DE1076550B - Method of manufacturing refractory bodies - Google Patents

Method of manufacturing refractory bodies

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DE1076550B
DE1076550B DEC13895A DEC0013895A DE1076550B DE 1076550 B DE1076550 B DE 1076550B DE C13895 A DEC13895 A DE C13895A DE C0013895 A DEC0013895 A DE C0013895A DE 1076550 B DE1076550 B DE 1076550B
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silicon
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Kenneth Charles Nicholson
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Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung feuerfester Körper mit einer Bindung aus kubischem Siliziumkarbid.The invention relates to a method for producing refractory bodies with a bond cubic silicon carbide.

Siliziumkarbidgebundene feuerfeste Körper sind bisher meistens derart hergestellt worden, daß Siliziumkarbid als Masse in einem Widerstandsofen erzeugt, in die gewünschte Korngröße zerkleinert und dann, mit oder ohne Zusatz eines Bindemittels, in eine bestimmte Form gepreßt und danach gebrannt wurden.Silicon carbide-bonded refractory bodies have heretofore been mostly made using silicon carbide produced as a mass in a resistance furnace, crushed into the desired grain size and then, with or without the addition of a binder, pressed into a certain shape and then fired became.

Es ist weiter vorgeschlagen worden, von einem Körper aus Kohlenstoff auszugehen und diesen bei sehr hohen Temperaturen zu silizieren, um den Kohlenstoff in Siliziumkarbid umzuwandeln.It has also been proposed to start from a body made of carbon and to use this to siliconize at very high temperatures in order to convert the carbon into silicon carbide.

Beide bekannte Verfahren erfordern die Anwendung außerordentlich hoher Temperaturen. Beispielsweise beträgt die bei dem üblichen Siliziumkarbid-Ofen anzuwendende Temperatur über 2000° C, und ähnlich hohe Temperaturen sind bei der Silizierung von Kohlenstoffkörpern erforderlich. Die Anwendung solcher hohen Temperaturen verteuert die Herstellung beträchtlich.Both known methods require the use of extremely high temperatures. For example the temperature to be used in the conventional silicon carbide furnace is above 2000 ° C, and similarly high temperatures are required for the siliconization of carbon bodies. The application Such high temperatures make production considerably more expensive.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren können niedrigere Temperaturen zur Anwendung kommen, indem die vor dem Brennen gepreßten Siliziumkarbidkörper aus einer stöchiometrischen Mischung von Siliziummetall und Kohlenstoff, mit oder ohne Füllmaterial, hergestellt werden und danach während mehrerer Stunden bei Temperaturen zwischen 1200 und 1500° C in einer reduzierenden oder nicht oxydierenden Atmosphäre gebrannt werden. Diese Atmosphäre kann dadurch erzielt werden, daß man den geformten Körper in einer Masse von Kohlenstoff oder Koks einbettet, um den Sauerstoff abzuspalten, und daß dann der Kohlenstoff und das in dem Körper enthaltene Silizium reagieren und Siliziumkarbid bilden. Bei diesem Verfahren werden zwar außerordentlich hohe Temperaturen vermieden, es ist aber von Nachteil, daß sich der freie feste Kohlenstoff in dem noch ungebrannten Körper und der in der Bettung vorhandene Kohlenstoff mit vorhandenen eisenhaltigen Materialien verbinden, beispielsweise mit Einlagen aus Stahl.In another known method, lower temperatures can be used, by the silicon carbide bodies pressed before firing from a stoichiometric mixture of Silicon metal and carbon, with or without filler material, are produced and thereafter during several Hours at temperatures between 1200 and 1500 ° C in a reducing or non-oxidizing Atmosphere to be burned. This atmosphere can be achieved by having the molded Body embedded in a mass of carbon or coke to split off the oxygen, and that then the carbon and silicon contained in the body react to form silicon carbide. In this process, exceptionally high temperatures are avoided, but it is disadvantageous that the free solid carbon is in the still unfired body and that in the bedding Combine carbon with existing ferrous materials, for example with deposits from steel.

Gemäß der Erfindung werden aus einer schwach angefeuchteten Mischung aus pulverisiertem Silizium, gegebenenfalls mit einem neutralen feuerfesten Füllstoff, durch Pressen bei hohem Druck Körper geformt, die dann getrocknet und in einer kohlenstoffhaltigen Atmosphäre zur Überführung des Siliziums in kubisches Siliziumkarbid gebrannt werden.According to the invention, from a slightly moistened mixture of powdered silicon, optionally with a neutral refractory filler, shaped by pressing at high pressure, which are then dried and placed in a carbonaceous atmosphere to convert the silicon into cubic Silicon carbide can be burned.

Gute Ergebnisse haben sich beispielsweise beim Brennen in einer Atmosphäre von Kohlenstoffmonoxyd bei einer Temperatur von 1350° C ergeben. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß beim Bren-Verfahren zur Herstellung
feuerfester Körper
For example, good results have been obtained when burning in an atmosphere of carbon monoxide at a temperature of 1350 ° C. Surprisingly, it has been found that in the Bren process for production
fireproof body

Anmelder:Applicant:

The Carborundum Company,
Niagara Falls, N. Y. (V. St. A.)
The Carborundum Company,
Niagara Falls, NY (V. St. A.)

ίο Vertreter: Dipl.-Ing. W. Cohauszίο Representative: Dipl.-Ing. W. Cohausz

und Dipl.-Ing. W. Florack, Patentanwälte,
Düsseldorf, Schumannstr. 97
and Dipl.-Ing. W. Florack, patent attorneys,
Düsseldorf, Schumannstr. 97

Kenneth Charles Nicholson, Niagara Falls, N. Y.Kenneth Charles Nicholson, Niagara Falls, N.Y.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden
(V. St. A.),
has been named as the inventor

nen derart zusammengesetzter Körper die Maximaltemperatur nur während einer kurzen Zeit von etwa einigen Minuten bis etwa einer Stunde angewendet zu werden braucht, um das Silizium bis zur vollständigen Umbildung zu Siliziumkarbid reagieren zu lassen. Die Zeit der Anwendung der Höchsttemperatur variiert natürlich je nach dem herzustellenden Körper und hängt von der Dicke des feuerfesten Körpers und von dem Prozentsatz an Silizium in dem Körper ab. Beispielsweise ist bei einem feuerfesten Körper, der fast ganz aus Siliziummetall hergestellt ist, die Zeit für die Umbildung des Siliziums in Siliziumkarbid länger als bei aus körnigem Siliziumkarbid hergestellten Körpern oder bei aus anderem feuerfestem Füllmaterial hergestellten Körpern mit einem geringeren Prozentsatz an Silizium.NEN bodies composed in this way the maximum temperature only for a short time of about a few minutes to about an hour needs to be applied to the silicon to full To let the transformation react to silicon carbide. The time of application of the maximum temperature varies, of course, depending on the body being made and depends on the thickness of the refractory body and the percentage of silicon in the body. For example, in a refractory body made almost entirely of silicon metal, time is for the transformation of the silicon into silicon carbide longer than with those made from granular silicon carbide Bodies or in the case of bodies made of other refractory filling material with a lower one Percentage of silicon.

Durch die kurzzeitige Anwendung verhältnismäßig geringer Temperaturen, die für die Umwandlung des Siliziums in Siliziumkarbid gemäß der Erfindung notwendig sind, ist es möglich, auch mit Metallteilen zusammenhängende feuerfeste Körper herzustellen und diese mit den Metallteilen zusammen zu brennen, ohne daß sich dabei bei den Metallteilen eine unerwünschte zerstörende Einwirkung ergibt.Due to the short-term use of relatively low temperatures that are necessary for the conversion of the Silicon in silicon carbide are necessary according to the invention, it is possible also with metal parts to produce coherent refractory bodies and to burn them together with the metal parts, without causing an undesirable destructive effect on the metal parts.

Das Brennen in einer kohlenstoffhaltigen Atmosphäre, z. B. Kohlenstoffmonoxyd, ist von weiterem Vorteil für die Anwendung des Verfahrens zur Herstellung bestimmter Materialzusammensetzungen. So kann man nach dem Verfahren erstmalig siliziumkarbidgebundene feuerfeste Körper als Auskleidungen von Metallteilen herstellen und zusammen mit diesen Metallteilen brennen.Burning in a carbonaceous atmosphere, e.g. B. carbon monoxide, is from further Advantage for the application of the process for the production of certain material compositions. So For the first time, silicon carbide-bonded refractory bodies can be used as linings according to the process of metal parts and burn together with these metal parts.

909 757/429909 757/429

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Siliziumkarbid ist unterschiedlich gegenüber dem nach dem bisher üblichen Verfahren hergestellten, gemäß dem eine Mischung aus Sand und Kohlenstoff um einen Graphitkern herumgelegt und bis zu 2000 bis 2600° C erhitzt wird. Das nach dem bisher bekannten Verfahren hergestellte Siliziumkarbid hat entweder große flache Kristalle oder längliche nadelartige Kristalle, beide Kristallarten in hexagonaler Form. Das Siliziumkarbid aus dem erfindungsgemäßen Verfahren hat sehr kleine Kristalle, die, mit bloßem Auge betrachtet, amorph erscheinen. Bei einer Röntgenuntersuchung ergibt sich jedoch, daß das Erzeugnis kubische Kristalle hat.
In den Zeichnungen ist in
The silicon carbide produced by the process according to the invention is different from that produced by the previously customary process, according to which a mixture of sand and carbon is wrapped around a graphite core and heated up to 2000 to 2600 ° C. The silicon carbide produced by the previously known method has either large flat crystals or elongated needle-like crystals, both types of crystals in a hexagonal shape. The silicon carbide from the method according to the invention has very small crystals which, when viewed with the naked eye, appear amorphous. However, an X-ray examination reveals that the product has cubic crystals.
In the drawings, in

Fig. 1 die Endansicht einer Raketenantriebskammer gezeigt mit einer Stahlröhre 10, die mit einer feuerfesten Auskleidung 11 aus siliziumkarbidgebundenem feuerfestem Material versehen ist;Fig. 1 is an end view of a rocket propulsion chamber shown with a steel tube 10 fitted with a refractory lining 11 made of silicon carbide bonded refractory material is provided;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1.FIG. 2 shows a cross section along line 2-2 of FIG. 1.

Das Verfahren nach der Erfindung kann so ausgeführt werden, daß man den gewünschten Körper im wesentlichen ganz aus Siliziummetall herstellt, abgesehen von einem kleinen Zusatz eines Zwischenbindemittels, und ihn dann durch Reaktion des Siliziums mit einer umgebenden kohlenstoffartigen Atmosphäre reagieren läßt. Vorzugsweise aber wird dem Silizium ein wesentlicher Bestandteil von feuerfestem Füllmaterial zugesetzt, das bei der Brenntemperatur neutral ist, und dieses Füllmaterial wird von Anfang an dem Siliziummetall in dem gewünschten Anteil zugesetzt. Als solches Füllmaterial kommen beispielsweise in Betracht normales hexagonales Siliziumkarbid von 1 bis 2 mm Korngröße oder ein anderes feuerfestes Korn. Auch Ton kann verwendet werden. Wenn Ton in genügender Menge als zusätzliche Bindung verwendet wird, beispielsweise 20 bis 301 Gewichtsprozent, hat das Erzeugnis eine mechanische Festigkeit und Zähigkeit, die den besonders harten Beanspruchungen bei mechanischen oder Hitzestößen widersteht.The process of the invention can be carried out by making the desired body essentially entirely from silicon metal, with the exception of a small addition of an intermediate binder, and then allowing it to react by reacting the silicon with a surrounding carbonaceous atmosphere. Preferably, however, an essential component of refractory filler material which is neutral at the firing temperature is added to the silicon, and this filler material is added to the silicon metal in the desired proportion from the start. As such a filler material, for example, normal hexagonal silicon carbide with a grain size of 1 to 2 mm or another refractory grain come into consideration. Clay can also be used. If clay is used in sufficient amount as an additional bond, for example 20 to 30 weight percent 1, the product has a mechanical strength and toughness to withstand the tough conditions of particularly mechanical, or heat shock.

Je nach seiner Herkunft und Herstellungsart kann das feuerfeste Füllmaterial eine übliche körnige oder pulverisierte Form haben oder auch gesintertes, gemahlenes oder kalziniertes Material sein. Außer dem üblichen körnigen Material können auch Füllungen in Form feuerfester Kügelchen, Würfel oder Hohlkörper, auch Fasern, verwendet werden.Depending on its origin and method of manufacture, the refractory filling material can be a conventional granular or pulverized form or be sintered, ground or calcined material. Aside from that usual granular material can also be fillings in the form of refractory balls, cubes or hollow bodies, fibers can also be used.

Es können auch zwei oder mehrere Füllmaterialien Verwendung finden.Two or more filling materials can also be used.

Die Füllmaterialien sind gleichmäßig innerhalb des feuerfesten Körpers verteilt, ebenso die dazwischenliegenden kubischen Siliziumkarbidkristalle. Durch Änderung der Anteile des oder der Füllmaterialien kann man die Widerstandsfähigkeit des feuerfesten Körpers anpassen, und zwar hinsichtlich mechanischer Beanspruchung, Ausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit und Widerstand gegenüber Wärmestößen sowie Beständigkeit hinsichtlich Korrosion und Erosion. Bei Verwendung von Silizium allein wirkt das gebildete Siliziumkarbid mit seinen kleinen dazwischenliegenden Kristallen selbst als Bindemittel, so daß das Enderzeugnis eine sehr hohe mechanische Festigkeit hat. Das kubische Siliziumkarbid, das sich durch die Reaktion zwischen dem Kohlenstoff des Kohlenstoffmonoxyds oder der kohlenstoffhaltigen Atmosphäre und dem in dem Körper enthaltenen Silizium bildet, bindet sich selbst und das Füllmaterial in eine dicht zusammenhängende Masse, weil die kubischen Siliziumkarbidkristalle unter sich und mit der körnigen Füllung eng aneinander liegen und weil zwischen den benachbarten kubischen Siliziumkarbidkristallen eine wenigstens teilweise Zwischendiffusion eintritt.The filling materials are evenly distributed within the refractory body, as are those in between cubic silicon carbide crystals. By changing the proportions of the filler material or materials one can adjust the resistance of the refractory body, in terms of mechanical Stress, coefficient of expansion, thermal conductivity and resistance to thermal shocks as well as resistance to corrosion and erosion. This works when using silicon alone formed silicon carbide with its small intervening crystals itself as a binder, so that the final product has a very high mechanical strength. The cubic silicon carbide that is by the reaction between the carbon of the carbon monoxide or the carbonaceous Atmosphere and the silicon contained in the body forms, binds itself and the filler material into a tightly cohesive mass, because the cubic silicon carbide crystals under and with the granular filling lie close to one another and because between the adjacent cubic silicon carbide crystals there is an at least partial interdiffusion entry.

Wenn der feuerfeste Körper in einer neutralen oder nicht oxydierenden Atmosphäre bei höheren Temperaturen behandelt wird als den bei seiner Pressung angewendeten, so verfestigt er sich selbst, weil eine ίο solche Temperatur eine weitere Zwischendiffusion zwischen den Siliziumkarbidkristallen zur Folge hat. Bei entsprechend hoher Temperatur wandelt sich das kubische Siliziumkarbid teilweise oder ganz in hexagonales Siliziumkarbid mit verteilten und vereinigten Kristallen um.When the refractory body is in a neutral or non-oxidizing atmosphere at higher temperatures is treated as that used in its pressing, it solidifies itself because one ίο such temperature a further interdiffusion between the silicon carbide crystals. This changes at a correspondingly high temperature cubic silicon carbide partially or entirely in hexagonal silicon carbide with distributed and united Crystals around.

Die Reaktion zwischen, dem Kohlenstoffmonoxyd oder einer anderen kohlenstoffhaltigen Atmosphäre mit dem Silizium des zu brennenden Körpers geht so schnell vor sich, daß der zu brennende Körper nicht lange der Höchsttemperatur ausgesetzt zu sein braucht. Gewöhnlich geht die Reaktion innerhalb weniger Minuten vor sich.The reaction between, the carbon monoxide or another carbon-containing atmosphere with the silicon of the body to be burned goes like this quickly realize that the body to be burned will not be exposed to the maximum temperature for a long time needs. Usually the reaction occurs within a few minutes.

Die Stufen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind folgende: Die Bestandteile der Mischung, aus der sich der feuerfeste Körper zusammensetzt, z. B. feinzerteiltes Silizium und (wenn übliches körniges Siliziumkarbid als Füllmaterial hinzugefügt wird) das Siliziumkarbid-Füllmaterial in gewünschter Korngröße, werden so lange gemischt, daß sich eine gleichmäßige Verteilung der Bestandteile in der Mischung ergibt. Damit die Mischung" gepreßt werden kann, wird gewöhnlich vor dem Brennen ein kleiner Anteil eines Zwischenbindemittels beigegeben. Irgendeines der üblichen bekannten Zwischenbindemittel in trockner oder flüssiger Form kann verwendet werden, wie z. B. Harze, Dextrin, Lignose, Bentonit, Wachse, Stearate od. dgl., gegebenenfalls Kombinationen solcher Stoffe. Die Mischung wird dann in beliebiger Weise, beispielsweise durch Pressen, geformt, und die geformten Körper werden langsam in einem Ofen bei mäßiger Temperatur getrocknet. Nach dem Trocknen werden die Körper dann in einer kohlenstoffhaltigen Atmosphäre, z. B. Kohlenstoffmonoxyd, gebrannt.The steps of the process according to the invention are as follows: The components of the mixture from which the refractory body is composed, e.g. B. finely divided silicon and (if usual granular silicon carbide is added as filler material) the silicon carbide filler material in the desired grain size, are mixed for so long that there is an even distribution of the ingredients in the mixture results. In order for the mixture to be "pressed", a small portion is usually added before it is fired an intermediate binder added. Any of the commonly known intermediate binders in dryers or liquid form can be used, such as. B. resins, dextrin, lignose, bentonite, waxes, Stearates or the like, optionally combinations of such substances. The mixture is then made in any Manner, for example by pressing, and the shaped bodies are slowly placed in an oven dried at a moderate temperature. After drying, the bodies are then placed in a carbonaceous Atmosphere, e.g. B. carbon monoxide, burned.

Der Erhitzungsvorgang beim Brennen kann verschieden sein, natürlich muß er so sein, daß die Körper allmählich auf die Höchsttemperatur gebracht werden, um Rißbildung zu verhindern. Die Körper werden dann so lange auf Höchsttemperatur zwischen 1200 und 1350° C gehalten, bis eine vollständige Reaktion zwischen dem Siliziummetall des Körpers und dem Kohlenstoff der kohlenstoffhaltigen Atmosphäre stattgefunden hat. Für diese Zeit kann keine allgemeingültige Länge angegeben werden, da dies bis zu einem gewissen Grad von der Brenntemperatur, der Größe der Form des Körpers und vom Anteil des Siliziums im Körper abhängt. Gewöhnlich braucht aber die Höchsttemperatur nur für Minuten angewendet zu werden. Für eine Kachel von etwa 20 mm Dicke genügt eine Erhitzung um 200° C pro Stunde von Raumtemperatur bis ungefähr 1250° C und eine Anwendung dieser Höchsttemperatur während 15 Minuten. Danach wird dann der Körper langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.The heating process during burning can be different, of course it must be such that the bodies gradually brought to the maximum temperature to prevent cracking. The body are then kept at the maximum temperature between 1200 and 1350 ° C until a complete reaction between the silicon metal of the body and the carbon of the carbonaceous atmosphere has taken place. No generally valid length can be specified for this time, as this is up to to a certain extent on the firing temperature, the size of the shape of the body and the proportion of the Silicon in the body. Usually, however, the maximum temperature only needs to be applied for minutes to become. For a tile about 20 mm thick, heating to 200 ° C per Hour from room temperature to about 1250 ° C and an application of this maximum temperature during 15 minutes. The body is then slowly cooled to room temperature.

Wenn man einen solchen siliziumkarbidgebundenen feuerfesten Körper an einem Metallteil anliegend herstellen will, z. B. als innere Auskleidung eines zylindrischen Stahlteiles, wird die Mischung der gewünschten Bestandteile wie üblich hergestellt und in seine Lage gebracht bzw. gepreßt, und der so zusammengefügte Gegenstand wird in üblicher Weise ge-If you manufacture such a silicon carbide-bonded refractory body against a metal part want, z. B. as the inner lining of a cylindrical steel part, the mixture is the desired Components manufactured as usual and brought into position or pressed, and the so assembled Item is delivered in the usual way

Claims (1)

5 65 6 trocknet. Das Werkstück wird dann wie oben be- d. h. die Aluminiumoxydpartikeln im Körper waren schrieben gebrannt. Dadurch, daß das Verweilen bei durch die zwischenräumigen kubischen Silizium-Höchsttemperatur nur kurzzeitig nötig ist, werden, karbidkristalle gebunden,
trotzdem sich der zu brennende Körper in einer . _
Kohlenstoffmonoxyd- oder einer anderen kohlenstoff- 5 ±5 e ι s ρ ι e 1 ill
haltigen Atmosphäre befindet, die Metallhülle oder Raketenantriebsteile mit einer äußeren Stahlhülle andersartigen Metallteile vor ungünstiger Beeinflus- und mit einer inneren Auskleidung aus feuerfestem sung während des Brennvorganges geschützt. Siliziumkarbid mit einer Zusammensetzung nach Im folgenden werden Beispiele typischer Mischun- Beispiel I konnten zufriedenstellend hergestellt wergen gemäß der Erfindung angegeben, ohne daß etwa io den. Beispielsweise wurde ein zylindrisches Stahldie Erfindung auf diese Beispiele beschränkt ist. rohr mit 6,35 mm Wandstärke und 114 mm Durch-. . messer mit einer 9,5 mm starken Siliziumkarbid-Beispiel i Auskleidung versehen, indem die Siliziumkarbid-Kleine Düsen und andere im wesentlichen ganz aus Silizium-Mischung gemäß Beispiel I in die Stahlröhre Siliziumkarbid bestehende Erzeugnisse wurden aus 15 eingebracht, getrocknet und dann zusammen mit dem folgender Mischung hergestellt: Stahlrohr in einem geschlossenen Ofen bei 1350° C
dries. The workpiece is then burned as described above, ie the aluminum oxide particles in the body were burned. Due to the fact that it is only necessary to stay for a short time due to the interstitial maximum cubic silicon temperature, carbide crystals are bound,
nevertheless the body to be burned is in one. _
Carbon monoxide or another carbon 5 ± 5 e ι s ρ ι e 1 ill
Containing atmosphere is located, the metal shell or rocket drive parts with an outer steel shell of different types of metal parts from adverse influences and protected with an inner lining of refractory solution during the burning process. Silicon carbide with a composition according to The following are examples of typical mixtures. Example I could be produced satisfactorily according to the invention without about io. For example, a cylindrical steel, the invention is limited to these examples. pipe with 6.35 mm wall thickness and 114 mm diameter. . knife with a 9.5 mm thick silicon carbide lining by inserting the silicon carbide small nozzles and other products consisting essentially entirely of silicon mixture according to example I into the steel tube. Silicon carbide was introduced from 15, dried and then together with the The following mixture is produced: Steel pipe in a closed furnace at 1350 ° C
Gewichtsteile gebrannt wurde und wobei KohlenstoffmonoxydParts by weight was burned and carbon monoxide c.,.. , u-j-ic^-nc „, /ic durch die Brennkammer geleitet wurde. Der Körper c ., .., uj-ic ^ -nc ", / ic was passed through the combustion chamber. The body Siliziumkarbid, 1,5 bis 0,5 mm 45 , onu. , .ö ,. ΛΟ!*γ\ο r- x. 1/Silicon carbide, 1.5-0.5mm 45, onu. ,. ö,. ΛΟ! * γ \ ο r- x. 1/ Siliziumkarbid, 0,4 bis 0,2 mm 13,5 £urde nur f Mmuten lan| auA 1J5? ζ ^alten·Silicon carbide, 0.4 to 0.2 mm 13.5 £ urde only f Mmuten lan | au A 1 J 5 ? ζ ^ old Siliziumkarbid, 0,18 mm und feiner 31,5 3° Der S^ze Brennvorgang des Werkstuckes, der mSilicon carbide, 0.18 mm and finer 31.5 3 ° The S ^ ze firing process of the workpiece, the m e-r- tiii m einer elektrisch beheizten Ofenkammer vor sich ging,e-r- tiii took place in an electrically heated furnace chamber, Siliziummetallpulver 10 , . ,,, · , ο·ι· · ι -l-j -l ^ 1 jSilicon metal powder 10,. ,,, ·, ο · ι · · ι -lj -l ^ 1j Trockene Lignose 4 ^obe\ elektrische, aus Siliziumkarbid bestehende Dry lignosis 4 ^ obe \ electrical, consisting of silicon carbide Bentonitgel (1 Teil Bentonit Heizelemente verwendet wurden, dauerte ungefährBentonite gel (1 part bentonite heating elements were used lasted approximately zu 4 Teilen Wasser) 5 5 TT ^ · t. «. · 1. * u ■ u to 4 parts of water) 5 5 TT ^ · t. «. · 1. * u ■ u 25 Das Jinderzeugnis hatte eine harte, mechanische,25 The child's report had a hard, mechanical, Nach gründlicher Durchmischung wurden die Düsen widerstandsfähige Siliziumkarbid-Auskleidung, die bei einem Druck von 3500 kg pro cm2 gepreßt und bei sich dicht an das Stahlrohr anlegte, und ein Ablösen ungefähr 90° C getrocknet. Nachdem wurden die des Siliziumkarbids von dem Stahlrohr war nicht zu Körper in einer Kohlenstoffmonoxydatmosphäre auf bemerken. Das Stahlrohr zeigte nur einen oberflächeine Höchsttemperatur von 1350° C gebracht. Das 30 liehen dunklen Film an der Außenseite, war aber Brennen erfolgt in einem Ofen, in dem die Temperatur sonst nicht angegriffen.After thorough mixing, the nozzles were dried with a resistant silicon carbide lining, which was pressed at a pressure of 3500 kg per cm 2 and pressed tightly against the steel pipe, and peeled off at about 90 ° C. After that, the silicon carbide from the steel pipe was not noticed on body in a carbon monoxide atmosphere. The steel pipe showed only a surface temperature of 1350 ° C. The 30 borrowed dark film on the outside, but was fired in an oven in which the temperature would not otherwise be attacked. allmählich, um 200° C pro Stunde erhöht, bis auf Die oben erläuterten Beispiele zeigen nur einige dergradually increased by 200 ° C per hour until the examples above show just some of the 1350° C gebracht wurde, die für 15 Minuten bei- möglichen Anwendungen.1350 ° C was brought to the fore for 15 minutes for possible applications. behalten wurde. Dann ließ man den. Ofen sich wieder Das Füllmaterial kann beliebige Partikelgröße abkühlen. In dem Ofen wurde während des ganzen 35 haben, und auch das Anteilverhältnis des Füllmate-Brennvorganges ein Fluß von KohlenstofFmonoxyd rials gegenüber dem Siliziummetall kann stark varidurchgeleitet. ieren, da Anteil und Art des Füllmaterials ganz von Die Endprodukte waren hart und mechanisch wider- den physikalischen Eigenschaften und von der Art des standsfähig und setzten sich zusammen aus hexago- gewünschten Enderzeugnisses abhängen ebenso wie nalem Siliziumkarbid, das mit kubischem Silizium- 4.0 von der Dichte des Enderzeugnisses und von der Art karbid gebunden war. Ein Versuch mit einem seiner Verwendung.was retained. Then you let the. Furnace itself again The filler material can be any particle size cooling down. During the whole period of 35 years in the furnace, and also the proportion of the filler-burning process a flow of carbon monoxide against the silicon metal can be highly variable. The end products were hard and mechanically opposed to the physical properties and the type of filling material stable and are made up of hexagons - desired end product depend as well as nal silicon carbide mixed with cubic silicon 4.0 depending on the density of the finished product and the type carbide was bound. A try with one of its uses. Acetylen-Sauerstoff-Gasbrenner zeigte, daß die Kör- Das Kohlenstoffmonoxyd kann durch DurchleitenAcetylene-oxygen gas burner showed that the cor- The carbon monoxide can be passed through per außerordentlich hohen Widerstand gegen Erosion von Sauerstoff oder von Kohlenstoffdioxyd über er-extremely high resistance to erosion of oxygen or carbon dioxide over und gegen Reißen bei örtlichen Hitzestößen hatten. hitzte Holzkohle oder über andere Reduktionsstoffeand against tearing in the event of local heat surges. heated charcoal or other reducing agents . 45 hergestellt werden. Es kann auch eine kohlenstoff-. 45 can be produced. It can also be a carbon üeispiel 11 haltige Atmosphäre Verwendung finden, bei der derüebeispiel 11 containing atmosphere are used in which the Feuerfeste Körper aus feuerfestem Oxyd, das durch Kohlenstoff zur Umwandlung des SiliziumkarbidsRefractory body made of refractory oxide, which carbon is used to convert silicon carbide kubisches Siliziumkarbid gebunden war, wurden er- aus anderen Quellen gewonnen wird, z. B. durch Ein-cubic silicon carbide was bound, it is obtained from other sources, e.g. B. by findungsgemäß aus folgender Mischung hergestellt: führung reaktiver Gase, wie Methan oder anderemade according to the invention from the following mixture: conducting reactive gases such as methane or others Gewichtsteile So Kohlenwasserstoffgase.Parts by weight of So hydrocarbon gases. Geschmolzenes Aluminiumoxyd, Patentansprüche·Molten aluminum oxide, patent claims 0,18 mm 850.18mm 85 Siliziummetallpulver 15 !· Verfahren zur Herstellung feuerfester Kör-Silicon metal powder 15! Process for the production of refractory bodies Pulverisiertes Phenolharz 5 Per mit einer Bindung aus kubischem Silizium-Powdered phenolic resin 5 P er with a bond of cubic silicon Kalziumstearat 1 55 karbid, dadurch gekennzeichnet, daß aus einerCalcium stearate 1 55 carbide, characterized in that from one Butylstearat 5 schwach angefeuchteten Mischung aus pulverisiertem Silizium, gegebenenfalls mit einem neu-Butyl stearate 5 slightly moistened mixture of powdered Silicon, if necessary with a new Die obigen Bestandteile wurden miteinander ver- tralen feuerfesten Füllstoff, durch Pressen beiThe above ingredients were mixed with each other refractory filler, by pressing mischt, und daraus wurden bei einem Druck von hohem Druck Körper geformt werden, die dannmixed, and from this, under a pressure of high pressure, bodies were formed, which then 1400 kg pro cm2 kleine Körper geformt und bei einer 60 getrocknet und in einer kohlenstoffhaltigen Atmo-1400 kg per cm 2 small body formed and dried at a 60 and in a carbonaceous atmosphere Temperatur von etwa 90° C getrocknet. Die getrock- Sphäre zur Überführung des Siliziums in kubi-Dried at a temperature of about 90 ° C. The getrock sphere for converting the silicon into cubic neten Werkstücke wurden dann in einer Kohlenstoff- sches Siliziumkarbid gebrannt werden,Neten workpieces were then burned in a carbon-s silicon carbide, monoxydatmosphäre bei 1350° C gebrannt und 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnetmonoxide atmosphere fired at 1350 ° C and 2. The method according to claim 1, characterized 15 Minuten lang auf Höchsttemperatur gehalten. durch Zusatz einer erheblichen Menge einesMaintained at maximum temperature for 15 minutes. by adding a significant amount of one Die so gebrannten kleinen Stangen zeigten wäh- 65 Zwischenbindemittels zu der Mischung nach An-The small sticks fired in this way showed selectively 65 intermediate binders to the mixture after rend des Brennvorganges eine Gewichtszunahme, die Spruch 1.rend of the burning process a weight gain, the saying 1. Endproduktewaren hart und mechanisch Widerstands- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurchEnd products were hard and mechanically resistant. 3. Method according to claim 1 or 2, characterized fähig mit einer Zerreißfestigkeit von etwa 245 kg pro gekennzeichnet, daß als feuerfester Füllstoff SiIi-capable of a tensile strength of about 245 kg per marked that SiIi- cm2. Eine Röntgenanalyse der Werkstücke erwies ziumkarbid hexagonaler Kristallform verwendetcm 2 . An X-ray analysis of the workpieces showed that zium carbide had a hexagonal crystal form Alphaaluminiumoxyd und kubisches Siliziumkarbid, 70 wird.Alpha alumina and cubic silicon carbide, 70 will. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als feuerfester Füllstoff feuerfestes Oxyd oder ein Silicat verwendet wird.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as a refractory filler refractory oxide or a silicate is used. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper in der kohlenstoffhaltigen. Atmosphäre bei Temperaturen zwischen 1200 und 1400° C gebrannt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the shaped body in the carbonaceous. Fired atmosphere at temperatures between 1200 and 1400 ° C will. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Körper6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the refractory body an einem Metallteil anliegend, z. B. als Auskleidung eines Metallzylinders, zusammen mit dem Metallteil dem Brennvorgang unterworfen wird.adjacent to a metal part, e.g. B. as the lining of a metal cylinder, together with the Metal part is subjected to the burning process. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1020 556, 920504, 222, 736 810;
Considered publications:
German Patent Nos. 1020 556, 920504, 222, 736 810;
britische Patentschrift Nr. 632 247;
S ear le, Refractory Materials, 1950, S. 484.
British Patent No. 632,247;
S ear le, Refractory Materials, 1950, p. 484.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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