characterized» that the Folymermaterial is brought by the removal of reaction product from the liquid medium to precipitate » 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet« daß der erste Reaktant eine Verbindung von Aluminium« Silizium, Titan, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Wolfram oder Bor enthält·5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that «the first reactant contains a compound of aluminum« silicon, titanium, tantalum, zirconium, hafnium, tungsten or boron · 6* Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Reaktant die Formel MX Ym hat, wobei M ein metallisches oder nichtmetallieches Element ist, X eine mit Hydroxylgruppen reagierende Gruppe und Y eine nicht mit Hydroxylgruppen reagierende Gruppe ist; η ist eine ganze Zahl von mindestens 2, und m ist null oder eine ganze Zahl.A process according to claims 1 to 5, characterized in that the first reactant has the formula MX Y m , where M is a metallic or non-metallic element, X is a hydroxyl reactive group and Y is a non-hydroxyl reactive group; η is an integer of at least 2, and m is zero or an integer. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß X eine HaJogenidgruppe, eine Amidgruppe oder eine AIkoxygruppe ist.7. The method according to claim 6, characterized in that X is a HaJogenidgruppe, an amide group or an alkoxy group. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Reaktant eine Verbindung von Bor oder Silizium und eine Verbindung eines metallischen oder nichtmetallischen Elementes (außer Bor oder Silizium) enthält.8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the first reactant contains a compound of boron or silicon and a compound of a metallic or non-metallic element (except boron or silicon). 9. Verfahren nach Anspruch 1. bis Θ, dadurch gekennzeichnet,9. The method according to claim 1 to Θ, characterized 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet« daß der zweite Reaktant eine organische Verbindung mit einer zyklischen Gruppe enthält.10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that «the second reactant contains an organic compound having a cyclic group. 11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet» daß der zweite Reaktant eine organische Verbindung mit einer ungesättigten Gruppe enthält.11. The method according to claim 1 to 10, characterized in that »the second reactant contains an organic compound having an unsaturated group. 12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11« dadurch gekennzeichnet, daß es das Reagierenlassen eines zusätzlichen Reaktanten enthält, der eine organische Verbindung mit einer einzelnen Hydroxygruppe enthält.The process of claims 1 to 11 characterized in that it comprises reacting an additional reactant containing an organic compound having a single hydroxy group. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Reaktant eine zyklische Gruppe enthält.13. The method according to claim 12, characterized in that the additional reactant contains a cyclic group. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Reaktant eine ungesättigte Gruppe enthält.14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the additional reactant contains an unsaturated group. 15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es das Reagierenlassen eines zusätzlichen Reaktanten enthält, der eine Verbindung eines metallischen oder nichtmetallischen Elenentes mit einer mit Hydroxylgruppen reagierenden einzelnen Gruppe enthält.A process according to claims 1 to 11, characterized in that it comprises reacting an additional reactant containing a compound of a metallic or non-metallic element with a single group reactive with hydroxyl groups. 16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Medium einen Kohlenwasserstoff enthält.16. The method according to claim 1 to 15, characterized in that the liquid medium contains a hydrocarbon. 17. Verfahren nach Anspruch 16« dadurch gekennzeichnet» daß der Kohlenwasserstoff einen Siedepunkt von mehr als 200 0C hat.17. The method according to claim 16 «characterized» that the hydrocarbon has a boiling point of more than 200 0 C. 18. Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des ersten Reaktanten und des zweiten Reaktanten und des zusätzlichen Reaktanten, wenn vorhanden, im Bereich von 5 Maese-% bis 60 Maeee-% der Gesamtmasse der Reaktanten und des flüssigen Mediums liegt.18. The method of claim 1 to 17, characterized in that the concentration of the first reactant and the second reactant and the additional reactant, if present, in the range of 5 Maese-% to 60 Maeee-% of the total mass of the reactants and the liquid medium lies. 19. Verfahren nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanten kräftig gerührt werden.19. The method according to claim 1 to 18, characterized in that the reactants are stirred vigorously. 20. Verfahren nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeich- · net, daß ein Dispergiermittel verwendet wird.20. The method according to claim 1 to 19, characterized marked that a dispersant is used. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Dispergiermittels im Bereich von 0,5 bis 10 Masse-% der Gesamtmasse des ersten und zweiten Reaktanten und des zusätzlichen Reaktanten liegt, falls vorhanden.21. The method according to claim 20, characterized in that the concentration of the dispersant in the range of 0.5 to 10 mass% of the total mass of the first and second reactants and the additional reactant, if present. 22· Verfahren nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das hergestellte Polymermaterial eine Teilchengröße im Bereich von 1 bis 500 Mikrometern hat.Process according to claims 1 to 21, characterized in that the polymer material produced has a particle size in the range of 1 to 500 microns. 27i.27i. Verfahren nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in einer trockenen inerten Atmosphäre bewirkt wird»Process according to claims 1 to 22, characterized in that the reaction is effected in a dry inert atmosphere » 24. Polymermaterial in Teilchenform, dadurch gekennzeichnet,24. Polymer material in particulate form, characterized daß es nach einem Verfahren nach Arjpruch 1 bis 23 hergestellt wurde«that it was made by a process according to Arjpruch 1 to 23 « 25. Verfahren nach Anspruch 1 bis 24« dadurch gekennzeichnet« daß das Polymermaterial in einem zusätzlichen Schritt oder zusätzlichen Schritten pyrolysiert wird« um ein keramisches Material zu erhalten*25. The method of claim 1 to 24 «characterized« that the polymer material is pyrolyzed in an additional step or additional steps «to obtain a ceramic material * 26. Verfahren nach Anspruch 24« dadurch gekennzeichnet« daß das Polymermaterial in einem ersten zusätzlichen Schritt auf eine erhöhte Temperatur erhitzt wird« um ein verkoktes Produkt zu erhalten« das eine innige Mischung eines Oxids des metallischen oder nichtmetallischen Elementes enthält« und in einem zweiten Schritt wird das verkokte Produkt auf eine erhöhte Temperatur erhitzt« um ein keramisches Material zu erhalten.26. The method of claim 24, characterized in that the polymeric material is heated in a first additional step to an elevated temperature to obtain a coked product containing an intimate mixture of an oxide of the metallic or non-metallic element and in a second step The coked product is heated to an elevated temperature to obtain a ceramic material. 27. Verfahren nach Anspruch 26« dadurch gekennzeichnet« daß das verkokte Produkt in einer inerten Atmosphäre erhitzt wird« um ein Karbid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes herzustellen.27. A method according to claim 26, characterized in that the coked product is heated in an inert atmosphere to produce a carbide of the metallic or non-metallic element. 28. Verfahren nach Anspruch 26« dadurch ι -.«nnzoichnet« daß das verkokte Produkt in einer Stickstoffatmoephäre oder in der Atmosphäre einer reaktionsfreudigen stickstoffhaltigen Verbindung erhitzt wird« um ein Nitrid des metallischen oder nichtmetallischen Elementes herzustellen. 28. A method according to claim 26, characterized in that the coked product is heated in a nitrogen atmosphere or in the atmosphere of a reactive nitrogen-containing compound to produce a nitride of the metallic or non-metallic element. 29. Keramischer Werkstoff« dadurch gekennzeichnet, daß er durch ein Verfahren nach Anspruch 25 bis 28 hergestellt wurde.29. Ceramic material «characterized in that it was prepared by a method according to claim 25 to 28.

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3041762C2 (en) Process for the production of a polysilane and its use for the production of a silicon carbide-containing ceramic material
DE10330818B4 (en) A method of producing discontinuous silicon carbide fibers substantially free of whiskers
CH648322A5 (en) METHOD FOR PRODUCING A POLYSILANE.
DE2660016B1 (en) Process for the production of silicon carbide fibers
EP0362605B1 (en) Process for the preparation of finely divided carbides and nitrides from ceramic precursor compounds
DE102005010878A1 (en) Process for the preparation of alpha alumina particles
EP1907324A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING NANOCRYSTALLINE -Al2O3
EP0375994B1 (en) Process for preparing polycarbosilanes; polycarbosilanes obtained by this process
EP0431377B1 (en) Process for the preparation of finely divided ceramic oxide powder from precursor compounds
EP2118018B1 (en) Method for production of ammonium paratungstate tetrahydrate and highly pure ammonium paratungstate tetrahydrate
DE3444306A1 (en) BORSILICIUM ORGANIC POLYMER AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
EP0372382B1 (en) Sinterable ceramic powder, method of making same, a silicon nitride ceramic material made thereof, method of making them and their use
US5017525A (en) Production of ceramic materials and of precursor therefor
WO2014032817A1 (en) Method for producing thermoplastic pre-ceramic polymers
DD269378A5 (en) Process for the production of ceramic materials and processes according to manufactured ceramic material
DE2143608A1 (en) Process for the production of hydrogen-rich gas mixtures
DE2818545A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING SILICON NITRIDE
EP0869915B1 (en) Process for the preparation of high-purity magnesium hydroxide and magnesium oxide from magnesium alkoxides
DE2457592A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM OXIDE HYDRATE
WO1992021611A1 (en) Method of producing nanometer-sized oxide particles
EP0389962B1 (en) Sinterable ceramic powder and method of making it, silicon nitride ceramic made therefrom, method of making it and its use
DD257633A5 (en) Process for the production of a ceramic material
DE3743423C2 (en) Derivatized alkylpolysilane and method of making a ceramic material
EP0875488B1 (en) Method to produce transition metal carbides and/or carbonitrides, their use and transition metal xerogels
DD265614A5 (en) Process for producing a refractory metal or non-metal compound