DE10053832C2 - Verfahren zur Herstellung eines SiC-Vorformlings mit hohem SiC-Volumengehalt - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines SiC-Vorformlings mit hohem SiC-VolumengehaltInfo
- Publication number
- DE10053832C2 DE10053832C2 DE10053832A DE10053832A DE10053832C2 DE 10053832 C2 DE10053832 C2 DE 10053832C2 DE 10053832 A DE10053832 A DE 10053832A DE 10053832 A DE10053832 A DE 10053832A DE 10053832 C2 DE10053832 C2 DE 10053832C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sic
- preform
- slurry
- sic particles
- particle size
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines SiC-Vorformlings
mit hohem SiC-Volumengehalt, insbesondere für die Herstellung eines Metallmatrizen
verbundstoffes.
Die bemerkenswerte technische Entwicklung in den 90er Jahren des 20. Jahrhunderts
auf dem Gebiet elektronischer Bauteile hat zur Forderung nach Werkstoffen für elektroni
sche Packungskomponenten mit den nachfolgend aufgeführten spezifischen Eigenschaf
ten geführt:
Erstens sollte der Werkstoff einer elektronischen Packungskomponente einen Wärme
ausdehnungskoeffizienten aufweisen, der dem eines in der Packungskomponente ver
kapselten Halbleiterchips entspricht. Aufgrund eines solchen Wärmeausdehnungskoeffi
zienten ist es möglich, die thermische Beanspruchung, die durch die Differenz der Wär
meausdehnungskoeffizienten von Halbleiterchip und Werkstoff der elektronischen Pa
ckungskomponente, wenn diese Wärme freisetzt, hervorgerufen wird, auf ein Minimum
herabzusetzen. Mit Hilfe einer solchen elektronischen Packungskomponente lässt sich
die Lebensdauer von Halbleitervorrichtungen erhöhen.
Zweitens muss für eine elektronische Packungskomponente ein Werkstoff gewählt wer
den, der in der Lage ist, die von der Halbleitervorrichtung bei Verwendung der elektroni
schen Packungskomponente erzeugte Wärme wirksam abzuleiten. Da Halbleitervorrich
tungen wärme- und schlagempfindlich sind, müssen Erzeugnisse unter Verwendung der
artiger Halbleitervorrichtungen vor Schlageinwirkung geschützt werden. Außerdem sollten
derartige Erzeugnisse die Wärme Leicht ableiten können.
In jüngster Zeit wurden elektronische Erzeugnisse im Hinblick auf Kompaktheit entwi
ckelt, so dass sie gut tragbar sind. Für derartige kompakte elektronische Erzeugnisse
werden dementsprechend Werkstoffe von geringer Dichte bevorzugt. Als derartige Werk
stoffe niedriger Dichte kommen Metallmatrizenverbundstoffe in Frage, die in jüngster Zeit
für elektronische Packungswerkstoffe vorgeschlagen wurden.
Metallmatrizenverbundstoffe besitzen hohe Wärmeleitfähigkeit und optimale mechani
sche Eigenschaften bei gleichzeitiger relativ guter Bearbeitbarkeit aufgrund der Metall
matrize. Derartige Metallmatrizenverbundstoffe besitzen außerdem einen geringen Wär
meausdehnungskoeffizienten verglichen mit anderen Metallwerkstoffen, da als Armierung
Keramik, die einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, verwendet wird,
wodurch die Wärmeausdehnung der Metallmatrize stark vermindert wird. Derartige Me
tallmatrizenverbundstoffe können außerdem so aufgebaut sein, dass sie Eigenschaften
besitzen, welche die Anpassung ihres Wärmeausdehnungskoeffizienten an das ge
wünschte Niveau ermöglichen. Diese Eigenschaften können durch Einstellung des Volu
mengehalts der Armierung erreicht werden. Aufgrund dieser Eigenschaften wurden nun
Metallmatrizenverbundstoffe als Werkstoffe für elektronische Packungskomponenten so
wie für Erzeugnisse für die Luft- und Raumfahrt wie Satelliten oder Raumschiffe vorge
schlagen, die im Hinblick auf Maßgenauigkeitsschwankungen infolge der Wärme
ausdehnung genau eingestellt werden müssen. Das gesteigerte Interesse an Metallmatri
zenverbundstoffen führte zu einem zunehmenden Interesse an Armierungsvorformlingen
für die Herstellung derartiger Metallmatrizenverbundstoffe.
Ein übliches Verfahren zur Erzeugung von Vorformlingen ist ein vakuumgestützes
Extraktionsverfahren, das in der Hauptsache zur Erzeugung von Faservorformlingen
verwendet wird. Dieses vakuumgestützte Extraktionsverfahren ist ein Verfahren der
mechanischen Mischung einer Armierung mit einem Bindemittel in einem Rührwerk,
wodurch eine Aufschlämmung entsteht, die dann im Vakuum extrahiert wird, was zur
Erzeugung des Armierungsvorformlings führt. Die mit einem solchen vakuumgestützten
Extraktionsverfahren hergestellten Teilchen des Armierungsvorformlings haben einen
durchschnittlichen Volumengehalt an Armierung von ca. 50%. Zur Verwendung eines
solchen Vorformlings für die Erzeugung eines Metallmatrizenverbundstoffes für
elektronische Packungskomponenten sollte der Volumengehalt an Armierung jedoch 70
% oder mehr betragen. Weist der Vorformling einen Volumengehalt an Armierung von 70
% oder mehr auf, kann sie einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 6 bis 7 ppm/K
besitzen, was dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von Halbleiterchips entspricht.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Erzeugung
eines SiC-Vorformlings mit einem SiC-Volumengehalt von 70% oder mehr bereitzustel
len, die als Armierung für Metallmatrizenverbundstoffe einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines SiC-
Vorformlings mit hohem SiC-Volumengehalt gelöst, das die folgenden Stufen umfasst:
- - Mischen von SiC-Teilchen unterschiedlicher durchschnittlicher Teilchengröße, aus gewählt aus einem Bereich von 0,2 bis 48 µm, mit einem organischen Bindemittel, einem anorganischen Bindemittel, Polyacrylamid und destilliertem Wasser, wodurch ein Gemisch erzeugt wird, und Rühren des Gemisches durch Vermahlen in einer Kugelmühle, wodurch eine Aufschlämmung erzeugt wird, welche die SiC-Teilchen enthält,
- - Gießen der die SiC-Teilchen enthaltenden Aufschlämmung in eine Pressform mit ei ner oberen und unteren Formhälfte, die mit absorbierenden Körpern ausgestattet ist, und Abquetschen der Aufschlämmung in der Pressform, wodurch die Restfeuchte der Aufschlämmung vermindert wird,
- - vollständige Trocknung der Aufschlämmung mit verminderter Restfeuchte, wodurch ein SiC-Vorformling erzeugt wird, und
- - Glühen des SiC-Vorformlings.
Erfindungsgemäß wird so in den Vorformling eine Metallmatrize eingearbeitet, wobei ein
hoher Volumengehalt (70 Vol.-% oder mehr) an Armierung beibehalten wird. Der Vor
formling kann für die Herstellung von Grundwerkstoffen aus Metallmatrizenverbundstof
fen für die Herstellung von elektronischen Packungskomponenten und von Bauteilen für
die Luft- und Raumfahrttechnik, die einen niederen Wärmeausdehnungskoeffizienten und
hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen müssen, in großem Umfang verwendet werden.
Anhand von Zeichnungen und Beispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung eines SiC-
Vorformlings,
Fig. 2a eine Mikrofotografie eines Vorformlings, der unter Verwendung einer Pressform
hergestellt wurde, die erfindungsgemäß mit absorbierenden Körpern ausgestattet ist,
Fig. 2b eine Mikrofotografie eines Vorformlings, der unter Verwendung einer Pressform
hergestellt wurde, die entsprechend einem üblichen Verfahren nicht mit absorbierenden
Körpern ausgestattet ist,
Fig. 3 eine Abänderung des Volumengehalts eines Vorformlings entsprechend einer Ab
änderung des Mischungsverhältnisses der SiC-Teilchen,
Fig. 4 eine Abänderung des Volumengehalts eines Vorformlings entsprechend einer Ab
änderung des Abquetschdrucks bei der Herstellung des Vorformlings,
Fig. 5 eine Abänderung der Druckfestigkeit eines Vorformlings entsprechend einer Abän
derung des Abquetschdrucks bei der Herstellung des Vorformlings,
Fig. 6a eine Abänderung der Druckfestigkeit eines Vorformlings entsprechend einer Ab
änderung der Glühdauer und
Fig. 6b eine Abänderung der Druckfestigkeit eines Vorformlings entsprechend einer Ab
änderung der Glühtemperatur.
Gemäß Fig. 1 werden zur Herstellung eines SiC-Vorformlings zuerst SiC-Teilchen mit ei
ner Teilchengröße von 0,2 bis 48 µm hergestellt. In der Hauptsache werden z. B. SiC-
Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 3 µm, 6,5 µm, 8 µm, 10 µm, 40 µm
oder 48 µm verwendet. Vorzugsweise werden SiC-Teilchen mit wenigstens zwei un
terschiedlichen durchschnittlichen Teilchengrößen im gemischten Zustand verwendet, um
zu einem höheren Volumengehalt am letztendlich herzustellenden SiC-Vorformling zu ge
langen. Die beiden unterschiedlichen durchschnittlichen Teilchengrößen können dabei 3 µm
und 40 µm, 6,5 µm und 40 µm, 10 µm und 40 µm oder 8 µm und 48 µm sein. Die
SiC-Teilchen mit den zwei unterschiedlichen durchschnittlichen Teilchengrößen werden in
einem Gewichtsverhältnis von 1 : 9 bis 9 : 1 gemischt.
Danach werden die SiC-Teilchen zur Bildung einer Aufschlämmung mit destilliertem
Wasser gemischt. Im Hinblick auf Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit des herzustellenden
Vorformlings wird ein anorganisches Bindemittel, wie kolloidale Kieselsäure, in einer Konzentration
von 0,1 bis 10 Gew.-% dem Gemisch zugesetzt. Zur Erzeugung einer Auf
schlämmung von guter Qualität werden dem Gemisch außerdem 0,1 bis 1,5 Gew.-% ei
nes organischen Bindemittels wie kationische Stärke und 0,5 bis 1,5 Gew.-% Polyacryla
mid zugesetzt. Unter Berücksichtigung des hydrostatischen Punktes der zugesetzten
Teilchen und der Gelbildung des anorganischen Bindemittels wird dem Gemisch in einer
Menge von 0,5 bis 2 Gew.-% auch Essigsäure zugesetzt, um den pH der erhaltenen Auf
schlämmung auf einen Bereich von 2,7 bis 3,5 einzustellen.
Das erhaltene Gemisch wird dann 4 bis 12 Stunden lang in einer Kugelmühle unter Ver
wendung von Tonerdekugeln gerührt, um das organische Bindemittel, das anorganische
Bindemittel und Polyacrylamid gut über die SiC-Teilchen zu verteilen, wobei ein Zerbre
chen der SiC-Teilchen auf ein Minimum herabgesetzt ist. Auf diese Weise gelangt man
zu einer gut durchmischten Aufschlämmung.
Um aus der die SiC-Teilchen enthaltenden Aufschlämmung einen Vorformling zu ver
pressen, wird erstere in eine Pressform gegossen, wobei in der oberen und unteren
Formhälfte jeweils absorbierende Körper, beispielsweise absorbierende Körper aus Fil
terpapier, vorgesehen sind. Um die Aufschlämmung abzuquetschen, wird die Pressform
in einer axialen Richtung mit einem Druck von 0,5 bis 3 MPa beaufschlagt. Dadurch wird
die Feuchtigkeit aus der Aufschlämmung abgequetscht. Sie wird dabei von den absorbie
renden Körpern in der oberen und unteren Formhälfte aufgenommen. Die Feuchtigkeit
kann aber auch aus der Pressform nach außen abgeleitet werden. Die Restfeuchte des
erhaltenen Vorformlings ist daher auf ein Minimum herabgesetzt.
Danach wird die Aufschlämmung einer vollständigen Trocknung unterworfen. So wird sie
z. B. auf natürliche Weise bei Raumtemperatur während 48 Stunden oder darunter ge
trocknet und danach bei einer Temperatur von 100°C in einem Trockenofen während 27
Stunden oder darunter einer zusätzlichen Trocknung unterworfen. Aufgrund dieser bei
den Trocknungsstufen ist der Vorformling dann vollständig getrocknet. Ist sie nur unvoll
ständig getrocknet, verdampft dann die in dem Vorformling zurückgebliebene Feuchtig
keit mit einem Mal auf der nachfolgenden Glühstufe, was zu Fehlern wie Rissen führt.
Wird ein Metallmatrizenstoff in den Vorformung eingearbeitet, um einen Metallmatrizen
verbundstoff zu erhalten, können in letzterem in den fehlerhaften Bereichen des Vorform
lings lokal Metallmatrizenschichten gebildet werden. Der Metallmatrizenverbundstoff weist
somit in den Bereichen mit Metallmatrizenschichten gegebenenfalls kein Vorformlingsma
terial, d. h. keine Armierung auf, was das Leistungsvermögen des Metallmatrizenverbund
stoffs herabsetzen kann. Ferner kann es auf diese Weise schwierig werden, den er
wünschten Metallmatrizenverbundstoff herzustellen.
Zur Vermeidung einer unzureichenden Trocknung des Vorformlings, was zu dem oben
erwähnten Problem führt, wird die erwähnte vollständige Trocknung, welche zwei Trock
nungsstufen umfasst, d. h. eine natürliche Trocknung und eine erzwungene Trocknung er
findungsgemäß durchgeführt, um den Vorformling vollständig zu trocknen.
Das Glühen des Vorformlings nach dem vollständigen Trocknen erfolgt bei einer Tempe
ratur von 800 bis 1100°C während 2 bis 6 Stunden. Bei einer Temperatur von 800 bis
1100°C beginnt das organische Bindemittel Cristobalit zu bilden.
Fig. 2a zeigt eine Mikrofotografie eines Vorformlings, der unter Verwendung einer mit ab
sorbierenden Körpern ausgestatteten Pressform hergestellt wurde. Fig. 2b zeigt eine Mik
rofotografie eines Vorformlings, der mit Hilfe einer Pressform gebildet wurde, die keine
absorbierenden Körper aufwies. Bei einem Vergleich von Fig. 2a und 2b kann festgestellt
werden, dass der Vorformling nach Fig. 2a ein gleichmäßigeres und regelmäßigeres Mik
rogefüge aufweist als der Vorformling nach Fig. 2b.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen und Vergleichsbei
spielen näher beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Durch Mischen von SiC-Teilchen mit destilliertem Wasser unter Zugabe von 3 Gew.-%
kolloidaler Kieselsäure als anorganisches Bindemittel, 1 Gew.-% kationischer Stärke als
organisches Bindemittel und 0,5 Gew.-% Polyacrylamid wurde ein Gemisch zur Herstel
lung einer Aufschlämmung bereitet. Die SiC-Teilchen wurden unter Verwendung von SiC-
Teilchen mit einer Teilchengröße von 3 µm (Beispiel 1), SiC-Teilchen mit einer Teilchen
größe von 6,5 µm (Beispiel 2), SiC-Teilchen mit einer Teilchengröße von 8 µm (Beispiel
3), SiC-Teilchen mit einer Teilchengröße von 19 µm (Beispiel 4), SiC-Teilchen mit einer
Teilchengröße von 40 µm (Beispiel 5), SiC-Teilchen mit einer Teilchengröße von 48 µm
(Beispiel 6), eines SiC-Teilchengemisches mit SiC-Teilchen mit einer Teilchengröße von
10 µm und SiC-Teilchen mit einer Teilchengröße von 40 µm bei einem Volumenverhältnis
von 1 : 2 (Beispiel 7), eines SiC-Teilchengemisches mit SiC-Teilchen mit einer Teilchen
größe von 8 µm und SiC-Teilchen mit einer Teilchengröße von 48 µm bei einem Volu
menverhältnis von 1 : 2 (Beispiel 8) bzw. eines SiC-Teilchengemisches mit SiC-Teilchen
mit einer Teilchengröße von 0,2 µm, SiC-Teilchen mit einer Teilchengröße von 3 µm und
SiC-Teilchen mit einer Teilchengröße von 48 µm bei einem Volumenverhältnis von 1 : 2 : 7
(Beispiel 9) hergestellt. Unter Berücksichtigung des hydrostatischen Punktes der zuge
setzten Teilchen und der Gelbildung des anorganischen Bindemittels wurde dem Ge
misch in einer Menge von 0,5 Gew.-% auch Essigsäure zugesetzt, um eine Aufschläm
mung mit einem pH von 3 zu erhalten.
Das erhaltene Gemisch wurde dann 8 Stunden lang in einer Kugelmühle unter Verwen
dung von Tonerdekugeln gerührt, um das organische Bindemittel, das anorganische Bin
demittel und Polyacrylamid gut über die SiC-Teilchen zu verteilen, wobei ein Zerbrechen
der SiC-Teilchen auf ein Minimum herabgesetzt wurde. Auf diese Weise gelangte man zu
einer gut durchmischten Aufschlämmung.
Um aus der die SiC-Teilchen enthaltenden Aufschlämmung einen Vorformling herzustel
len, wurde erstere in eine Pressform gegossen, wobei in der oberen und unteren Form
hälfte jeweils absorbierende Körper Körper aus Filterpa
pier vorgesehen waren. Um die Aufschlämmung abzuquetschen, wurde die Pressform in
einer axialen Richtung mit einem Druck von 1,2 MPa beaufschlagt. Dadurch wurde die
Feuchtigkeit aus der Aufschlämmung abgequetscht. Sie wurde dabei von den absorbie
renden Körpern in der oberen und unteren Formhälfte aufgenommen. Die Restfeuchte
des erhaltenen Vorformlings war daher auf ein Minimum herabgesetzt.
Danach wurde die Aufschlämmung einer Trocknung unterworfen, die zwei Trocknungs
stufen umfasste, d. h. die Aufschlämmung wurde auf natürliche Weise bei Raumtempera
tur während 48 Stunden getrocknet und danach zwangsweise bei einer Temperatur von
100°C in einem Trockenofen während 24 Stunden getrocknet, wodurch man einen Vor
formling erhielt. Diese wurde dann geglüht.
Das Glühen erfolgte 5 Stunden lang bei einer Temperatur von 1000°C, bei welcher das
anorganische Bindemittel Cristobalit zu bilden begann.
Die einzelnen Volumengehalte (Vol.-%) der entsprechend den Beispielen 1 bis 9 herge
stellten SiC-Vorformlinge wurden durch Mikrobildanalyse gemessen. Die dabei erhalte
nen Messergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1 zeigt, dass die Vorformlinge aus Beispiel 8 und 9 einen hohen Volumengehalt
(70 Vol.% oder mehr) aufweisen. Insbesondere zeigt der Vorformling aus Beispiel un
ter Verwendung eines SiC-Teilchengemisches, dass SiC-Teilchen mit einer Teilchengrö
ße von 8 µm sowie solche mit einer Teilchengröße von 48 µm bei einem Volumenverhält
nis von 1 : 2 einen hohen SiC-Volumengehalt (71,0 Vol.-%) aufweist. Ein höherer SiC-
Volumengehalt von 76,0 wird bei dem Vorformling aus Beispiel 9 erzielt, bei dem ein SiC-
Teilchengemisch verwendet wurde, das SiC-Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,2 µm,
SiC-Teilchen mit einer Teilchengröße von 3 µm und solche mit einer Teilchengröße
von 48 µm in einem Volumenverhältnis von 1 : 2 : 7 enthält. Die Messergebnisse aus Tabel
le 1 sind außerdem in Fig. 3 dargestellt.
Unter Verwendung des Verfahrens nach Beispiel 9, jedoch unter Abänderung des Ab
quetschdrucks, wie er zur Erzeugung der SiC-Vorformlinge verwendet wurde, innerhalb
eines Bereichs von 0,5 bis 3,0 MPa wurden SiC-Vorformlinge hergestellt und dann zur
Ermittlung des Volumengehalts und der Druckfestigkeit gemessen. Die Messergebnisse
sind in Fig. 4 bzw. 5 dargestellt.
Fig. 4 zeigt eine geringe Änderung des Volumengehalts entsprechend einer Abänderung
des Abquetschdrucks bei der Herstellung des Vorformlings. Fig. 5 zeigt, dass bei einem
Abquetschdruck von 1,2 MPa eine Druckfestigkeit von 60 MPa oder mehr erzielt wird.
Unter Verwendung des Verfahrens nach Beispiel 9, jedoch unter Abänderung der Glüh
dauer und -temperatur wurden SiC-Vorformlinge erzeugt, wonach ihre Druckfestigkeit
gemessen wurde. Die Messergebnisse sind in Fig. 6a und 6b dargestellt. Fig. 6a illustriert
eine Abänderung der Druckfestigkeit in Abhängigkeit von einer Abänderung der Glüh
dauer, wobei die Glühtemperatur bei 1100°C festgelegt ist. Fig. 6a zeigt, dass bei einer
Glühdauer von 4 Stunden eine Druckfestigkeit von annähernd 100 Pa erzielt wird. Außer
dem kann festgestellt werden, dass selbst dann, wenn die Glühdauer über 4 Stunden hin
aus ausgedehnt wird, die Druckfestigkeit nur gering zunimmt. Fig. 6b zeigt eine Abände
rung der Druckfestigkeit entsprechend einer Abänderung der Glühtemperatur, wobei die
Glühdauer auf 4 Stunden festgelegt ist. Aus Fig. 6b geht außerdem hervor, dass bei An
stieg der Glühtemperatur von 800 auf 1200°C die Druckfestigkeit allmählich zunimmt.
Unter Verwendung der Gemische aus der nachfolgenden Tabelle 2 und unter Einsatz ei
nes üblichen Vakuumextraktionsverfahrens wurden die nachfolgenden SiC-Vorformlinge
hergestellt.
Die einzelnen Volumengehalte (Vol.-%) der SiC-Vorformlinge wurden durch Mikrobildana
lyse gemessen. Die dabei erhaltenen Messergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Tabelle 2 zeigt, dass die nach dem üblichen Vakuumextraktionsverfahren hergestellten
SiC-Vorformlinge nur einen SiC-Volumengehalt von 50 bis 55 Vol.-% aufweisen vergli
chen mit dem erfindungsgemäß erzielten SiC-Volumengehalt von 71 bis 76 Vol.-%. Mit
dem üblichen Verfahren ist es daher schwierig, einen SiC-Vorformling mit dem erwünsch
ten hohen SiC-Volumengehalt zu erzielen.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfah
ren zur Herstellung von SiC-Vorformlingen bereit, mit dem ein Vorformling mit hohem
SiC-Volumengehalt bei verminderter Produktionsdauer, ohne dass dabei die Anlagenkos
ten steigen, hergestellt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher
eine Massenproduktion. Insbesondere kann der erfindungsgemäß hergestellte Vorform
ling, in den eine Metallmatrize eingearbeitet ist, wobei ein hoher Volumengehalt an Armie
rung beibehalten wird, für Grundwerkstoffe aus Metallmatrizenverbundstoffen für die Her
stellung von elektronischen Packungskomponenten und von Bauteilen für die Luft- und
Raumfahrttechnik, die einen niederen Wärmeausdehnungskoeffizienten und hohe Wär
meleitfähigkeit aufweisen müssen, in großem Umfang verwendet werden.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines SiC-Vorformlings mit hohem SiC-Volumengehalt,
das folgende Stufen umfasst:
- - Mischen von SiC-Teilchen unterschiedlicher durchschnittlicher Teilchengröße, ausgewählt aus einem Bereich von 0,2 bis 48 µm, mit einem organischen Binde mittel, einem anorganischen Bindemittel, Polyacrylamid und destilliertem Wasser, wodurch ein Gemisch erzeugt wird, und Rühren des Gemisches durch Vermahlen in einer Kugelmühle, wodurch eine Aufschlämmung erzeugt wird, welche die SiC- Teilchen enthält,
- - Gießen der die SiC-Teilchen enthaltenden Aufschlämmung in eine Pressform mit einer oberen und unteren Formhälfte, die mit absorbierenden Körpern ausgestat tet ist, und Abquetschen der Aufschlämmung in der Pressform, wodurch die Rest feuchte der Aufschlämmung vermindert wird,
- - vollständige Trocknung der Aufschlämmung mit verminderter Restfeuchte, wo durch ein SiC-Vorformling erzeugt wird, und
- - Glühen des SiC-Vorformlings.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine als organisches
Bindemittel kationische Stärke in einer Konzentration von 0,1 bis 5 Gew.-% zuge
setzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als anorgani
sches Bindemittel eine kolloidale Kieselsäure in einer Konzentration von 0,1 bis 10 Gew.-%
zugesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Polyacrylamid in einer Konzentration von 0,1 bis 5 Gew.-% zugesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Abquetschstufe in einer axialen Richtung unter einem Druck von 0,5 bis
3,00 MPa durchgeführt wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020000016821A KR100341406B1 (ko) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 고부피분율 탄화규소 예비성형체의 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10053832A1 DE10053832A1 (de) | 2001-10-18 |
DE10053832C2 true DE10053832C2 (de) | 2002-04-04 |
Family
ID=19660593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10053832A Expired - Fee Related DE10053832C2 (de) | 2000-03-31 | 2000-10-30 | Verfahren zur Herstellung eines SiC-Vorformlings mit hohem SiC-Volumengehalt |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6491862B1 (de) |
JP (1) | JP3588320B2 (de) |
KR (1) | KR100341406B1 (de) |
DE (1) | DE10053832C2 (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100462396B1 (ko) * | 2002-02-26 | 2004-12-17 | 한국과학기술원 | 폴리머포머를 이용한 SiC 분말 함유 다공성 예비성형체의 제조방법 |
DE502005009649D1 (de) * | 2005-11-21 | 2010-07-08 | Siemens Ag | Verfahren zum Herstellen eines gebrannten Formteils einer feuerfesten Auskleidung |
KR100843747B1 (ko) * | 2007-02-27 | 2008-07-04 | 부산대학교 산학협력단 | 금속 복합 재료 성형체용 휘커스 예비성형체의 제조 방법 |
DE102009039102B4 (de) | 2009-08-27 | 2022-01-27 | Wdt-Wolz-Dental-Technik Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Zahnteilen aus Dentalmetallpulver |
KR101189392B1 (ko) * | 2010-07-30 | 2012-10-10 | 엘지이노텍 주식회사 | 볼을 사용한 탄화규소 소결체 제조 방법 |
KR101622295B1 (ko) * | 2014-10-13 | 2016-05-18 | 주식회사 포스코 | 제강공정에서 이용되는 승열 및 성분조절용 브리켓 제조 방법 |
CN108748611B (zh) * | 2018-06-15 | 2021-03-16 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种陶瓷坯体的成型方法 |
CN110205440A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-09-06 | 成亚资源科技股份有限公司 | 废硅泥再利用的处理方法 |
CN111302820B (zh) * | 2020-02-26 | 2022-04-19 | 北京电子工程总体研究所 | 一种C/SiC复合材料的制备方法 |
CN114164354A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-11 | 山西瑞格金属新材料有限公司 | 一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4883621A (en) * | 1985-07-12 | 1989-11-28 | Hitachi, Ltd. | Method for forming cast article by slip casting |
JPH0677924B2 (ja) * | 1987-07-20 | 1994-10-05 | 日本碍子株式会社 | 成形型およびそれを用いたセラミックスの成形方法 |
DE19736560C2 (de) * | 1997-08-22 | 2002-01-24 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Herstellung eines porösen Körpers, Körper aus SiC, sowie Verwendung des porösen Körpers |
KR100253118B1 (ko) * | 1998-04-28 | 2000-04-15 | 윤덕용 | 고부피분율 SiC분말함유 예비성형체의 제조장치 및 제조방법 |
-
2000
- 2000-03-31 KR KR1020000016821A patent/KR100341406B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-10-17 US US09/688,829 patent/US6491862B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-30 DE DE10053832A patent/DE10053832C2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-31 JP JP2000333622A patent/JP3588320B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS ERMITTELT * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10053832A1 (de) | 2001-10-18 |
KR100341406B1 (ko) | 2002-06-22 |
JP2001287989A (ja) | 2001-10-16 |
US6491862B1 (en) | 2002-12-10 |
JP3588320B2 (ja) | 2004-11-10 |
KR20010094499A (ko) | 2001-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0850206B1 (de) | Aerogel- und klebstoffhaltiges verbundmaterial, verfahren zu seiner herstellung sowie seine verwendung | |
DE3432181C2 (de) | ||
DE10053832C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines SiC-Vorformlings mit hohem SiC-Volumengehalt | |
WO2017220727A1 (de) | Keramische Verbundwerkstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
CH645328A5 (de) | Verfahren zur herstellung eines karbonatisierten bauelementes. | |
DE2717276A1 (de) | Gipsformerzeugnis und verfahren zur herstellung desselben | |
EP1745908A1 (de) | Wasserdispergierbarer Stützkern zur Herstellung von faserverstärkten Strukturhohlbauteilen | |
DE69627897T2 (de) | Wärmedammende bauteile | |
DE69631093T2 (de) | Anorganischer, poröser träger für eine filtrationsmembran und herstellungsverfahren | |
DE102016007652A1 (de) | Keramische Verbundwerkstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
EP1695805B1 (de) | Wasserdispergierbarer Stützkern zur Herstellung von faserverstärkten Strukturhohlbauteilen und Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Strukturhohlbauteilen | |
DE69823297T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einer Pulver-Aufschlämmung | |
DE2735418B2 (de) | Verbundformkörper und Verfahren zu seiner Herstellung | |
EP2308614B1 (de) | Grünfeste Aerosande | |
DE4102426A1 (de) | Gesinterter siliciumcarbid- und siliciumnitrid-basiskoerper | |
DE2437836A1 (de) | Aufgeschaeumte formkoerper auf harnstoff-formaldehydbasis und verfahren zur herstellung derselben | |
EP0172207B1 (de) | Verfahren zur herstellung zementgebundener holzfaser-formkörper | |
DE19533565A1 (de) | Aerogel- und klebstoffhaltiges Verbundmaterial, Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE102018115692A1 (de) | 3D-Druck von organischen Fasern | |
CH625463A5 (de) | ||
DE3326835A1 (de) | Verfahren zur herstellung von kernbrennstoffprodukten | |
DE10036193A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus von nachwachsenden Rohstoffen gewonnenem Fasermaterial | |
CH622484A5 (en) | Process for producing a sintered ceramic product | |
DE19622865A1 (de) | Aerogel- und klebstoffhaltiges Verbundmaterial, Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung | |
DE19820832A1 (de) | Verfestigung keramischer Körper durch Saccharidzugabe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |