DE1646751B1

DE1646751B1 - Verfahren zum ueberziehen von gegenstaenden mit einer sehr bestaendigen feuerfesten schicht auf der grundlage con siliciumnitrid

Info

Publication number: DE1646751B1
Application number: DE19671646751
Authority: DE
Inventors: Eugenio Lubatti; Salvatore Pappalardo
Original assignee: Montedison SpA
Current assignee: Montedison SpA
Priority date: 1966-11-30
Filing date: 1967-11-24
Publication date: 1972-02-03
Also published as: US3541589A; GB1151475A; SE321635B; BE707274A

Description

darauf das Gemisch in einer 0,3- bis 0,8gewichtspro-

zentigen (bezogen auf das Gemisch) Lösung von Poly- 65 Siliciumnitrid einer Reinheit, die gleich oder höher

acrylamid hohen Molekulargewichts suspendiert, dann als 90 % ist, und sehr reines Borcarbid werden in

mit dieser Suspension die Gegenstände anstreicht und einem Anteil von 2700 g (90%) und 300 g (10%) ge-

sie nach Trocknen bei 150°C während 3 bis 12 Stun- mischt.

Die beiden Komponenten werden in einer Kugelmühle gemahlen, bis eine Feinheit von weniger als 0,075 mm erhalten ist.

Das Pulver wird danach mit 1800 g einer 0,5%igen wäßrigen Lösung vonSeparanbefeuchtet. Anschließend wird das Ganze 4 Stunden lang in einen Rührmischer eingebracht.

Der auf diese Weise hergestellte Anstrich wird danach auf ein leichtes, isolierendes feuerfestes Material, wie Porosal, mit einem volumetrischen Gewicht von 1 kg/dm³ und einer Gesamtporosität von 55 bis 70% und/oder auf einen hergestellten Gegenstand mit einem Gehalt an 38% Aluminiumoxyd, einer scheinbaren Porosität von 26 % und einer temporär umkehrbaren Ausdehnung bei 1300⁰C und +0,75% aufgebracht.

Diese auf einer oder mehreren Seiten angestrichenen hergestellten Gegenstände werden 6 Stunden in Luft belassen und anschließend bei 150°C 12 Stunden lang in einen Trockner eingebracht.

Daran anschließend werden die gelackten oder angestrichenen Gegenstände in einen Ofen bei einer allmählich auf 1000⁰C ansteigenden Temperatur eingebracht und dann 8 Stunden lang darin stehengelassen. . . ,

Beispiel 2

10%Borcarbid, 10% Siliciummetall und 10% stabilisiertes Zirkoniumoxyd werden zu Siliciumnitrid einer Reinheit, die gleich oder höher als 90% ist, und einem Anteil von 70 Gewichtsprozent, bezogen auf das Ganze, zugegeben.

Sämtliche Komponenten werden in eine Kugelmühle eingebracht, bis eine Feinheit von weniger als 0,075 mm erreicht ist. Die restliche Arbeitsweise entspricht Beispiel 1.

Claims

Patentansorüche· ^^en *^{n emem} Trockner bei 850 bis 1250° C, vorzugs-
^p ' weise bei etwa 1000⁰C, in einem Ofen in Luft oder oxy-
Verfahren zum Überziehen von Gegenständen dierender Atmosphäre 1 bis 8 Stunden (vorzugsweise
mit einer sehr beständigen feuerfesten Schicht auf 6 Stunden) brennt.
der Grundlage von Siliciumnitrid, dadurch 5 Durch den Zusatz von Borcarbid werden die Kör-
gekennzeichnet, daß man zunächst ein Ge- ner des Siliciumnitrids miteinander so verbunden, daß
misch aus folgenden pulverförmigen Bestandteilen eine kontinuierliche Schicht entsteht.
Das Borcarbid
einer Teilchengröße von weniger als 0,075 mm her- wird nämlich beim Erhitzen in Luft oder oxydierender
stellt: Atmosphäre in Borsäureanhydrid umgewandelt, das
a) 65 bis 95 Gewichtsprozent Siliciumnitrid einer ¹⁰ seinerseits dann als Bindemittel zwischen den einzelnen Reinheit von mehr als 90 °/ , Siliciumnitridteilchen wirkt.
Eine kontinuierliche
b) 35 bis 5 Gewichtsprozent Borcarbid, Schicht wird hingegen nicht gebildet, wenn Silicium-
c) gegebenenfalls 1 bis 25 Gewichtsprozent metal- aürid ^ohne Borcarbid im Anstrichverfahren verwendet lischem Silicium, Siliciumcarbid. wird.
15 Nach dem bekannten Stand der Technik »The Pre-

darauf das Gemisch in einer 0,3- bis 0,8gewichts- paration, Properties and Structure of Silicon Nitride« prozentigen (bezogen auf das Gemisch) Lösung von von P. Popper und S. N. R u d d 1 e s d e η aus Polyacrylamid hohen Molekulargewichts suspen- »Trans. Brit. Ceram. Soc«, 60 (1961), S. 603 bis 626, diert, dann mit dieser Suspension die Gegenstände hat man sich schon mit der Aufgabe beschäftigt, aus anstreichtundsienachTrocknenbeil50°Cwährend ao Siliciumnitrid Überzüge herzustellen. Bei jenen Ver-3 bis 12 Stunden in einem Trockner bei 850 bis fahren handelt es sich aber um wesentlich komplizier-1250°C, vorzugsweise bei etwa 1000°C, in einem tere Arbeitsgänge. Es wird die Bildung eines dünnen Ofen in Luft oder oxydierender Atmosphäre 1 bis dichten Überzugs von Siliciumnitrid beschrieben, der 8 Stunden (vorzugsweise 6 Stunden) brennt. pyrolytisch auf erhitztem Molybdän unter Verwendung 25 von Siliciumtetrabromid in einem Gemisch von Stickstoff und Wasserstoff niedergeschlagen wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überziehen Die erfindungsgemäße Anstrichsuspension kann auf

von Gegenständen mit einer sehr beständigen feuer- feuerfesten Isolatoren oder allgemein auf feuerfesten

festen Schicht auf der Grundlage von Siliciumnitrid. Materialien, die Silicium und/oder Aluminium in ba-

Bekanntlich ist Siliciumnitrid (Si₃N₄) ein sehr feuer- 30 sischer oder neutraler Form enthalten, aufgebracht

festes Material, das auf vielen Gebieten Anwendung werden, vorausgesetzt daß die Oberflächen genügend

gefunden hat, z. B. für feuerfeste Materialien, in der rauh oder gekörnt sind, damit der Überzug haften

Elektrotechnik, für die Kernchemie usw. kann.

Unter den keramischen Materialien besitzt Silicium- Weiter eignet sich die Anstrichsuspension, um vornitrid die größte Beständigkeit gegenüber Wärme- 35 gefertigte Innenkammem von Öfen und Auskleidunschock. Unter bestimmten Bedingungen zeigt es eine gen oder Beläge verschiedener Beschaffenheit und Art Leistung, die der mancher Metalle sehr ähnlich ist. mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten im Be-Darüber hinaus weist Siliciumnitrid auch eine gute reich von 2,10~⁶ bis 8,10-⁶ (20 bis 1000° C) zu bechemische Stabilität auf. Seine Dimensionsstabilität schichten.

und Oxydationsbeständigkeit sind bis zu Temperatu- 40 Sie kann auch auf rohrverbindende Umkleidungen ren in der Größenordnung von 1400° C ausgezeichnet. aus Asbestbändern und Pappen und/oder auf irgend-Es wird durch gewöhnliche Metalle nicht benetzt, bei welche halbelastische Materialien aufgebracht werden. Raumtemperatur nicht durch Schwefel und Chlor ent- Die Lösung von Polyacrylamid hohen Molekularhaltende Gase angegriffen und ist gegenüber dem An- gewichts wird in einer Menge von 40 bis 70 Gewichtsgriff der meisten Säuren beständig. Außerdem zeigt es 45 prozent, in Abhängigkeit von dem für die Suspension eine hohe Stabilität gegenüber atmosphärischem Sauer- gewünschten Grad an Fließfähigkeit, zu dem Pulver stoff bei hohen Temperaturen; dies ist wie bei Silicium- gegeben. Die Komponenten werden durch kräftiges carbid auf die Bildung eines undurchlässigen SiO₂- Rühren in eine Mischvorrichtung, vorzugsweise in Films zurückzuführen. einer Kugelmühle, homogenisiert, damit man eine als Die Erfindung ist daher darauf gerichtet, ein Ver- 50 Anstrichmasse gut verwendbare Suspension erhält, fahren zu schaffen, bei dem Siliciumnitrid in einfacher Die Anstrichsuspension kann in bekannter Weise Weise als Anstrich zur Herstellung sehr beständiger durch Aufsprühen und/oder mittels einer Bürste und/ feuerfester Schichten verwendet werden kann. Das oder durch Eintauchen aufgebracht werden. Die Dicke erfindungsgemäße Verfahren wird dadurch gekenn- der aufgebrachten Schicht beträgt 0,1 bis 5 mm; es ist zeichnet, daß man zunächst ein Gemisch aus folgen- 55 nicht zweckmäßig, die Dicke von 5 mm zu überschreiden pulverförmigen Bestandteilen einer Teilchengröße ten.
von weniger als 0,075 mm herstellt: Es ist zu empfehlen, die frisch aufgebrachte Schicht

a) 65 bis 95 Gewichtsprozent Siliciumnitrid einer ^s° ^lm& ^m trocknen, bis der größte Teil Feuchtigkeit Reinheit von mehr als 90% abgegeben worden ist, bevor dann erfindungsgemaß

b) 35 bis 5 Gewichtsprozent Borcarbid, 60 bei 150° C getrocknet wird.

c) gegebenenfalls 1 bis 25 Gewichtsprozent metalli- ^Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erschem Silicium, Siliciumcarbid, läutert.