DE102017206208A1 - Process for coating shaped bodies of alumino-silicate materials and coated shaped body of alumino-silicate materials - Google Patents

Process for coating shaped bodies of alumino-silicate materials and coated shaped body of alumino-silicate materials Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Beschichtung von Formkörpern aus alumino-silikatischen Werkstoffen vorgeschlagen, welches mittels einer Suspension, umfassend oder bestehend aus Siliciumnitrid-Partikel, Dispergiermittel/- Verflüssigungsmittel, Bindemittel, Plastifizierungsmittel und Wasser und einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 14 aufweist durchgeführt wird. Hierbei wird die Suspension auf die Oberfläche eines Formkörpers zumindest einmalig und zumindest bereichsweise aufgetragen und der Formkörper anschließend mindestens einmal thermisch behandelt. Folglich werden Formkörper aus alumino-silikatischen Werkstoffen bereitgestellt, die eine Siliciumnitridschutzschicht mit einer Schichtdicke von mindestens 700 µm aufweisen und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar sind.A process is proposed for coating moldings of alumino-silicate materials which comprises, by means of a suspension comprising or consisting of silicon nitride particles, dispersants / liquefiers, binders, plasticizers and water and a pH in the range from 7 to 14 is carried out. In this case, the suspension is applied to the surface of a shaped body at least once and at least in some areas, and the shaped body is subsequently treated thermally at least once. Consequently, shaped bodies of aluminosilicate materials are provided which have a silicon nitride protective layer with a layer thickness of at least 700 μm and can be produced by the process according to the invention.

Description

Es wird ein Verfahren zur Beschichtung von Formkörpern aus alumino-silikatischen Werkstoffen vorgeschlagen, welches mittels einer Suspension, umfassend oder bestehend aus Siliciumnitrid-Partikel, Dispergiermittel/- Verflüssigungsmittel, Bindemittel, Plastifizierungsmittel und Wasser und einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 14 aufweist durchgeführt wird. Hierbei wird die Suspension auf die Oberfläche eines Formkörpers zumindest einmalig und zumindest bereichsweise aufgetragen und der Formkörper anschließend mindestens einmal thermisch behandelt. Folglich werden Formkörper aus alumino-silikatischen Werkstoffen bereitgestellt, die eine Siliciumnitridschutzschicht mit einer Schichtdicke von mindestens 700 µm aufweisen und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar sind.A process is proposed for coating moldings of alumino-silicate materials which comprises, by means of a suspension comprising or consisting of silicon nitride particles, dispersants / liquefiers, binders, plasticizers and water and a pH in the range from 7 to 14 is carried out. In this case, the suspension is applied to the surface of a shaped body at least once and at least in some areas, and the shaped body is subsequently treated thermally at least once. Consequently, shaped bodies of aluminosilicate materials are provided which have a silicon nitride protective layer with a layer thickness of at least 700 μm and can be produced by the process according to the invention.

Aus der Literatur (http://publications.rwthaachen.de/record/444970/files/5166.pdf, abgerufen am 15. Februar 2017) sind Beschichtungsverfahren auf alumino-silikatischen Werkstoffen bekannt, welches auf dem Einsatz von Bornitrid (BN) bzw. Aluminiumtitanat (Al2TiO5) beruht. Beide Materialien sind bekanntermaßen schmelzabweisend gegenüber Leichtmetallen wie Aluminium bzw. Magnesium und einigen Buntmetallen wie Zink und Kupfer.From the literature (http://publications.rwthaachen.de/record/444970/files/5166.pdf, retrieved on February 15, 2017) are known coating methods on alumino-silicate materials, which on the use of boron nitride (BN) or Aluminum titanate (Al 2 TiO 5 ) is based. Both materials are known to be melt-repellent to light metals such as aluminum or magnesium and some non-ferrous metals such as zinc and copper.

Nachteil einer derartigen Beschichtung besteht im starken Abweichen der thermischen Ausdehnungskoeffizienten (TAK) (BN, TAK=2,2-3,2; Aluminiumtitanat, TAK=0,5-2), so dass die Beschichtungen bereits bei der Herstellung und im Einsatz abplatzen bzw. eine geringe Abrasionsbeständigkeit besitzen. Außerdem besitzen beide Materialien eine extrem geringe Festigkeit, was ebenfalls zu einer geringen Standzeit im Einsatz wegen mangelhafter Verschleißfestigkeit führt.The disadvantage of such a coating is the strong deviation of the coefficients of thermal expansion (TAK) (BN, TAK = 2.2-3.2, aluminum titanate, TAK = 0.5-2), so that the coatings flake off during production and during use or have a low abrasion resistance. In addition, both materials have an extremely low strength, which also leads to a short service life in use due to poor wear resistance.

Ausgehend von diesem Stand der Technik war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Beschichtung von Formkörpern aus alumino-silikatischen Werkstoffen_und einen verbesserten Formkörper aus alumino-silikatischen Werkstoffen bereitzustellen.Starting from this prior art, it was the object of the present invention to provide an improved process for coating moldings of alumino-silicate materials and an improved mold made of alumino-silicate materials.

Die Aufgabe wird das Verfahren zum zumindest bereichsweisen Aufbringen einer Siliciumnitridschutzschicht auf Formkörpern aus alumino-silikatischen Werkstoffen gemäß Anspruch 1 und dem Formkörper aus gesintertem alumino-silikatischen Werkstoffen gemäß Anspruch 23 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausgestaltungsformen dargestellt.The object is achieved by the process for the at least partial application of a silicon nitride protective layer on shaped bodies of alumino-silicate materials according to claim 1 and the shaped body of sintered alumino-silicate materials according to claim 23. In the dependent claims preferred embodiments are shown.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum zumindest bereichsweisen Aufbringen einer Siliciumnitridschutzschicht auf Formkörpern aus alumino-silikatischen Werkstoffen, bei dem eine Suspension zur Beschichtung von Formkörpern aus alumino-silikatischen Werkstoffen enthaltend oder bestehend aus

  1. a) Siliciumnitrid-Partikel,
  2. b) mindestens ein organisches (pseudokationisches oder kationisches) Dispergier-/Verflüssigungsmittel, und/oder mindestens ein basisches anionisches Dispergier-/Verflüssigungsmittel
  3. c) mindestens ein organisches Bindermittel
  4. d) mindestens ein Plastifizierungsmittel
  5. e) ad 100 Gew.-% Wasser,

wobei der pH-Wert der Suspension zwischen 7 und 14 liegt,
auf die Oberfläche des Formkörpers zumindest einmalig zumindest bereichsweise aufgetragen und der Formkörper anschließend mindestens einmal thermisch behandelt wird.The invention thus relates to a method for at least partially applying a silicon nitride protective layer on moldings of alumino-silicate materials, in which a suspension for coating moldings of alumino-silicate materials containing or consisting of
  1. a) silicon nitride particles,
  2. b) at least one organic (pseudo cationic or cationic) dispersing / liquefying agent, and / or at least one basic anionic dispersing / liquefying agent
  3. c) at least one organic binder
  4. d) at least one plasticizer
  5. e) ad 100% by weight of water,

the pH of the suspension being between 7 and 14,
applied to the surface of the molding at least once at least partially applied and the molding is then thermally treated at least once.

Der pH-Wert der Suspension in dem Bereich pH 7-14 ist dafür verantwortlich, dass es beim Auftragen der Suspension auf die Oberfläche eines Formkörpers aus alumino-silikatischen Werkstoffen zu einer sehr guten Anbindung der Moleküle des organischen kationischen bzw. pseudokationischen und/oder anionischen basischen Dispergier-/Verflüssigungsmittels an der „sauren“ Oberfläche des alumino-silikatischen Werkstoffs als auch an der Oberfläche der Si3N4-Partikel kommt. Folglich wird eine gute Benetzung der alumino-silikatischen Werkstoffoberfläche durch die Si3N4-Suspension erzielt.The pH of the suspension in the range of pH 7-14 is responsible for the fact that when applying the suspension to the surface of a shaped body of alumino-silicate materials to a very good binding of the molecules of the organic cationic or pseudo cationic and / or anionic basic dispersing / liquefying agent on the "acidic" surface of the alumino-silicate material as well as on the surface of the Si 3 N 4 particles. Consequently, a good wetting of the alumino-silicate material surface is achieved by the Si 3 N 4 suspension.

Siliziumnitrid hat exakt den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (TAK=4,5 ppmK-1) wie aluminosilikatische Werkstoffe (TAK=4,5ppm K-1) und ist von der Natur seiner hohen Bindungskräfte her ein Hartstoff. Bei der Beschichtung mit einem Material, das im Wesentlichen aus Siliziumnitrid besteht, entstehen keine Thermospannungen bei der Herstellung und/oder dem Einsatz und keine Beschädigung der Beschichtung und keine Reduzierung der Lebensdauer. Ferner führt die Verwendung des Hartstoffes Siliziumnitrid zu einer Lebensdauerverlängerung der Rolle insgesamt durch Reduzierung der Abrasionseinwirkung durch entsprechendes Transportgut. Hierbei kommt insbesondere die erhöhte Festigkeit des Siliziumnitrids, verglichen mit anderen keramischen Materialien, wie z.B. BN oder Al2TiO5 zum Tragen.Silicon nitride has exactly the same thermal expansion coefficient (TAK = 4.5 ppmK-1) as aluminosilicate materials (TAK = 4.5 ppm K-1) and is a hard material due to the nature of its high binding forces. When coated with a material consisting essentially of silicon nitride, there are no thermal stresses during manufacture and / or use and no damage to the coating and no reduction in the service life. Furthermore, the use of the hard material silicon nitride leads to a lifetime extension of the roller as a whole by reducing the abrasion effect by corresponding transport goods. Here, in particular, the increased strength of the silicon nitride, compared with other ceramic materials, such as BN or Al 2 TiO 5 comes into play.

Bevorzugt weist die Suspension einen pH-Wert zwischen 7,5 und 12, insbesondere zwischen 8 und 11 auf, da in diesem Bereich der oben beschriebene Bindungseffekt d.h. die Adhäsion der Suspensionsbestandteile an der Oberfläche des Formkörpers verstärkt auftritt.The suspension preferably has a pH of between 7.5 and 12, in particular between 8 and 11, since in this range the binding effect described above, ie. the adhesion of the suspension components to the surface of the molded article occurs more intensively.

Die erfindungsgemäß eingesetzte Suspension hat darüber hinaus den Vorteil, dass eine tief gehende Infiltration der Suspension in den porösen alumino-silikatischen Werkstoff (> 700 µm Infiltrationstiefe) und dadurch eine großflächige chemisch/physikalische Bindung der Bestandteile der Suspension mit dem alumino-silikatischen Werkstoff ermöglicht wird. Hieraus ergibt sich eine hohe Haftung der Bestandteile an der Oberfläche des alumino-silikatischen Werkstoffs, was nach thermischer Behandlung des alumino-silikatischen Werkstoffs zu einer hohen Haftung der resultierenden Schutzschicht führt. Ferner werden die Poren des alumino-silikatischen Werkstoffs mit Si3N4-Teilchen verschlossen, wodurch eine glatte, nicht-pulvrige Oberfläche bzw. Schutzschicht entsteht.The suspension used according to the invention has the additional advantage that a deep going infiltration of the suspension in the porous alumino-silicate material (> 700 microns infiltration depth) and thereby a large-scale chemical / physical bonding of the components of the suspension with the alumino-silicate material is made possible. This results in a high adhesion of the constituents to the surface of the alumino-silicate material, which leads to a high adhesion of the resulting protective layer after thermal treatment of the alumino-silicate material. Furthermore, the pores of the alumino-silicate material are sealed with Si 3 N 4 particles, whereby a smooth, non-powdery surface or protective layer is formed.

Die erfindungsgemäß verwendete Suspension kann so stark in den Formkörper eindringen, dass die entstehende Gesamtschicht im alumino-silikatischen Werkstoff eine Tiefe von mindestens 700 µm aufweisen kann. Durch die enorme Tiefe und durch eine Konzentrationsverschiebung in diesem Bereich wird die Diffusion von Teilchen des alumino-silikatischen Werkstoffs durch die Schicht gehemmt. Falls der beschichtete Formkörper aus alumino-silikatischen Werkstoffen als Tiegel zur Aufnahme von flüssigem oder kristallinem Metallen wie z.B. Aluminium, Magnesium, Zink, etc. verwendet wird, wird somit einer Kontamination der Schmelze mit Verunreinigungen des alumino-silikatischen Werkstoffs entgegengewirkt.The suspension used according to the invention can penetrate into the molding body so strongly that the resulting overall layer in the alumino-silicate material can have a depth of at least 700 μm. Due to the enormous depth and a concentration shift in this area, the diffusion of particles of alumino-silicate material is inhibited by the layer. If the coated body of alumino-silicate materials is used as a crucible for holding liquid or crystalline metals, e.g. Aluminum, magnesium, zinc, etc., thus a contamination of the melt is counteracted with impurities of alumino-silicate material.

Die Siliciumnitrid-Partikel können zu 10 bis 40 Gew.-%, bevorzugt zu 15,0 bis 35,0 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Suspension enthalten sein.The silicon nitride particles may be contained at 10 to 40 wt .-%, preferably at 15.0 to 35.0 wt .-%, based on the total suspension.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weisen die Siliciumnitrid-Partikel

  1. a) eine mittlere Teilchengrößenverteilung d10 von 0,20 bis 0,40 µm, d50 von 0,50 bis 1,49 µm, bevorzugt von 0,50 bis 0,90 µm und/oder d90 von 1,10 bis 3,90 µm, bevorzugt von 1,50 bis 2,50 µm auf, bestimmt nach dem Laserbeugungsverfahren gemäß ASTM B 822-10 , und/oder
  2. b) eine spezifische Oberfläche von 4,67 bis 15,00 m2/g, bevorzugt von 8 bis 13 m2/g auf, bestimmt nach dem Gasadsorptionsverfahren gemäß ASTM D 3663-03.
In a preferred embodiment, the silicon nitride particles
  1. a) an average particle size distribution d 10 of 0.20 to 0.40 μm, d 50 of 0.50 to 1.49 μm, preferably of 0.50 to 0.90 μm and / or d 90 of 1.10 to 3 , 90 microns, preferably from 1.50 to 2.50 microns, determined according to the laser diffraction method according to ASTM B 822-10 , and or
  2. b) a specific surface area of from 4.67 to 15.00 m 2 / g, preferably from 8 to 13 m 2 / g, determined by the gas adsorption process according to ASTM D 3663-03.

Das Verflüssigungsmittel kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus basischen anionischen Dispergiermitteln sowie aus nichtschäumenden, alkalifreien pseudokationischen/ kationischen Dispergier-/Verflüssigungsmitteln insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Aminoalkoholen. Ein besonders bevorzugtes Verflüssigungsmittel ist 2-Amino-2-methylpropanol.The liquefying agent may be selected from the group consisting of basic anionic dispersants and non-foaming, alkali-free pseudokationischen / cationic dispersing / liquefying agents in particular be selected from the group consisting of amino alcohols. A particularly preferred liquefying agent is 2-amino-2-methylpropanol.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform ist das mindestens ein organisches (kationisches oder pseudokationisches) Dispergier-/ Verflüssigungsmittel und/oder das mindestens ein anionisches basisches Dispergier-/Verflüssigungsmittel zu 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt zu 0,1 bis 2 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 0,16 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Suspension, in der Suspension enthalten.In a further preferred embodiment, the at least one organic (cationic or pseudo-cationic) dispersing / liquefying agent and / or the at least one anionic basic dispersing / liquefying agent is from 0.01 to 10% by weight, preferably from 0.1 to 2% by weight .-%, more preferably at 0.16 to 0.3 wt .-%, based on the total suspension, in the suspension.

Das mindestens eine in der Suspension enthaltene mindestens organische Bindemittel bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus in Wasser löslichen oder in Wasser dispergierbaren hydrophilen Polymeren, insbesondere Polyethylenglycole, Polypropylenglycole, Polybutylenglycole, Polyvinylalkohole, Polyvinylbutyrale, Polyvinylpyrrolidone, Polyvinylacetate sowie partiell oder vollverseifte Polyvinylacetate, insbesondere PVA M145000 vollhydrolysiert.The at least one at least one organic binder present in the suspension preferably selected from the group consisting of water-soluble or water-dispersible hydrophilic polymers, in particular polyethylene glycols, polypropylene glycols, polybutylene glycols, polyvinyl alcohols, polyvinyl butyrals, polyvinyl pyrrolidones, polyvinyl acetates and partially or fully hydrolyzed polyvinyl acetates, in particular PVA M145000 vollhydrolysiert.

Das mindestens eine organische Bindemittel kann zu 0,01 bis 20 Gew.-%, bevorzugt zu 0,1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 1,0 bis 3,4 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Suspension, enthalten sein.The at least one organic binder may contain from 0.01 to 20% by weight, preferably from 0.1 to 5% by weight, more preferably from 1.0 to 3.4% by weight, based on the total suspension, be included.

Das Plastifizierungsmittel stellt dabei insbesondere einen mehrwertigen Alkohol dar, insbesondere Propantriol. Bevorzugt ist das Plastifizierungsmittel in einer Menge von 0,1 bis 6,0 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Suspension, enthalten.The plasticizer is in particular a polyhydric alcohol, in particular propane triol. The plasticizer is preferably present in an amount of from 0.1 to 6.0% by weight, more preferably from 0.5 to 3.0% by weight, based on the total suspension.

Ferner ist bevorzugt, dass die Suspension eine dynamische Viskosität von 20 bis 50 mPa s aufweist, bestimmt mit einem Rotationsviskosimeter mit einer Tauchmesseinrichtung gemäß DIN 53019:2008-09 . Eine Viskosität in diesem Bereich wirkt sich besonders vorteilhaft auf die Eindringtiefe der Suspension in ein alumino-silikatischen Werkstoffen aus.Furthermore, it is preferred that the suspension has a dynamic viscosity of 20 to 50 mPa s, determined by means of a rotational viscometer with an immersion measuring device according to FIG DIN 53019: 2008-09 , A viscosity in this range has a particularly advantageous effect on the penetration depth of the suspension into an alumino-silicate materials.

Weiter bevorzugt ist der alumino-silikatische Formkörper porös und weist vorzugsweise eine Porosität von mindestens 15 %, bevorzugt 20 bis 35 %, besonders bevorzugt von 25 bis 30 % aufweist und/oder nach der thermischen Behandlung einen mittleren Porendurchmesser von ,50 bis 2,0 µm, bevorzugt 1,0 bis 1,5 µm, insbesondere 1,00 bis 1,25 µm, auf.More preferably, the alumino-silicate molded body is porous and preferably has a porosity of at least 15%, preferably 20 to 35%, particularly preferably 25 to 30% and / or after the thermal treatment has an average pore diameter of 50 to 2.0 μm, preferably 1.0 to 1.5 μm, in particular 1.00 to 1.25 μm.

Während der Aufbringung der Suspension auf den Formkörper aus alumino-silikatischen Werkstoffen, welcher sich bevorzugt im Grünzustand befindet, kommt es bevorzugt zu einer Neutralisierung der Silanol-Gruppen des alumino-silikatischen Werkstoffoberfläche durch Moleküle des basischen Dispergier-/ Verflüssigungsmittels, was zur eine Entstehung einer monomolekularen Schicht aus organischen Molekülen des basischen Dispergiermittels an der alumino-silikatischen Werkstoffoberfläche, die auch modifiziert sein kann, führt. Infolge einer Bildung von zahlreichen Wasserstoff-Brücken und höheren Affinität zwischen bereits durch basische Dispergier-/ Verflüssigungsmittel modifizierten Si3N4 Partikeln und ggf. modifizierter alumino-silikatischen Werkstoffoberfläche findet danach eine gute Haftung des hergestellten Beschichtung zu der alumino-silikatischen Werkstoffoberfläche bzw. in den Poren statt.During the application of the suspension to the shaped body of alumino-silicate materials, which is preferably in the green state, it is preferable to neutralize the silanol groups of the alumino-silicate material surface by molecules of the basic dispersing / liquefying agent, resulting in the formation of a monomolecular layer of organic molecules of the basic dispersant on the alumino-silicate material surface, which may also be modified leads. As a result of formation of numerous hydrogen bridges and higher affinity between already modified by basic dispersing / liquefying agent Si 3 N 4 particles and optionally modified alumino-silicate material surface then good adhesion of the coating produced to the alumino-silicate material surface or in the pores instead.

In der thermischen Behandlung, bevorzugt ein Brennvorgang unter oxidierenden Bedingungen, wird eine dauerhafte chemische Adhäsion zwischen der alumino-silikatischen Werkstoffoberfläche und der Beschichtung erzeugt. Während dieses Schrittes entstehen Si-O-Si Bindungen infolge einer chemischen Polykondensationsreaktion zwischen reaktionsfähigen Silanol-Gruppen des alumino-silikatischen Werkstoffs und des Si3N4-Pulvers unter Abspaltung von Wasser. Dies bewirkt eine kovalente chemische Verbindung der Si3N4-Beschichtung mit der alumino-silikatischen Werkstoffoberfläche, so dass sich eine gute Abriebfestigkeit der Beschichtung ergibt.In the thermal treatment, preferably a firing process under oxidizing conditions, a permanent chemical adhesion between the alumino-silicate material surface and the coating is produced. During this step, Si-O-Si bonds are formed as a result of a chemical polycondensation reaction between reactive silanol groups of the alumino-silicate material and the Si 3 N 4 powder with elimination of water. This causes a covalent chemical bond of Si 3 N 4 coating with the alumino-silicate material surface, so that there is a good abrasion resistance of the coating.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Oberfläche der Beschichtung ist glatt und weist eine geringe Benetzbarkeit gegenüber Leicht- und Buntmetallschmelzen auf. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Kontaktierung der Tiegeloberfläche mit flüssigem oder kristallinem Silizium. Zudem hat das Verfahren den Vorteil, dass es einfach und kostengünstig durchführbar ist.The surface of the coating produced by the method according to the invention is smooth and has a low wettability to light and non-ferrous metal melts. This is particularly advantageous in contacting the crucible surface with liquid or crystalline silicon. In addition, the method has the advantage that it is easy and inexpensive to carry out.

Der alumino-silikatische Werkstoff des in dem Verfahren eingesetzten Formkörpers kann porös sein und vorzugsweise eine Porosität von mindestens 8 %, bevorzugt 8 bis 25 %, besonders bevorzugt von 10 bis 15 % aufweisen. Weiterhin bevorzugt ist, dass der alumino-silikatische Werkstoff nach der thermischen Behandlung einen mittleren Porendurchmesser von 0,05 bis 0,8 µm, bevorzugt 0,1 bis 0,4 µm, insbesondere 0,15 bis 0,25 µm, aufweist.The alumino-silicate material of the molding used in the process may be porous and preferably have a porosity of at least 8%, preferably 8 to 25%, particularly preferably from 10 to 15%. It is further preferred that the alumino-silicate material after the thermal treatment has an average pore diameter of 0.05 to 0.8 μm, preferably 0.1 to 0.4 μm, in particular 0.15 to 0.25 μm.

Die Suspension kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens 500 µm, bevorzugt 700 bis 1000 µm in den Formkörper infiltriert werden.The suspension can be infiltrated into the molding in the process according to the invention at least 500 .mu.m, preferably 700 to 1000 .mu.m.

Besonders bevorzugt ist der Formkörper aus dem alumino-silikatischen Werkstoff ein Grünkörper. Als Grünkörper wird erfindungsgemäß ein ungebrannter Rohling verstanden. Hierbei ist erstens vorteilhaft, dass durch die Verwendung eines Grünkörpers höhere Infiltrationstiefen der Suspension in den Formkörper möglich werden. Zweitens hat die Beschichtung eines Grünkörpers anstatt eines gebrannten Formkörpers den Vorteil, dass in nur einem Arbeitsschritt Grünkörper und Beschichtung gebrannt werden können (ökonomischer Vorteil). Drittens werden durch den gemeinsamen Brennprozess von Grünkörper und Beschichtung die Poren des Grünkörpers im Bereich der Beschichtung besser geschlossen und dadurch die Si3N4-Partikel innerhalb des alumino-silikatischen Werkstoffs d.h. unterhalb der Oberfläche des alumino-silikatischen Werkstoffs fest verankert.Particularly preferably, the shaped body of the alumino-silicate material is a green body. As a green body is understood according to the invention an unfired blank. In this case, it is firstly advantageous that higher infiltration depths of the suspension into the shaped body become possible by using a green body. Second, the coating of a green body instead of a fired molded body has the advantage that in only one step green body and coating can be fired (economic advantage). Thirdly, the joint firing process of green body and coating better closes the pores of the green body in the region of the coating and thereby firmly anchors the Si 3 N 4 particles within the aluminosilicate material, ie below the surface of the aluminosilicate material.

Die thermische Behandlung kann bei Temperaturen von 1000 bis 1300 °C, bevorzugt von 1100 bis 1200 °C und/oder über einen Zeitraum von 2 bis 5 h, bevorzugt von 3 bis 4 h, durchgeführt werden.The thermal treatment can be carried out at temperatures from 1000 to 1300 ° C., preferably from 1100 to 1200 ° C. and / or over a period of from 2 to 5 h, preferably from 3 to 4 h.

Die thermische Behandlung kann ferner unter oxidativen Bedingungen durchgeführt werden, was eine Oxidation der obersten Si3N4-Schicht der Beschichtung auf dem Formkörper bewirkt. Diese oxidierte Schicht schützt wiederum die darunter liegenden Schichten vor weiterer Oxidation, so dass die volle Trennfunktion der Beschichtung erhalten bleibt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine reine Si3N4-Schicht an der inneren Oberfläche des Formkörpers verbleibt.The thermal treatment can also be carried out under oxidative conditions, which causes oxidation of the top Si 3 N 4 layer of the coating on the molding. This oxidized layer in turn protects the underlying layers from further oxidation so that the full separation function of the coating is maintained. This can ensure that a pure Si 3 N 4 layer remains on the inner surface of the molding.

Zusammenfassend werden die Siliziumnitrid-Partikel der Suspension fest und chemisch-kovalent in der alumino-silikatischen Werkstoffoberfläche verankert. Als Folge entsteht aus der auf den Körper aus alumino-silikatischen Werkstoff aufgetragenen Suspension nach der thermischen Behandlung eine gut haftende, nicht-pulvrige und berührungsfeste Schicht auf dem Körper aus alumino-silikatischem Werkstoff.In summary, the silicon nitride particles of the suspension are firmly and chemically covalently anchored in the alumino-silicate material surface. As a result, the suspension applied to the body of alumino-silicate material, after thermal treatment, forms a well-adherent, non-powdery and touch-resistant layer on the alumino-silicate material body.

Der Auftrag der Suspension auf den Formkörper kann mittels Streichen, Sprühen, Spritzen, Tauchen des Formkörpers in die Suspension und/oder durch elektrostatischen Auftrag erfolgen. Die Suspension kann auch mit einer speziell ausgestatteten Sprühvorrichtung aufgetragen werden, mit welcher eine Kontamination der Suspension mit Metallen verhindert wird. Das Eindringen der Beschichtung in die Poren kann durch ein sprühnebelerzeugendes Verfahren in Nass/Nass-Technik unterstützt werden, wodurch die Infiltrationstiefe der Suspension in den Formkörper weiter gesteigert werden kann.The order of the suspension on the molding can be done by brushing, spraying, spraying, dipping the molding in the suspension and / or by electrostatic application. The suspension can also be applied with a specially equipped spraying device, which prevents contamination of the suspension with metals. The penetration of the coating into the pores can be assisted by a spray-mist-producing process in wet / wet technique, whereby the infiltration depth of the suspension into the shaped body can be further increased.

Nach Auftrag der Suspension und vor der thermischen Behandlung erfolgt bevorzugt eine Trocknung des Formkörpers, vorzugsweise bei Temperaturen von 20 °C bis 150 °C und insbesondere bei einer Luftfeuchtigkeit von 40 bis 60 %.After application of the suspension and before the thermal treatment is preferably carried out a drying of the shaped body, preferably at temperatures of 20 ° C to 150 ° C and in particular at a humidity of 40 to 60%.

Weiterhin ist bevorzugt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren eine geschlossene Siliciumnitridschutzschicht auf der Substratoberfläche von mindestens 50 µm Schichtdickeerzeugt wird.Furthermore, it is preferred that a closed silicon nitride protective layer on the substrate surface of at least 50 μm layer thickness is produced by the method according to the invention.

Der alumino-silikatische Werkstoff beinhaltet bevorzugt Mullit und/oder ein mullitisch gebundener Werkstoff und kann z.B. eine Restglasphase und Restkorund aufweisen. Mullit ist ein Mineral aus der Mineralklasse der Silikate, genauer ein Inselsilikat mit tetraederfremden Anionen. Es kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem mit der chemischen Formel Al2Al2+2xSi2-2x O10-x mit x = Sauerstoffleerstellen pro Elementarzelle und entwickelt meist kleine, prismatische, oft faserige Kristalle in weißer, gelber, roter oder violetter Farbe. Auch farblose Mullit-Kristalle sind bekannt. Der alumino-silikatische Werkstoff beinhaltet bevorzugt 10-50 Gew.-%, bevorzugt 20-35 Gew.-% Mullit.The alumino-silicate material preferably includes mullite and / or a mullitic bonded material and may, for example, have a residual glass phase and residual corundum. Mullite is a mineral from the mineral class of silicates, more specifically an island silicate with tetrahedral anions. It crystallizes in Orthorhombic crystal system with the chemical formula Al 2 Al 2 + 2x Si 2-2x O 10-x with x = oxygen vacancies per unit cell and develops mostly small, prismatic, often fibrous crystals in white, yellow, red or purple color. Also, colorless mullite crystals are known. The alumino-silicate material preferably contains 10-50% by weight, preferably 20-35% by weight of mullite.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der Formkörper ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Transportrollen für Behandlungsöfen, Schmelztiegeln, Ofenauskleidung und Chargingestelle.In a preferred embodiment, the molded article is selected from the group consisting of transport rollers for treatment furnaces, crucibles, furnace lining and charging station.

Gemäß einer weiter bevorzugten Variante wird das Verfahren derart ausgeführt, dass das zumindest bereichsweisen Aufbringen mehrstufig durchgeführt wird, wobei zunächst eine Grundbeschichtung und hierauf mindestens eine weitere Deckschicht auf dem Formkörper aufgebracht wird. Die einzelnen Lagen bzw. die Deckschicht können nach dem jeweiligen Auftrag thermisch behandelt werden oder abschließend gemeinsam in einem sog. co-firing thermisch behandelt werden.According to a further preferred variant, the method is carried out in such a way that the at least partial application is carried out in several stages, wherein first a base coat and then at least one further coat is applied to the mold. The individual layers or the cover layer can be thermally treated after the respective application or finally thermally treated together in a so-called co-firing.

Hierbei ist es möglich, dass die Grundbeschichtung ähnlich der Siliciumnitrid-Beschichtung als Suspension oder Lösung auf den Formkörper aufgebracht wird und die Siliciumnitrid-enthaltende Suspension nass in nass auf die Grundbeschichtung aufgetragen wird. Abschließend kann die Beschichtung, die in diesem Fall dann die Grundbeschichtung und die eigentliche Siliciumnitrid-Beschichtung umfasst, durch simultane mindestens einmalige thermische Behandlung hergestellt werden.In this case, it is possible for the base coating to be applied to the shaped body as a suspension or solution, similar to the silicon nitride coating, and for the silicon nitride-containing suspension to be applied wet on wet to the base coat. Finally, the coating, which in this case then comprises the base coating and the actual silicon nitride coating, can be produced by simultaneous at least one thermal treatment.

Alternativ ist es auch möglich, zunächst die Grundbeschichtung zu applizieren (z.B. durch Auftrag einer entsprechenden Suspension, aus der die Grundbeschichtung hergestellt werden kann) und diese zunächst thermisch zu behandeln. Auf diese thermisch behandelte Grundbeschichtung kann dann in einem weiteren Schritt die Siliciumnitridbeschichtung auf die im Voranstehenden beschriebene Art und Weise aufgetragen werden.Alternatively, it is also possible first to apply the base coat (e.g., by applying a suitable suspension from which the base coat can be made) and to first treat it thermally. The silicon nitride coating can then be applied to this thermally treated base coat in a further step in the manner described above.

Als Material zum Auftrag der Grundbeschichtung eignen sich insbesondere Suspensionen anorganischer Materialien, aus denen sich bei thermischer Behandlung keramische Materialien erzeugen lassen.In particular, suspensions of inorganic materials from which ceramic materials can be produced upon thermal treatment are suitable as the material for applying the basecoat.

Bei Applikation einer Grundbeschichtung ist es insbesondere vorteilhaft, dass die Zusammensetzung und die Körnungen der Grundbeschichtung so abgestimmt werden kann, dass diese einerseits chemisch auf dem alumino-silikatischen Werkstoff anbindefähig ist, andererseits die Grundporösität des alumino-silikatischen Werkstoff verschliesst und zusätzlich zu einer Einebnung von Unebenheiten auf der Oberfläche des alumino-silikatischen Werkstoff führt. Vorzugsweise wird das Material der Grundbeschichtung hinsichtlich seines thermischen Ausdehnungskoeffizients auf den alumino-silikatischen Werkstoff und die abschließende Siliciumnitrid-Schicht angepasst.When applying a base coat, it is particularly advantageous that the composition and the grains of the base coat can be adjusted so that it is on the one hand chemically bondable to the alumino-silicate material, on the other hand closes the base porosity of alumino-silicate material and in addition to a leveling of Unevenness on the surface of the alumino-silicate material leads. Preferably, the material of the base coat is adjusted in terms of its thermal expansion coefficient on the alumino-silicate material and the final silicon nitride layer.

Besonders bevorzugt ist das Material der Grundbeschichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kieselsäure, Kiesel-Sol oder einer Mischung aus Kieselsäure und Kiesel-Sol; Alumino-Sol, Böhmit oder einer Mischung aus Alumino-Sol und Böhmit.Particularly preferably, the material of the base coating is selected from the group consisting of silica, silica sol or a mixture of silica and silica sol; Alumino sol, boehmite or a mixture of alumino sol and boehmite.

Bei allen zuvor vorgestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die thermische Behandlung als ein- oder mehrstufiger Temper-Prozess durchgeführt werden.In all previously presented embodiments of the method according to the invention, the thermal treatment can be carried out as a single-stage or multi-stage tempering process.

Die erfindungsgemäß eingesetzte Suspension kann zusätzlich mindestens ein anorganisches Dispergier- und/oder Bindemittel beinhalten, vorzugsweise ein SiO2-haltiges Dispergier- und/oder Bindemittel, insbesondere Illit, Kieselsäure, Wasserglas, Kieselgel bzw. -sol, Si-organische Verbindungen, pyogene Kiselsäure-Derivate, sowie Mischungen und Kombinationen hiervon.The suspension used according to the invention may additionally comprise at least one inorganic dispersing agent and / or binder, preferably an SiO 2 -containing dispersing and / or binding agent, in particular illite, silicic acid, water glass, silica gel or sol, organosilicon compounds, pyogenic ciselic acid Derivatives, as well as mixtures and combinations thereof.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Formkörper aus gesintertem alumino-silikatischen Werkstoff bereitgestellt, insbesondere eine Rolle oder ein Schmelztiegel, umfassend eine zumindest bereichsweise auf der Oberfläche des Formkörpers ausgebildete Siliciumnitridschutzschicht mit einer Schichtdicke von mindestens 50 µm, herstellbar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.The invention further provides a shaped body of sintered alumino-silicate material, in particular a roll or crucible, comprising a silicon nitride protective layer formed at least in regions on the surface of the shaped body with a layer thickness of at least 50 μm, which can be produced by the method according to the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • ASTM B 822-10 [0013]ASTM B 822-10 [0013]
  • DIN 53019:2008-09 [0019]DIN 53019: 2008-09 [0019]

Claims (26)

Verfahren zum zumindest bereichsweisen Aufbringen einer Siliciumnitridschutzschicht auf Formkörpern aus alumino-silikatischen Werkstoffen, bei dem eine Suspension enthaltend oder bestehend aus a) Siliciumnitrid-Partikel, b) mindestens ein organisches kationisches oder pseudokationisches Dispergier-/ Verflüssigungsmittel, und/oder mindestens ein anionisches basisches Dispergier-/ Verflüssigungsmittel, c) mindestens ein organisches Bindermittel, d) mindestens ein Plastifizierungsmittel, e) ad 100 Gew.- % Wasser, wobei der pH-Wert der Suspension zwischen 7 und 14 liegt, auf die Oberfläche des Formkörpers zumindest einmalig zumindest bereichsweise aufgetragen und der Formkörper anschließend mindestens einmal thermisch behandelt wird.A method for at least partially applying a silicon nitride protective layer on moldings of alumino-silicate materials, in which a suspension containing or consisting of a) silicon nitride particles, b) at least one organic cationic or pseudo-cationic dispersing / liquefying agent, and / or at least one anionic basic dispersing / liquefying agent, c) at least one organic binder, d) at least one plasticizer, e) ad 100% by weight of water, the pH of the suspension being between 7 and 14, applied to the surface of the molding at least once at least partially applied and the molding is then thermally treated at least once. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Suspension zwischen 7,5 und 12, bevorzugt zwischen 8 und 11 liegt.Method according to Claim 1 , characterized in that the pH of the suspension is between 7.5 and 12, preferably between 8 and 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumnitrid-Partikel zu 10 bis 40 Gew.-%, bevorzugt von 15,0 bis 35,0 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Suspension enthalten sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the silicon nitride particles to 10 to 40 wt .-%, preferably from 15.0 to 35.0 wt .-%, based on the total suspension are included. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumnitrid-Partikel a) eine mittlere Teilchengrößenverteilung d10 von 0,20 bis 0,40 µm, d50 von 0,50 bis 1,49 µm, bevorzugt von 0,50 bis 0,90 µm und/oder d90 von 1,10 bis 3,90 µm, bevorzugt von 1,50 bis 2,50 µm aufweisen, bestimmt nach dem Laserbeugungsverfahren gemäß ASTM B 822-10, und/oder b) eine spezifische Oberfläche von 4,67 bis 15,00 m2/g, bevorzugt von 8 bis 13 m2/g, bestimmt nach dem Gasadsorptionsverfahren gemäß ASTM D 3663-03, aufweisen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the silicon nitride particles a) has an average particle size distribution d 10 of 0.20 to 0.40 microns, d 50 from 0.50 to 1.49 microns, preferably from 0.50 to 0.90 μm and / or d 90 from 1.10 to 3.90 μm, preferably from 1.50 to 2.50 μm, determined according to the laser diffraction method according to ASTM B 822-10, and / or b) has a specific surface area from 4.67 to 15.00 m 2 / g, preferably from 8 to 13 m 2 / g, determined by the gas adsorption process according to ASTM D 3663-03. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindesten eine organische kationisches oder pseudokationische Dispergier-/Verflüssigungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aminoalkoholen, bevorzugt 2-Amino-2-methylpropanol, basischen anionischen Dispergiermittel-/Verflüssigungsmittel sowie Mischungen oder Kombinationen hiervon.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one organic cationic or pseudokationische dispersing / liquefying agent is selected from the group consisting of amino alcohols, preferably 2-amino-2-methylpropanol, basic anionic dispersants / liquefiers and mixtures or combinations hereof. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein organisches (kationisches oder pseudokationisches) Dispergier-/Verflüssigungsmittel und/oder das mindestens ein anionisches basisches Dispergier-/Verflüssigungsmittel zu 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt zu 0,1 bis 2 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 0,16 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Suspension, enthalten ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one organic (cationic or pseudokationisches) dispersing / liquefying agent and / or the at least one anionic basic dispersing / liquefying agent to 0.01 to 10 wt .-%, preferably to 0 , 1 to 2 wt .-%, particularly preferably from 0.16 to 0.3 wt .-%, based on the total suspension is included. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein organische Bindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus in wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren hydrophilen Polymeren, insbesondere Polyethylenglycole, Polypropylenglycole, Polybutylenglycole, Polyvinylalkohole, Polyvinylbutyrale, Polyvinylpyrrolidone, Polyvinylacetate sowie partiell oder vollverseifte Polyvinylacetate, insbesondere PVA M145000 vollhydrolysiert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one organic binder is selected from the group consisting of water-soluble or water-dispersible hydrophilic polymers, in particular polyethylene glycols, polypropylene glycols, polybutylene glycols, polyvinyl alcohols, polyvinyl butyrals, polyvinyl pyrrolidones, polyvinyl acetates and partially or vollverseifte Polyvinyl acetates, especially PVA M145000 fully hydrolyzed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein organisches Bindemittel zu 0,01 bis 20 Gew.-%, bevorzugt zu 0,1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 1,0 bis 3,4 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Suspension enthalten ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one organic binder to 0.01 to 20 wt .-%, preferably 0.1 to 5 wt .-%, particularly preferably from 1.0 to 3.4 wt .-%, based on the total suspension is included. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein Plastifizierungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus mehrwertigen Alkoholen, insbesondere Propantriol und/oder bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 6,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Suspension, enthalten ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one plasticizer is selected from the group consisting of polyhydric alcohols, in particular propanetriol and / or preferably in an amount of 0.1 to 6.0 wt .-%, more preferably of 0.5 to 3.0 wt .-%, based on the total suspension is included. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine dynamische Viskosität von 20 bis 50 mPa s, bestimmt mit einem Rotationsviskosimeter mit einer Tauchmesseinrichtung gemäß DIN 53019:2008-09, aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that it has a dynamic viscosity of 20 to 50 mPa s, determined by means of a rotational viscometer with an immersion measuring device according to DIN 53019: 2008-09. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der alumino-silikatische Formkörper porös ist und vorzugsweise eine Porosität von mindestens 15 %, bevorzugt 20 bis 35 %, besonders bevorzugt von 25 bis 30 % aufweist und/oder nach der thermischen Behandlung einen mittleren Porendurchmesser von 0,50 bis 2,0 µm, bevorzugt 1,0 bis 1,5 µm, insbesondere 1,00 bis 1,25 µm, aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the alumino-silicate molded body is porous and preferably has a porosity of at least 15%, preferably 20 to 35%, particularly preferably from 25 to 30% and / or after the thermal treatment a middle Pore diameter of 0.50 to 2.0 .mu.m, preferably 1.0 to 1.5 .mu.m, in particular 1.00 to 1.25 .mu.m. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension mindestens 500 µm, bevorzugt 700 bis 1000 µm in den Formkörper infiltriert wird.Method according to the preceding claim, characterized in that the suspension is infiltrated into the shaped body at least 500 μm, preferably 700 to 1000 μm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper aus Alumino-silikatischem Werkstoff ein Grünkörper ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the shaped body of alumino-silicate material is a green body. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung bei Temperaturen von 1000 bis 1300 °C, bevorzugt von 1100 bis 1200 °C und/oder über einen Zeitraum von 2 bis 5 h, bevorzugt von 3 bis 4 h, durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal treatment at temperatures of 1000 to 1300 ° C, preferably from 1100 to 1200 ° C and / or over a period of 2 to 5 hours, preferably from 3 to 4 hours performed becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftrag der Suspension mittels Streichen, Sprühen, Spritzen, Tauchen des Formkörpers in die Suspension und/oder durch elektrostatischen Auftrag erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the application of the suspension by means of brushing, spraying, spraying, dipping the shaped body in the suspension and / or by electrostatic application. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Auftrag der Suspension und vor der thermischen Behandlung eine Trocknung des Formkörpers erfolgt, vorzugsweise bei Temperaturen von 20 °C bis 150 °C und insbesondere bei einer Luftfeuchtigkeit von 40 bis 60 %.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after application of the suspension and before the thermal treatment, a drying of the shaped body, preferably at temperatures of 20 ° C to 150 ° C and in particular at a humidity of 40 to 60%. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine geschlossene Siliciumnitridschutzschicht auf der Substratoberfläche von mindestens 20 µm Schichtdicke erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a closed silicon nitride protective layer on the substrate surface of at least 20 microns layer thickness is generated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Alumino-silikatische Werkstoff Mullit und/oder mullitisch gebundene Werkstoffe sowie amorphe Restglasphase und Restkorund beinhaltet.ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Mullit und/oder mullitisch gebundenen Werkstoffen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the alumino-silicate material mullite and / or mullitisch bound materials and amorphous residual glass phase and Restkorund contains.selected is selected from the group consisting of mullite and / or mullitisch bound materials. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Transportrollen für Behandlungsöfen, Schmelztiegeln, Ofenauskleidung und Charginggestelle.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the shaped body is selected from the group consisting of transport rollers for treatment furnaces, crucibles, furnace lining and Charginggestelle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem Formkörper aus dem alumino-silikatischen Werkstoff direkt nach der thermischen Behandlung einer mechanischen Oberflächenvergütung unterzogen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after molding of the alumino-silicate material is subjected directly after the thermal treatment of a mechanical surface treatment. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Oberflächenvergütung ein Schleifen und/oder Polieren mit Hartbearbeitungswerkzeugen, insbesondere diamantbesetzten Schleifscheiben und/oder mit oder ohne Schleifhilfsmittel, insbesondere Schleifpasten durchgeführt wird.Method according to the preceding claim, characterized in that the mechanical surface treatment is carried out grinding and / or polishing with hard-machining tools, in particular diamond-coated grinding wheels and / or with or without grinding aids, in particular grinding pastes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest bereichsweise Aufbringen mehrstufig durchgeführt wird, wobei zunächst eine Grundbeschichtung und hierauf mindestens eine weitere Deckschicht auf dem Formkörper aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least partially applying is carried out in several stages, wherein first a base coat and then at least one further cover layer is applied to the shaped body. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundbeschichtung aus Kieselsäure, Kiesel-Sol oder einer Mischung aus Kieselsäure und Kiesel-Sol, Alumino-Sol, Böhmit oder einer Mischung aus Alumino-Sol und Böhmit gebildet wird.A method according to the preceding claim, characterized in that the base coating of silica, silica sol or a mixture of silica and silica sol, alumino sol, boehmite or a mixture of alumino sol and boehmite is formed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass thermische Behandlung als ein- oder mehrstufiger Temper-Prozess durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that thermal treatment is carried out as a single-stage or multi-stage annealing process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension zusätzlich mindestens ein anorganisches Dispergier- und/oder Bindemittel beinhaltet, vorzugsweise ein SiO2-haltiges Dispergier- und/oder Bindemittel, insbesondere Illit, Kieselsäure, Wasserglas, Kieselgel bzw. -sol, Si-organische Verbindungen, pyogene Kiselsäure-Derivate, sowie Mischungen und Kombinationen hiervon.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the suspension additionally comprises at least one inorganic dispersant and / or binder, preferably a SiO 2 -containing dispersing and / or binder, in particular illite, silica, water glass, silica gel or sol , Si-organic compounds, pyogenic silicic acid derivatives, as well as mixtures and combinations thereof. Formkörper aus gesintertem alumino-silikatischen Werkstoff, insbesondere eine Rolle, z.B. eine Transportrolle für Behandlungsöfen oder ein Schmelztiegel, umfassend eine zumindest bereichsweise auf der Oberfläche des Formkörpers ausgebildete Siliciumnitridschutzschicht mit einer Schichtdicke von mindestens 50 µm, herstellbar nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Shaped body of sintered alumino-silicate material, in particular a roll, e.g. a transport roller for treatment furnaces or a crucible, comprising a silicon nitride protective layer formed at least in regions on the surface of the molded body with a layer thickness of at least 50 μm, preparable by a method according to one of the preceding claims.
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