DE102013004101B4 - Composition, method of making a composite, use of the composition, and composite - Google Patents
Composition, method of making a composite, use of the composition, and composite Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013004101B4 DE102013004101B4 DE201310004101 DE102013004101A DE102013004101B4 DE 102013004101 B4 DE102013004101 B4 DE 102013004101B4 DE 201310004101 DE201310004101 DE 201310004101 DE 102013004101 A DE102013004101 A DE 102013004101A DE 102013004101 B4 DE102013004101 B4 DE 102013004101B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- silicon carbide
- composition
- composition according
- weight
- water glass
- 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
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 7
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 3
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- -1 spraying Chemical class 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920006241 epoxy vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;silicate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- 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
-
- 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
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/6303—Inorganic additives
- C04B35/6306—Binders based on phosphoric acids or phosphates
- C04B35/6309—Aluminium phosphates
-
- 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
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/6303—Inorganic additives
- C04B35/6316—Binders based on silicon compounds
-
- 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
- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
-
- 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
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/74—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing shaped metallic materials
- C04B35/76—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
-
- 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
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
- C04B35/82—Asbestos; Glass; Fused silica
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
- C04B2111/00525—Coating or impregnation materials for metallic surfaces
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
- C04B2235/3436—Alkaline earth metal silicates, e.g. barium silicate
- C04B2235/3454—Calcium silicates, e.g. wollastonite
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/36—Glass starting materials for making ceramics, e.g. silica glass
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5463—Particle size distributions
- C04B2235/5472—Bimodal, multi-modal or multi-fraction
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
- C04B2235/728—Silicon content
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Zusammensetzung, geeignet zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes, enthaltend – Siliciumcarbid, wobei das Siliciumcarbid weniger als 0,3 Gew.-% freies Silicium enthält und der Anteil an Siliciumcarbid in der Zusammensetzung 60-90 Gew.-% beträgt, – und mindestens ein Silikate enthaltendes anorganisches Bindemittel, wobei es sich bei den Silikaten zumindest teilweise um Wasserglas handelt und der Anteil an Wasserglas in der Zusammensetzung 2-40 Gew.-% beträgt.Composition suitable for producing a composite material containing - silicon carbide, the silicon carbide containing less than 0.3% by weight of free silicon and the proportion of silicon carbide in the composition being 60-90% by weight, - and at least one containing silicates inorganic binder, the silicates being at least partially water glass and the proportion of water glass in the composition being 2-40% by weight.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, enthaltend 60-90 Gew.-% Siliciumcarbid und mindestens ein anorganisches Bindemittel, welche zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs geeignet ist, wobei es sich bei dem anorganischen Bindemittel zumindest teilweise um Wasserglas handelt.The invention relates to a composition according to claim 1, containing 60-90 wt .-% of silicon carbide and at least one inorganic binder, which is suitable for the production of a composite material, wherein the inorganic binder is at least partially water glass.
Maschinenteile sind regelmäßig hohen Beanspruchungen ausgesetzt, die zu Verschleiß führen können. In besonderem Maße gilt dies beispielsweise für Pumpen und Pumpenteile, wenn diese zur Förderung von abrasiven, erosiven und/oder korrosiven Medien eingesetzt werden. Um den Verschleiß in Grenzen zu halten, lassen sich grundsätzlich hochlegierte, korrosionsbeständige Stähle verwenden. Weiter verbessern lassen sich die Standzeiten durch Verwendung von Verbundwerkstoffen, mit denen die besonders stark beanspruchten Maschinenteile beschichtet werden. Ggf. können auch einzelne Bauteile selbst aus entsprechenden Verbundwerkstoffen hergestellt werden. Solche Verbundwerkstoffe, bei denen es sich um einen Mineralguss handelt, sind beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung
Als Mineralguss wird hier ein Gemisch aus chemisch beständigem und temperaturfestem Reaktionsharz mit geeigneten Füllstoffen verwendet. Besonders geeignet als Füllstoff ist Siliciumcarbid, typischerweise weist der Mineralguss insgesamt eine Zusammensetzung von 60–90 Gew.-% Füllstoff und 10–40 Gew.-% Reaktionsharz auf. Als Reaktionsharz bzw. Bindemittel wurde bislang Epoxidharz, Vinylesterharz oder Polymethylmethacrylat (PMMA) verwendet.As a mineral casting here is a mixture of chemically resistant and temperature-resistant reaction resin used with suitable fillers. Particularly suitable as a filler is silicon carbide, typically the mineral casting has a total composition of 60-90 wt .-% filler and 10-40 wt .-% of the reaction resin. Epoxy resin, vinyl ester resin or polymethyl methacrylate (PMMA) has hitherto been used as the reaction resin or binder.
Grundsätzlich lässt sich auf diese Weise ein guter Verschleiß- und Korrosionsschutz erreichen, es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei besonders starker Beanspruchung aufgrund hoher Temperatur oder durch Chemikalien, insbesondere Säuren, die Korrosionsbeständigkeit teilweise noch nicht ausreichend ist.In principle, good wear and corrosion protection can be achieved in this way, but it has been found that under particularly high stress due to high temperature or due to chemicals, in particular acids, the corrosion resistance is in some cases not sufficient.
Ausgehend vom vorbeschriebenen Stand der Technik stellt sich somit die Aufgabe, eine Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs geeignet ist, der über eine noch bessere Beständigkeit, insbesondere gegenüber hohen Temperaturen und Säuren verfügt.Based on the above-described prior art thus has the task of providing a composition which is suitable for the production of a composite material which has an even better resistance, in particular to high temperatures and acids.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zusammensetzung nach Anspruch 1.This object is achieved by a composition according to claim 1.
Überraschend hat sich herausgestellt, dass die Eigenschaften eines Verbundwerkstoffs auf Siliciumcarbidbasis sich weiter verbessern lassen, wenn als Bindemittel anstelle eines Epoxidharzes aus dem Stand der Technik silikatische Bindemittel, insbesondere Wasserglas verwendet werden. Bei Wasserglas handelt es sich um glasartige, amorphe Natrium- und/oder Kaliumsilikate. Im Gegensatz zu anderen Silikaten sind Alkalisilikate wasserlöslich. Der Anteil des Wasserglas beträgt 6–40 Gew.-%, bevorzugt 11–40 Gew.-% und besonders bevorzugt 21–40 Gew.-%.Surprisingly, it has been found that the properties of a silicon carbide-based composite material can be further improved if silicate binders, in particular water glass, are used as the binder instead of an epoxy resin from the prior art. Water glass is glassy, amorphous sodium and / or potassium silicates. In contrast to other silicates, alkali silicates are water-soluble. The proportion of water glass is 6-40 wt .-%, preferably 11-40 wt .-% and particularly preferably 21-40 wt .-%.
Das Siliciumcarbid muss einen reduzierten Gehalt an freiem Silicium von weniger als 0,3 Gew.-% aufweisen. Handelsübliches Siliciumcarbid enthält 0,7–1 Gew.-% Silicium, bei der Reaktion des Siliciums mit basischem Silikat als Bindemittel in Gegenwart von Wasser wird jedoch Wasserstoff frei, was mit Blasenbildung verbunden ist. Dies kann dazu führen, dass sich im Verbundwerkstoff Hohlräume ausbilden. Um eine poröse Struktur des Verbundwerkstoffs zu vermeiden, muss daher Siliciumcarbid ohne freies Silicium verwendet werden. Der Anteil an freiem Silicium im Siliciumcarbid beträgt bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 0,01 Gew.-%.The silicon carbide must have a reduced free silicon content of less than 0.3% by weight. Commercially available silicon carbide contains 0.7-1% by weight of silicon, but the reaction of silicon with basic silicate as a binder in the presence of water releases hydrogen, which is associated with bubbling. This can lead to cavities forming in the composite material. In order to avoid a porous structure of the composite, therefore, silicon carbide without free silicon must be used. The proportion of free silicon in the silicon carbide is preferably less than 0.1 wt .-%, more preferably less than 0.01 wt .-%.
Es werden zwar in der europäischen Patentschrift
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung lässt sich zur Herstellung komplexer Bauteile ebenso verwenden wie für Beschichtungen, die auf besonders beanspruchte Flächen, insbesondere Metallflächen aufgetragen werden können. Im Fall einer Auftragung als Beschichtung kann es sich sowohl um einen vorbeugenden Schutz als auch um die Wiederherstellung abgetragener Metallflächen handeln. In diesem Fall wird der fertig eingesetzte Verbundwerkstoff in noch nicht ausgehärteter, verstreichbarer Form auf die zu bearbeitenden Oberflächen aufgetragen, wo anschließend die Aushärtung erfolgt, um die gewünschte Schutzwirkung herbeizuführen.The composition of the invention can be used for the production of complex components as well as for coatings that can be applied to particularly stressed surfaces, in particular metal surfaces. In the case of a coating application, it can be both a preventative protection and the restoration of eroded metal surfaces. In this case, the ready-applied composite is applied in uncured, spreadable form on the surfaces to be processed, where then the curing takes place in order to bring about the desired protective effect.
Es hat sich herausgestellt, dass selbst bei Schichtdicken von lediglich 3 mm eine hohe Säurebeständigkeit sowie eine Wasserdruckbeständigkeit von 5 bar erzielt werden kann. Beispielsweise wird eine hohe Beständigkeit gegenüber konzentrierten anorganischen Säuren wie Salpetersäure, Salzsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure, organischen Säuren sowie Lösungsmitteln erzielt. Die Temperaturbeständigkeit des Verbundwerkstoffs liegt normalerweise bei mindestens 700°C und teilweise bei bis zu 1.350°C. Im Gegensatz dazu haben sich bei Verwendung eines Epoxidharz-Bindemittels Temperaturen von mehr als 130°C als problematisch erwiesen. It has been found that even with layer thicknesses of only 3 mm high acid resistance and a water pressure resistance of 5 bar can be achieved. For example, a high resistance to concentrated inorganic acids such as nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid or phosphoric acid, organic acids and solvents is achieved. The temperature resistance of the composite is normally at least 700 ° C and sometimes up to 1,350 ° C. In contrast, when using an epoxy resin binder, temperatures in excess of 130 ° C have proven problematic.
Auch die mechanische Verschleißfestigkeit ist besonders hoch, was mit der Verwendung des Siliciumcarbids zusammenhängt. Hierbei handelt es sich um ein Material mit extrem hohem Härtegrad, das auf der Mohs-Skala einen Wert von 9,5 erreicht und damit dem Diamant (10,0) nahekommt. Grundsätzlich wird die Verschleißfestigkeit durch einen hohen Füllgrad an Siliciumcarbid verbessert, weshalb erfindungsgemäß mindestens 60 Gew.-% Siliciumcarbid verwendet werden. Bevorzugt sind Anteile von 65–90, weiter bevorzugt 70–90, insbesondere 75–85 Gew.-%.Also, the mechanical wear resistance is particularly high, which is related to the use of silicon carbide. This is a material with an extremely high degree of hardness, which reaches a value of 9.5 on the Mohs scale and thus comes close to the diamond (10.0). Basically, the wear resistance is improved by a high degree of filling of silicon carbide, which is why according to the invention at least 60 wt .-% silicon carbide are used. Preferred are proportions of 65-90, more preferably 70-90, in particular 75-85 wt .-%.
Bei dem verwendeten Wasserglas kann es sich sowohl um Natron- als auch um Kaliwasserglas so wie um Mischungen hieraus handeln. Das Verhältnis von Na2O bzw. K2O zu SiO2 beträgt typischerweise 1:1 bis 1:4. Die Verwendung von Wasserglas als Bindemittel ist zwar grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der
Zur Herstellung des Verbundwerkstoffs wird silikatisches Bindemittel enthaltend Wasserglas vorgelegt, vorzugsweise in Pulverform, mit Siliciumcarbid gemischt, woraufhin durch Zugabe von Wasser eine gieß- und spachtelbare Masse erzeugt wird. Diese kann weiterverarbeitet, beispielsweise auf die zu beschichtenden Flächen aufgetragen oder zur Herstellung von Formkörpern verwendet werden. Neben Gießen und Spachteln sind auch andere Verfahren zum Auftragen der Masse wie Sprühen, Spritzen, Streichen oder Rollen denkbar. Die Aushärtung kann bei Raumtemperatur erfolgen.For the preparation of the composite silicate binder containing water glass is presented, preferably in powder form, mixed with silicon carbide, whereupon by adding water, a pourable and fachtelbare mass is generated. This can be further processed, for example, applied to the surfaces to be coated or used for the production of moldings. Besides pouring and filling, other methods of applying the compound, such as spraying, spraying, brushing or rolling, are also conceivable. The curing can be carried out at room temperature.
Die Zusammensetzung kann weitere Bestandteile als Zuschlagstoffe enthalten, beispielsweise neben dem Wasserglas weitere Silikate wie Calcium-Silikat-Hydrat, Hüttensand, Flugasche, Trassmehl, Ziegelmehl, Ölschiefer, Quarzsand, Schlacke, Glas oder Silikapartikel. Der Anteil am Gesamtverbundwerkstoff dieser zusätzlichen Bestandteile kann bis zu 38 Gew.-% betragen. Mit Hilfe dieser Zuschlagstoffe können die Eigenschaften des Verbundwerkstoffs insgesamt je nach Bedarf eingestellt werden.The composition may contain other ingredients as additives, for example, in addition to the water glass other silicates such as calcium silicate hydrate, blastfurnace, fly ash, trass, brick, oil shale, quartz sand, slag, glass or silica particles. The proportion of the total composite material of these additional constituents can be up to 38% by weight. With the help of these additives, the properties of the composite material can be adjusted as needed.
Neben Siliciumcarbid kann die Zusammensetzung auch weitere die Abrasions- und Korrosionsbeständigkeit verbessernde Bestandteile aufweisen. Hierbei handelt es sich insbesondere um Metalloxide, beispielsweise Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid. Das zusätzlich eingesetzte Metalloxid kann dabei auch einer Erhöhung des Füllstoffsanteils an Materialien mit hohem Härtegrad dienen, wie es in der
In diesem Fall weisen die Metalloxidpartikel vorzugsweise eine mittlere Korngröße von vorzugsweise ≤ 50 μm, weiter bevorzugt ≤ 10 μm auf. im Gegensatz dazu ist die Korngröße des Siliciumcarbids in der Regel höher. Die mittlere Korngröße des Siliciumcarbids beträgt typischerweise weniger als 3 mm, bevorzugt weniger als 1 mm, wobei diese Angaben unabhängig von der Verwendung eines zusätzlichen Metalloxids gelten. Der Anteil des Metalloxids am Verbundwerkstoff kann bevorzugt 10–20 Gew.-% betragen.In this case, the metal oxide particles preferably have an average particle size of preferably ≦ 50 μm, more preferably ≦ 10 μm. in contrast, the grain size of the silicon carbide is usually higher. The mean grain size of the silicon carbide is typically less than 3 mm, preferably less than 1 mm, which information applies regardless of the use of an additional metal oxide. The proportion of the metal oxide in the composite may preferably be 10-20% by weight.
Bevorzugt ist es, Siliciumcarbid unterschiedlicher Körnung einzusetzen, insbesondere kann die Hauptmenge des Siliciumcarbids eine relativ grobe Körnung aufweisen, während eine kleinere Menge des Siliciumcarbids eine feinere Körnung hat. Auf diese Weise wird ein ähnlicher Effekt erzielt, wie er oben im Zusammenhang mit den Metalloxiden beschrieben wurde, d. h. die gröberen Siliciumcarbidpartikel können an den feinen Siliciumcarbidpartikeln entlang gleiten, was mit einer Verbesserung der Verarbeitbarkeit bei gleichzeitig hohem Gehalt an Siliciumcarbid insgesamt verbunden ist. Beispielsweise können 5–40%, bevorzugt 10–30%, besonders bevorzugt ca. 25 % des Silicumcarbids eine Korngröße ≤ 0,1 mm aufweisen.It is preferred to use silicon carbide different grains, in particular, the majority of the silicon carbide may have a relatively coarse grain, while a smaller amount of the silicon carbide has a finer grain size. In this way a similar effect is achieved as described above in connection with the metal oxides, i. H. The coarser particles of silicon carbide can slide along the fine particles of silicon carbide, which is associated with an improvement in processability and high content of silicon carbide as a whole. For example, 5-40%, preferably 10-30%, particularly preferably about 25% of the silicon carbide have a particle size ≤ 0.1 mm.
Möglich ist es auch, der Zusammensetzung Fasern, insbesondere anorganische Fasern zuzusetzen, die die Festigkeit weiter erhöhen. Insbesondere kann es sich dabei um Glasfasern handeln, denkbar wäre jedoch auch der Einsatz von Metallfasern.It is also possible to add to the composition fibers, in particular inorganic fibers, which further increase the strength. In particular, these may be glass fibers, but the use of metal fibers would also be conceivable.
Um die Anhangfähigkeit des Verbundwerkstoffs zu erhöhen, was insbesondere bei der Verwendung als Reparaturmasse von Vorteil sein kann, ist es möglich, hochdisperses SiO2 zuzusetzen. Besonders geeignet ist dabei das unter dem Namen Aerosil bekannte SiO2. Dies erhöht die Anhangfähigkeit einer Masse insbesondere an senkrechten Oberflächen. Gleichzeitig wird es auf diese Weise möglich, eine Masse in dickeren Schichten aufzutragen, ohne dass sie dabei verläuft und ihre Form verliert.In order to increase the ability to attach the composite, which may be advantageous in particular when used as a repair material, it is possible to add highly dispersed SiO 2 . Particularly suitable is the known under the name Aerosil SiO 2 . This increases the attachment ability of a mass, in particular on vertical surfaces. At the same time it is possible in this way to apply a mass in thicker layers without it running and losing its shape.
Neben der erfindungsgemäßen Zusammensetzung selbst betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs wie oben beschrieben, die Verwendung der Zusammensetzung sowie den Verbundwerkstoff selbst. Dabei wird die Zusammensetzung mit Wasser gemischt, bevor eine Aushärtung der Mischung erfolgt. In der Regel wird das anorganische Bindemittel zusammen mit dem Siliciumcarbid vorgelegt, bevor das Wasserglas in Wasser gelöst wird. Sinnvoll ist es, bei der Herstellung der Mischung ein Vakuum anzulegen bzw. die Mischung vor dem Einbringen in eine Gießform zu entgasen, um unerwünschte Lufteinschlüsse im Material zu vermeiden. Zweckmäßigerweise wird ein Unterdruck von weniger als 80, bevorzugt weniger als 20 mbar angelegt. Die Mischung kann auf unterschiedliche Art und Weise weiterverarbeitet werden, beispielsweise kann die Mischung auf eine (Metall)oberfläche aufgetragen werden, um diese mit einer Schutzschicht zu versehen oder auszubessern, ebenso können mit Hilfe der Mischung Formkörper hergestellt werden, um ganze Bauteile aus dem Verbundwerkstoff herzustellen. Nach der Verarbeitung erfolgt die Aushärtung, diese kann bei Raumtemperatur oder alternativ in einem Temperofen bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden. Durch Wärmezufuhr wird überschüssiges Wasser schneller verdampft, so dass der Härteprozess beschleunigt wird. Es kann auch eine abgestufte Aushärtung vorgenommen werden, wie dies in der
Der Mischung kann bei der Herstellung des Verbundwerkstoffs ein Wasserglashärter zugesetzt werden. Hierbei handelt es sich insbesondere um ein Phosphat, beispielsweise Aluminiumphosphat, das im alkalischen Milieu des Wasserglases langsam hydrolysiert, so dass Kieselsäure kontrolliert ausfällt und eine Aushärtung der Masse erfolgt. Möglich ist auch die Verwendung einer Säure als Wasserglashärter, wobei es sich sowohl um organische als auch um anorganische Säuren handeln kann.A water glass hardener may be added to the mixture in the manufacture of the composite. This is in particular a phosphate, for example aluminum phosphate, which hydrolyzes slowly in the alkaline medium of the water glass, so that silica precipitates in a controlled manner and the mixture is cured. It is also possible to use an acid as a water glass hardener, which may be both organic and inorganic acids.
Um die Eigenschaften der Mischung, beispielsweise auch bei der Aushärtung zu beeinflussen, können der Mischung Inhibitoren, hydraulische und/oder puzzolanische Komponenten zugesetzt werden. Durch den Einsatz von Inhibitoren kann die Abbindereaktion, d. h. die Aushärtung bei Bedarf verlangsamt werden, so dass dem Benutzer mehr Zeit verbleibt, eine Verarbeitung der Masse vorzunehmen. Mit Hilfe der (latent) hydraulischen oder puzzolanischen Komponenten kann der Verbundwerkstoff für die Verwendung im alkalischen oder sauren Milieu optimiert werden. Zur Steuerung der Abbindereaktion ist auch der Zusatz von Metallsalzen, insbesondere Alkalisalzen möglich.In order to influence the properties of the mixture, for example also during the curing, inhibitors, hydraulic and / or pozzolanic components can be added to the mixture. Through the use of inhibitors, the setting reaction, i. H. the curing is slowed down as needed, leaving more time for the user to process the mass. With the aid of (latent) hydraulic or pozzolanic components, the composite material can be optimized for use in an alkaline or acidic environment. To control the setting reaction and the addition of metal salts, in particular alkali metal salts is possible.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der Zusammensetzung zur Beschichtung oder Reparatur von Oberflächen, insbesondere Metalloberflächen. Eine solche Beschichtung hat typischerweise eine Dicke von wenigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung der Zusammensetzung zur Herstellung von Formkörpern mit hoher Abrasions- und Korrosionsbeständigkeit. Insbesondere kann der Verbundwerkstoff für Pumpengehäuse und Pumpenbauteile eingesetzt werden. Möglich ist es auch, ein Element aus dem Verbundwerkstoff an einem Bauteil indirekt über ein Verankerungselement festzulegen, wie dies in der
Bei der Auskleidung von Bauteilen wie z. B. Pumpengehäusen mit dem erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff ist die Behandlung der auszukleidenden Fläche des Bauteils vor dem Ausgießen mit einem Trennmittel von Vorteil. Aufgrund der Verwendung eines solchen Trennmittels besteht nach dem Auskleiden keine feste Verbindung zwischen Verbundwerkstoff und Stahlhülle, so dass es nicht zu Zerstörungen des Verbundwerkstoffs durch Temperaturunterschiede zwischen äußerem Bauteil und innerer Auskleidung oder durch unterschiedliche Ausdehnung aufgrund verschiedener Ausdehnungskoeffizienten kommen kann. Die durch Temperaturunterschiede bzw. unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten herbeigeführte abweichende Ausdehnung kann von dem durch das Trennmittel erzeugten Spalt zwischen Bauteil und Auskleidung aufgenommen werden. Die Verwendung solcher Trennmittel ist aus der
Beispiele:Examples:
Beispiel 1: Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird 1 kg Verbundwerkstoff erzeugt durch Vorlegen von 300 g Wasserglas, 620 g Siliciumcarbid einer groben Sieblinie und 80 g Siliciumcarbid einer feinen Sieblinie, wobei das Siliciumcarbid von Silicium befreit wurde. Da die grobe Sieblinie auch feinkörniges Siliciumcarbid enthält, weisen insgesamt ca. 25 % des Siliciumcarbids eine Korngröße ≤ 0,1 mm auf. Zugegeben werden 200 g Wasser. Nach Durchmischung kann das Material verarbeitet werden, bevor es aushärtet. Beim Aushärteprozess entweicht das Wasser praktisch vollständig, so dass sich der reine, ausgehärtete Verbundwerkstoff ergibt.Example 1: According to one embodiment of the invention, 1 kg of composite material is produced by placing 300 g of waterglass, 620 g of silicon carbide of a coarse grading curve and 80 g of silicon carbide of a fine grading curve, wherein the silicon carbide has been freed of silicon. Since the rough grading curve also contains fine-grained silicon carbide, a total of about 25% of the silicon carbide has a particle size ≤ 0.1 mm. 200 g of water are added. After mixing, the material can be processed before it hardens. In the curing process, the water escapes almost completely, resulting in the pure, cured composite material.
Das erhaltene Material ist in hohem Maße beständig gegen Chemikalien, auch aggressiver Art. Darüber hinaus zeichnet es sich durch eine hohe mechanische Belastbarkeit mit hohem Abriebwiderstand und Hitzebeständigkeit bis zu 1350°C ohne Rissbildung aus. Das Material haftet gut am Untergrund und lässt sich somit gut verarbeiten.The material obtained is highly resistant to chemicals, including aggressive nature. In addition, it is characterized by a high mechanical strength with high abrasion resistance and heat resistance up to 1350 ° C without cracking. The material adheres well to the substrate and can therefore be processed well.
Beispiel 2: Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird 1 kg Verbundwerkstoff erzeugt durch Vorlegen von 214 g silikatischem Bindemittel (insbesondere Wasserglas), 643 g Siliciumcarbid und 143 g Al2O3, wobei das Siliciumcarbid von Silicium befreit wurde. Zugegeben werden 143 g Wasser. Nach Durchmischung kann das Material verarbeitet werden, bevor es aushärtet. Beim Aushärteprozess entweicht das Wasser praktisch vollständig, so dass sich der reine, ausgehärtete Verbundwerkstoff ergibt.Example 2: According to this embodiment of the invention, 1 kg of composite material is produced by presenting 214 g of silicate binder (especially waterglass), 643 g of silicon carbide and 143 g of Al 2 O 3 , the silicon carbide being freed of silicon. Added are 143 g of water. After mixing, the material can be processed before it hardens. In the curing process, the water escapes almost completely, resulting in the pure, cured composite material.
Im Vergleich zu Beispiel 1 konnte durch Zusatz von Aluminiumoxid der Füllstoffanteil (SiC, Al2O3) weiter erhöht und der Bindemittelanteil verringert werden, ohne dass die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung dadurch beeinträchtigt wird.Compared to Example 1, by adding alumina, the filler content (SiC, Al 2 O 3 ) could be further increased and the binder content reduced, without affecting the processability of the composition.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310004101 DE102013004101B4 (en) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Composition, method of making a composite, use of the composition, and composite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310004101 DE102013004101B4 (en) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Composition, method of making a composite, use of the composition, and composite |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013004101A1 DE102013004101A1 (en) | 2014-09-11 |
DE102013004101B4 true DE102013004101B4 (en) | 2014-12-24 |
Family
ID=50489057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310004101 Expired - Fee Related DE102013004101B4 (en) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Composition, method of making a composite, use of the composition, and composite |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013004101B4 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112695587B (en) * | 2020-12-17 | 2022-07-15 | 深圳市夺天工环境建设有限公司 | Urban and rural garden antiskid type brick that permeates water |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3133354A1 (en) * | 1981-08-22 | 1983-03-24 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | "HARDER FOR WATER GLASS KIT" |
DE69309105T2 (en) * | 1992-12-22 | 1997-08-21 | Foseco International Ltd., Nechells, Birmingham | FIREPROOF COMPOSITIONS |
WO2009121888A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Rathenow Joerg | Strong materials of construction and coatings comprising inorganic binders with fibre reinforcement |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4343547C1 (en) | 1993-12-20 | 1994-11-17 | Duechting Pumpen Maschf Gmbh | Method for the production of machine components from inorganic casting material |
DE59900151D1 (en) | 1999-09-02 | 2001-08-09 | Heidelberger Bauchemie Gmbh Ma | Building material mix |
DE50205144D1 (en) | 2002-09-19 | 2006-01-05 | Duechting Pumpen Maschf Gmbh | MANUFACTURE OF MINERAL CAST-LINKED MACHINE PARTS |
DE10247280B4 (en) | 2002-10-10 | 2004-09-09 | SICcast Mineralguß GmbH & Co. KG | Use of a silicon carbide composite |
DE20303670U1 (en) | 2003-03-06 | 2003-05-22 | SICcast Mineralguß GmbH & Co. KG, 58453 Witten | pump component |
-
2013
- 2013-03-11 DE DE201310004101 patent/DE102013004101B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3133354A1 (en) * | 1981-08-22 | 1983-03-24 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | "HARDER FOR WATER GLASS KIT" |
DE69309105T2 (en) * | 1992-12-22 | 1997-08-21 | Foseco International Ltd., Nechells, Birmingham | FIREPROOF COMPOSITIONS |
WO2009121888A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Rathenow Joerg | Strong materials of construction and coatings comprising inorganic binders with fibre reinforcement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102013004101A1 (en) | 2014-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19846414B4 (en) | Phosphate cement binder, process for its preparation and its use, in particular as repair mortar | |
DE102008033447B3 (en) | Silicate building material mixture and its uses | |
EP3805181B1 (en) | Fast drying building material composition based on a mineral hybrid adhesive | |
DE102020208242B4 (en) | Dry material mixture for a batch for the production of a coarse ceramic refractory, non-basic product, refractory concrete batch and such product and method for its production, lining and industrial furnace, channel transport system or mobile transport vessel, use of the dry material mixture and the refractory concrete batch | |
EP2978726B1 (en) | Corrosion protection for cast iron pipes | |
EP0133953A1 (en) | One-component alkali silicate cement composition | |
EP0554757A1 (en) | One-component alkali silicate cement composition | |
EP1787967B1 (en) | Process for the manufacture of a burnt shaped body for a refractory lining | |
DE10341171A1 (en) | Cold-setting material for coating mineral constructional elements, e.g. concrete parts for canal building, contains thermally-activated oxide mixture, alkali hydroxide, alkali water-glass, water and additives | |
DE102013004101B4 (en) | Composition, method of making a composite, use of the composition, and composite | |
DE102019116702A1 (en) | Sized casting molds obtainable from a molding material mixture containing an inorganic binder and phosphate and oxidic boron compounds, a process for their production and their use | |
EP0512269B1 (en) | Process and mixture for preparing large area coating | |
DE102005046912A1 (en) | Material for coating metal underground or on surface e.g. in corrosive and thermally stressed environments has cold-curing inorganic polymer binder containing thermally-activated oxide mixture, alkali hydroxide and/or alkali water glass | |
WO2009087111A4 (en) | Additive for forming a corrosion-protection layer on a refractory cladding of a melt furnace containing an aluminium alloy melt | |
DE102010024975A1 (en) | Making building material mixture for magnesium oxide concrete, comprises selecting particle distribution and particle shape of quartz surcharge and selecting a mixing solution based on magnesium chloride content and solution equilibrium | |
DE2217315B2 (en) | Injectable refractory masses and methods of making them | |
JP7123481B2 (en) | Acid-resistant cement composition | |
DE3506085A1 (en) | STRUCTURE OF A LINING FOR THE INTERIOR SURFACE OF A CASTING TUB, IN PARTICULAR FOR STEEL CASTING | |
EP3502078B1 (en) | Refractory batch, a method for producing an unshaped refractory ceramic product from the batch, and an unformed ceramic product produced using the method | |
DE611106C (en) | Heat-resistant and chemically resistant mortar | |
DE102010011713A1 (en) | Self-compacting concrete comprises portion of blast furnace cement, which contains portion of Portland cement clinker and portion of blast furnace slag, portion of limestone flour, and portion of coarse aggregate made of sand or gravel | |
DE102006017199B3 (en) | Coating or preparing flat or hollow bodies, useful to prepare interior equipments and work disk e.g. kitchens, comprises coating a mixture on the flat or hollow body, grinding the hardened mixtures, and polishing the surface | |
DE102014108761A1 (en) | Process for refining materials | |
DE102014008892B4 (en) | Process for improving the thermal shock resistance of refractory products | |
EP3511306B1 (en) | Thermally stable and cyclically stressable ultra-high strength concrete component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |