DE19655214C2 - Keramikähnlicher, teilpyrolysierter Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Keramikähnlicher, teilpyrolysierter Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Abstract
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mechanischen Festigkeitswerte zusammen mit der Temperaturbeständigkeit des fertigen Erzeugnisses sowie die Fließfähigkeit, auch bei der Ausbildung eines inhärent klebenden, thermisch und mechanisch stabilen Verbundwerkstoff-Schaumes, gegenüber den bekannten Verbundwerkstoffen dieses Typs weiter zu erhöhen. DOLLAR A Diese Aufgabe wird bei einem Verbundwerkstoff DOLLAR A - aus einem durch Stoffumwandlung unterhalb der Sintertemperatur beteiligter Keramikbildner verfestigten, zuvor zur Ermöglichung von Festkörperreaktionen vorverdichteten Gemisch, DOLLAR A - anorganischer Keramikbildner, die oberflächenreaktive Gruppen aufweisen, DOLLAR A - organischer Fasern, die gleichfalls oberflächenreaktive Gruppen aufweisen, DOLLAR A - und siliziumorganischer Verbindungen, DOLLAR A dadurch gelöst, daß DOLLAR A der Verbundwerkstoff amorphe dreidimensionale Netzwerke enthält, welche im Zustand einer Fließphase während der Stoffumwandlung aus den anorganischen Zustatzstoffen DOLLAR A È Borsäure DOLLAR A È Borsäureanhydrid DOLLAR A È Borax oder DOLLAR A È Natriumpolyphosphat DOLLAR A selbst oder deren Reaktionsprodukten für sich allein oder zusammen mit den siliziumorganischen Verbindungen gebildet worden sind. DOLLAR A Die Erfindung ist bei ggf. kompliziert geformten Klein-Teilen für den ...
Description
Die Erfindung betrifft einen keramikähnlichen, teilpyrolysierten Verbund
werkstoff, welcher anstelle von Keramik, hochwertigen Kunststoffen, organi
schen oder anorganischen Wärmedämm-Materialien vorwiegend im Fahr
zeugbau, in der Elektrotechnik und im Maschinenbau eingesetzt werden soll.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ver
bundwerkstoffes.
Es ist bekannt, für die Herstellung von Erzeugnissen des Fahrzeugbaues der
Elektroinstallation und des Maschinenbaues, wo Temperaturen < 220°C zu
gelassen sein müssen und eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit gefordert wird,
massive keramische Materialien, wie Preßporzellan, Steatit, Forsterit, Alu
miniumoxidkeramik oder Aluminiumnitrid sowie hochwertige Kunststoffe
einzusetzen. Dabei kommen die üblichen Herstellungsverfahren für Keramik
mit den Schritten: Masseaufbereitung, Pressen, Sintern bzw. bei der Verarbei
tung von Kunststoffen, wie Preß- oder Spritzverfahren zur Anwendung. Bei
den keramischen Werkstoffen sind viele Arbeitsgänge und infolge des Sin
terprozesses hohe Energiekosten erforderlich. Außerdem lassen sich die
geometrischen Toleranzen infolge der starken Schwindung der Keramik nur
schwer einhalten, so daß die Erzeugnisse für eine automatisierte Weiterver
arbeitung nur bedingt geeignet sind.
Die Kunststofferzeugnisse haben zwar den Vorteil einer einfachen Verarbeit
barkeit und einer großen Genauigkeit. Jedoch erfordern liegt die Dauertempe
raturbeständigkeit der Kunststoffe im Normalfall nur zwischen 80 und 140
°C. Ansonsten sind höhere Temperatur-Einsatzbereiche nur mit kostenauf
wendigen Sonderwerkstoffen erreichbar.
Es sind auch selbsthärtende Verbundwerkstoffe bekannt, wo Tone, wie
Montmorillonit, mit reaktiven gasförmigen oder flüssigen Monomeren als
Ausgangsstoffe miteinander gemischt werden (DD 259 200 A5). Hierbei
kommen beispielsweise Methacrylsäureester mit einem Initiatoranteil zum
Einsatz. Dies trifft auch für die in DD 241 735 A1 veröffentlichte Verfah
rensweise zu, wonach dem Ton die Ester- oder Alkalisalze eines Polysilikates
oder Polysilikonates zugemischt werden. Es ist weiter ein Verfahren zur
Herstellung von Steinmaterial bekannt, bei welchem auf der Basis eines
Gemisches von feinkörnigem Sand, Zement und Wasser gearbeitet wird, wo
bei dem Wasser ein dispergiertes Bindemittel aus Kunstharz zugesetzt ist (DE 29 41 842 A1).
Weiterhin ist es bekannt, zur Härtung von Verbundkörpern die Reaktion von
Silikaten mit funktionellen organischen Silanderivaten auszunutzen (DE 29 01 372 A1).
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, bei einem Verfahren zur
Herstellung eines selbsthärtenden Verbundwerkstoffes, welches auf der Re
aktion von fein pulverisierten Mehrschichtmaterialien mit einem reaktiven
Monomer beruht, bevorzugt Isocyanat einzusetzen (DD 289 367 A5). Diese
Massen weisen jedoch in der Regel den Nachteil auf, daß sie nicht als riesel
fähige Preßmassen verarbeitbar sind. Ihr Anwendungsbereich ist deshalb
häufig auf das Fügen, Kleben und Umhüllen beschränkt. Als ein weiterer
Nachteil erweist sich die Tatsache, daß die Werkstoffeigenschaften stark von
der speziellen Zusammensetzung abhängen und deshalb für eine breite Palet
te von Eigenschaften eine ebenso breite Zusammensetzungspalette erforder
lich ist.
Weiterhin ist es bekannt, Kaoline, Tone, Talk oder Speckstein als inerte
Füllstoffe für Polymerwerkstoffe oder in Verbundwerkstoffen zu verwenden
(DE 36 16 100 A1, SU-PS 681 080, JP 03055289 A, JP 54155 218 A, JP 48023647 B).
In allen diesen Fällen sind die Hydroxylgruppen der Kera
mikbildner nicht an der Reaktion beteiligt.
Es ist auch bekannt, poröse keramische Materialien als temperaturstabile
Wärmedämm-Materialien in Form keramischen Fasern, kompakten Körpern
oder als Schüttgut einzusetzen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß diese Kör
per keine eigene Klebkraft besitzen und kompliziert geformte Körper in auf
wendiger Weise befestigt werden müssen.
Wärmedämmplatten aus Kunststoffen weisen zwar in der Regel eine inhären
te Klebkraft auf, sie sind jedoch nur bei relativ niedrigen Temperaturen ein
setzbar und erfordern in der Regel zusätzliche Brandschutzmaßnahmen.
In DE 41 20 833 C2 und DE 41 20 835 A1 werden Werkstoffe auf der
Grundlage polymerkeramischer Reaktionen beschrieben, die jedoch als Re
aktionspartner eine organische Komponente (z. B. Isocyanat) und eine anor
ganische Komponente aufweisen. Nachteil dieser Werkstoffe ist die geringe
Dauertemperaturbelastbarkeit von maximal 250°C, da bei höheren Tempera
turen eine Zerstörung des organisch/anorganischen Gerüsts erfolgt.
Es sind auch Verbindungen von mineralischen und organischen Komponen
ten unter dem Markennamen "ormocere" bekannt, die als Schutzlacke Ver
wendung finden, aber ebenfalls ein temperaturempfindliches orga
nisch/anorganisches Gerüst besitzen. Sie werden, wie weiter unten noch de
tailliert dargestellt werden wird, im allgemeinen durch Hydrolyse modifi
zierter Silane und Alkoxide hergestellt (DE 38 28 098 A1).
Es ist weiterhin bekannt, daß Polysiloxane zusammen mit Aluminiumpigmen
ten oberhalb von 350°C erhitzt werden und dabei durch Sinterprozesse gut
haftende Überzüge bilden, so daß Sie als Thermolacke eingesetzt werden
können (Aufsatz von K. Meier und G. Schütz in "Farbe und Lack" 61 (1955),
S. 220). Diese Überzüge bestehen aus Aluminiumsilikaten. Ein ähnlicher Vor
gang vollzieht sich an der Oberfläche des zu beschichtenden Untergrundes,
wobei Siliziumdioxid zusammen mit Aluminium, Eisen oder anderen Metal
len gut haftende Metallsilikate bildet. Die Herstellung kompakter Körper
nach diesem Prinzip ist nicht bekannt geworden.
Ein Polymerpyrolyseverfahren mit reaktiven Füllstoffen, bei dem ein car
bidbildendes Metall, wie beispielsweise Ti, Cr oder Zr mit der Polymerphase
bei Temperaturen über 600°C bis zu 1500°C umgesetzt wird und dabei
vollständig zu einem Carbid-Hartstoff durchreagiert (DE 39 26 077 A1), un
terscheidet sich durch diese Reaktion grundsätzlich vom erfindungsgemäßen Ver
fahren. Die solchen Verfahren anhaftenden Probleme der Entstehung uner
wünschter Porosität und einer sehr starken Sinterschwindung sind in dieser
Veröffentlichung angesprochen. Die genannten Einsatzgebiete des Werkstof
fes beispielsweise in Wärmekraftmaschinen, im Motorenbau oder als Um
formwerkzeuge unterscheiden sich in ihren Anforderungen von den Anwen
dungsgebieten des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes.
Schließlich ist ein Verbundwerkstoff bekannt, der durch Stoffumwandlung
anorganischer Keramikbildner mit siliziumorganischen Verbindungen unterhalb
der Sintertemperatur dieser Keramikbildner verfestigt wird (DE 44 28 465 A1),
wobei durch einen relativ hohen Gehalt von 25 bis 30 Masse-% si
liziumorganischer Verbindungen sowie durch Verarbeitung über deren
Schmelzpunkt neue Formgebungsverfahren, wie Spritzgießen oder Extrudie
ren, anwendbar werden sollen (DE 195 23 655 A1). Infolge der erwähnten
Stoffumwandlungsprozesse und der oft heterogenen Struktur weisen diese
Verbundwerkstoffe generell zu geringe mechanische Festigkeit, Bruchzähig
keit und Elastizität auf. Erfolgt die Aushärtung bei 600 bis 800°C, wie es zur
Erreichung der Temperatur-Dauerstabilität notwendig ist, dann nimmt die
mechanische Festigkeit des Endproduktes noch weiter ab.
Derartige Verbundwerkstoffe können auch mit handelsüblichen organischen
oder anorganischen Fasern gefüllt werden, ohne daß dadurch die zu geringe
mechanische Festigkeit, Bruchzähigkeit und Elastizität wesentlich verbessert
werden.
Auch kann die Porosität durch die Austreibung und/oder Zersetzung von
Hilfsstoffen während der Stoffumwandlung und damit auch die Wärmeleit
fähigkeit gesteuert werden. Die entstehenden Poren beeinträchtigen jedoch
die mechanische Festigkeit und das Fließverhalten reicht nicht aus, um
komplizierte Formen von Hohlräumen auszufüllen.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Werkstoffes
bekannt, bei welchem Siliziumverbindungs-Polymere, wie beispielsweise
Polysiloxane, Polysilane oder Polysilazane mit keramischen Pulvern sowie
mit metallischen Pulvern oder entsprechenden metallorganischen Verbindun
gen homogen vermischt und bei Temperaturen über 800°C, vorzugsweise
über 1200°C vollständig pyrolysiert (keramisiert) werden, wobei zur Ver
stärkung auch keramische Fasern oder anorganische Whisker eingebracht
werden können (DE 40 23 849 A1). Diese Verfahrensweise führt zu einem
Erzeugnis mit den oben geschilderten Mängeln der "echten" Keramik insbe
sondere hinsichtlich der schwer kontrollierbaren Schwindung und der
Schwierigkeiten bei der Formung von Teilen von sehr komplexer Gestalt.
Die gleichen Nachteile weist auch ein Verfahren mit vollständiger Pyrolyse
(Keramisierung) zur Herstellung eines Faserverbundstoffes aus prinzipiell den
gleichen Komponenten auf, bei welchem Borsäure als Vernetzungskatalysa
tor für die Siliziumverbindungs-Polymere bei Raumtemperatur erwähnt ist
(DE 40 16 052 C2). Bei Raumtemperatur kann es jedoch nicht zur Ausbil
dung amorpher dreidimensionaler Netzwerke kommen, die ansonsten bei der
Keramisierung ihren amorphen Charakter wieder verlieren würden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die mechanischen Festig
keitswerte zusammen mit der Temperaturbeständigkeit des fertigen Erzeug
nisses sowie die Fließfähigkeit, auch bei der Ausbildung eines inhärent kle
benden, thermisch und mechanisch stabilen Verbundwerkstoff-Schaumes,
gegenüber den bekannten Verbundwerkstoffen dieses Typs weiter zu erhö
hen.
Diese Aufgabe wird in überraschender Weise durch die in den Patentansprü
chen beschriebene Erfindung gelöst.
Der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff wird durch die thermische Umset
zung (Teilpyrolyse) eines Feststoff-Keramikbildners in einer siliziumorgani
schen Polymermatrix unter Hinzufügung anorganischer Zusatzstoffe, nämlich
Borsäure, Borsäureanhydrid, Borax oder Natriumpolyphosphat, die in der
Lage sind, im Zustand einer Fließphase während der Stoffumwandlung
amorphe dreidimensionale Netzwerke für sich allein oder zusammen mit der
siliziumorganischen Polymermatrix auszubilden, aus einem zuvor zur Er
möglichung von Festkörperreaktionen vorverdichteten Gemisch hergestellt.
Der erhaltene Verbundwerkstoff ist der klassischen Keramik in seinen Eigen
schaften sehr ähnlich und weist bei Erhalt aller Vorzüge der Polymerkeramik
nach dem Stand der Technik gegenüber dieser eine bis zu doppelt so große
mechanische Festigkeit und einen bis zu dreimal so großen Elastizitätsmodul
auf.
Durch die relativ niedrigen, weit unter der Sintertemperatur liegenden Um
setzungstemperaturen des erfindungsgemäßen Verfahrens können Füllstoffe
mit besonderen physikalischen Eigenschaften eingelagert werden, die bei hö
heren Temperaturen mit dem Polymer oder seinen Zersetzungsfragmenten
(insbesondere Kohlenstoff) reagieren würden. Dadurch kann der Werkstoff
mit speziellen funktionellen Eigenschaften, wie z. B. einstellbare Wärmeleit
fähigkeit, elektrisches oder dielektrisches Verhalten, Schäumbarkeit, inhären
te Klebkraft usw. ausgestattet werden.
Die Kombination oberflächenaktiver Keramikbildner mit inerten funktionel
len Füllstoffen eröffnet breite Variationsmöglichkeiten der Werkstoffzusam
mensetzung sowie möglicher Eigenschaften.
Die Einlagerung anisotroper, oberflächenaktiver Keramikbildner, wie bei
spielsweise OH-Gruppen tragender Phyllosilikate und ihre Ausrichtung im
Bauteil eröffnet die Möglichkeit der Erzeugung von Texturen sowie von
Gradientengefügen, die beispielsweise anisotrope elastische und anelastische
(dämpfende) Eigenschaften aufweisen können. Überraschend hat sich ge
zeigt, daß die Festigkeit und andere mechanische Eigenschaften durch die
eingelagerten organischen Fasern verbessert werden.
Durch den Zusatz eines über eine Fließphase ein dreidimensionale Netzwerk
aufbauenden anorganischen Zusatzstoffes kann durch eine Verarbeitung un
terhalb der Sintertemperatur des Keramikbildners die offene Porosität dieser
Verbundwerkstoffe unter 2 Vol.% gesenkt und gegebenenfalls praktisch ganz
beseitigt werden.
Durch den Zusatz von 5 bis 10 Masse-% Metallpulver (beispielsweise Alu
miniumpulver) zum erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff ist dieser in vor
teilhafter Weise in der Lage, vorzugsweise an Ort und Stelle, kompakte ge
schäumte. Körper oder Schichten zu bilden, wodurch beispielsweise Hohl
räume mit einer sehr hitzebeständigen Isoliermasse ausgefüllt werden kön
nen. Der solcherart behandelten Masse wohnt eine starke Klebewirkung inne,
so daß zugleich das Problem der Befestigung an den Wänden, beispielsweise
bei der Auskleidung Wärmekammern, gelöst wird. Die Zugabe von Kera
mikfasern mit einem hohen Gehalt (97 Masse-%) an Aluminiumoxid verhin
dert mit hoher Sicherheit die Entstehung von Rissen infolge unterschiedlicher
Wärmedehnungskoeffizienten.
Der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff kann entsprechend der Zusammen
setzung durch Verpressen, Gießen, Spritzgießen, Strangpressen, Spritzpres
sen oder durch Schäumen verarbeitet werden.
Das Fließverhalten läßt sich durch Variation des Gehaltes an siliziumorgani
schen Verbindungen, durch Hinzufügen von Fließmitteln, wie Polyäthylen
wachsen, Paraffin oder Celluloseäthern an eines der o. g. bekannten Formge
bungsverfahren anpassen.
Der erfindungsgemäße Werkstoff eignet sich besonders für maßgenaue Ferti
gungsverfahren und Bauteile mit engen Toleranzen, die für Anwendungen als
Träger, Führungen und Gehäuse in der Mikromechanik und Mikroelektronik
von besonderem Interesse sind sowie zur Wärmedämmung kompliziert ge
formter Werkstücke, wo ein Ausschäumen bei gleichzeitiger guter eigener
Klebkraft gefordert wird.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläu
tert:
Zur Herstellung von bis zu 200°C thermisch belastbaren Funktionsbauteilen werden 63,1 Masse-% fein gemahlener Kaolin, 3,5 Masse-% Viskosefaser (1,2 dtex, Schnittlänge etwa 1 mm), 7,8 Masse-% Borax und 25,50 Masse-% wäßrige Silikonharzemulsion unter Zugabe von 0,1 Masse-% Aluminiumace tylacetonat als Katalysator 0,5 Stunden gemischt. Nach dem Mischen wird die noch feuchte Masse wiederum bei Raumtemperatur stranggepreßt und an schließend 1 Woche an Raumluft getrocknet. Nach der Trocknung erfolgt ein Temperprozeß zunächst bei 120°C über 10 Stunden Haltezeit und dann bei 200°C über eine Haltezeit von 2 Stunden. Danach erfolgt die Abkühlung an Raumluft ohne besondere Vorkehrungen. Die auf diese Weise hergestellten Röhrchen weisen eine Biegebruchfestigkeit von bis zu 80 MPa, einen Ela stizitätsmodul bis zu 60 GPa und eine Schlag-Biegebruch-Arbeit von 35.000 Nm auf.
Zur Herstellung von bis zu 200°C thermisch belastbaren Funktionsbauteilen werden 63,1 Masse-% fein gemahlener Kaolin, 3,5 Masse-% Viskosefaser (1,2 dtex, Schnittlänge etwa 1 mm), 7,8 Masse-% Borax und 25,50 Masse-% wäßrige Silikonharzemulsion unter Zugabe von 0,1 Masse-% Aluminiumace tylacetonat als Katalysator 0,5 Stunden gemischt. Nach dem Mischen wird die noch feuchte Masse wiederum bei Raumtemperatur stranggepreßt und an schließend 1 Woche an Raumluft getrocknet. Nach der Trocknung erfolgt ein Temperprozeß zunächst bei 120°C über 10 Stunden Haltezeit und dann bei 200°C über eine Haltezeit von 2 Stunden. Danach erfolgt die Abkühlung an Raumluft ohne besondere Vorkehrungen. Die auf diese Weise hergestellten Röhrchen weisen eine Biegebruchfestigkeit von bis zu 80 MPa, einen Ela stizitätsmodul bis zu 60 GPa und eine Schlag-Biegebruch-Arbeit von 35.000 Nm auf.
Claims (24)
1. Keramikähnlicher teilpyrolysierter Verbundwerkstoff aus einem durch
Stoffumwandlung unterhalb der Sintertemperatur beteiligter Keramikbildner
verfestigten, zuvor zur Ermöglichung von Festkörperreaktionen vorverdichte
ten Gemisch
anorganischer Keramikbildner, die oberflächenreaktive Gruppen aufweisen,
organischer Fasern, die gleichfalls oberflächenreaktive Gruppen aufweisen,
und siliziumorganischer Verbindungen,
die alle drei als aktive, an der Festkörperreaktion beteiligte Bestandteile zu sammen den überwiegenden Masseanteil ausmachen, wobei das Gemisch unter Anwendung in der Keramik üblicher Hilfsstoffe und Verfahren geformt worden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Verbundwerkstoff amorphe dreidimensionale Netzwerke enthält, welche im Zustand einer Fließphase während der Stoffumwandlung aus den anorga nischen Zusatzstoffen des vorverdichteten Gemisches:
Borsäure
Borsäureanhydrid
Borax oder
Natriumpolyphosphat
selbst oder deren Reaktionsprodukten für sich allein oder zusammen mit den siliziumorganischen Verbindungen gebildet worden sind.
anorganischer Keramikbildner, die oberflächenreaktive Gruppen aufweisen,
organischer Fasern, die gleichfalls oberflächenreaktive Gruppen aufweisen,
und siliziumorganischer Verbindungen,
die alle drei als aktive, an der Festkörperreaktion beteiligte Bestandteile zu sammen den überwiegenden Masseanteil ausmachen, wobei das Gemisch unter Anwendung in der Keramik üblicher Hilfsstoffe und Verfahren geformt worden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Verbundwerkstoff amorphe dreidimensionale Netzwerke enthält, welche im Zustand einer Fließphase während der Stoffumwandlung aus den anorga nischen Zusatzstoffen des vorverdichteten Gemisches:
Borsäure
Borsäureanhydrid
Borax oder
Natriumpolyphosphat
selbst oder deren Reaktionsprodukten für sich allein oder zusammen mit den siliziumorganischen Verbindungen gebildet worden sind.
2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ge
halt an organischen Fasern 2 Masse-% bis 20 Masse-% beträgt.
3. Verbundwerkstoff nach einem der bisherigen Ansprüche, gekennzeichnet
durch funktionsbestimmende anorganische Füllstoffe, die an der Stoffum
wandlung nicht beteiligt sind, insbesondere solche, die bei der Sintertempera
tur verändert oder zersetzt würden.
4. Verbundwerkstoff nach einem der bisherigen Ansprüche, gekennzeichnet
durch die Stoffumwandlung katalysierende Verbindungen als Minderbestand
teil.
5. Verbundwerkstoff nach einem der bisherigen Ansprüche, gekennzeichnet
durch mineralische Keramikbildner, wie Aluminiumoxide, Aluminium
hydroxide, Tone, Kaoline, Hydroxylapatit, Quarz und Glimmer.
6. Verbundwerkstoff nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Keramikbildner mit Aminogruppen, Vinylgruppen,
Methacrylatgruppen oder Epoxygruppen belegt sind.
7. Verbundwerkstoff nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die siliziumorganischen Verbindungen Polysiloxane sind.
8. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet
durch elektrisch isolierende, aber gut wärmeleitende keramische Füllstoffe,
wie Aluminiumnitrid.
9. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet
durch elektrisch leitende keramische Füllstoffe, wie Titancarbid.
10. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet
durch piezoelektrische keramische Füllstoffe, wie Bariumtitanat.
11. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die katalysierenden Verbindungen Aluminiumverbindungen
sind.
12. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die katalysierenden Verbindungen Titanverbindungen sind.
13. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die katalysierenden Verbindungen Eisenverbindungen sind.
14. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die katalysierenden Verbindungen Zinkverbindungen sind.
15. Verfahren zur Herstellung eines keramikähnlichen teilpyrolysierten Ver
bundwerkstoffes aus einem durch Stoffumwandlung unterhalb der Sintertem
peratur beteiligter Keramikbildner verfestigten, zuvor zur Ermöglichung von
Festkörperreaktionen vorverdichteten Gemisch
anorganischer Keramikbildner, die oberflächenreaktive Gruppen aufweisen,
organischer Fasern, die gleichfalls oberflächenreaktive Gruppen aufweisen,
und siliziumorganischer Verbindungen,
die alle drei als aktive, an der Festkörperreaktion beteiligte Bestandteile zu sammen den überwiegenden Masseanteil ausmachen, wobei das Gemisch unter Anwendung in der Keramik üblicher Hilfsstoffe und Verfahren geformt wird und im Verbundwerkstoff im Zustand einer Fließphase während der Stoffumwandlung aus den anorganischen Zusatzstoffen
Borsäure
Borsäureanhydrid
Borax oder
Natriumpolyphosphat
selbst oder deren Reaktionsprodukten für sich allein oder zusammen mit den siliziumorganischen Verbindungen amorphe dreidimensionale Netzwerke gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffumwandlung unter 200°C erfolgt.
anorganischer Keramikbildner, die oberflächenreaktive Gruppen aufweisen,
organischer Fasern, die gleichfalls oberflächenreaktive Gruppen aufweisen,
und siliziumorganischer Verbindungen,
die alle drei als aktive, an der Festkörperreaktion beteiligte Bestandteile zu sammen den überwiegenden Masseanteil ausmachen, wobei das Gemisch unter Anwendung in der Keramik üblicher Hilfsstoffe und Verfahren geformt wird und im Verbundwerkstoff im Zustand einer Fließphase während der Stoffumwandlung aus den anorganischen Zusatzstoffen
Borsäure
Borsäureanhydrid
Borax oder
Natriumpolyphosphat
selbst oder deren Reaktionsprodukten für sich allein oder zusammen mit den siliziumorganischen Verbindungen amorphe dreidimensionale Netzwerke gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffumwandlung unter 200°C erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdich
tung während der Stoffumwandlung fortgesetzt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität
durch Austreibung und/oder Zersetzung von Hilfsstoffen während der
Stoffumwandlung gesteuert wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, daß die Formgebung
durch Strangpressen erfolgt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Formgebung durch Spritzgießen erfolgt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Formgebung durch Spritzpressen erfolgt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Formgebung durch Trockenpressen erfolgt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Formgebung über dem Schmelzpunkt der siliziumorganischen Ver
bindungen oder eines zusätzlichen temporären, austreibbaren Bindemittels er
folgt.
23. Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 25
bis 30 Masse-% siliziumorganischer Verbindungen.
24. Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch einen Gehalt der
Rohmasse vor der Formgebung von 3 bis 7 Masse-% Paraffinen oder 0,5 bis
4 Masse-% Cellulosäther zuzüglich einer üblichen Menge Wasser als tempo
räre Bindemittel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19645634A DE19645634C2 (de) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | Keramikähnlicher, teilpyrolysierter Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19645634A DE19645634C2 (de) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | Keramikähnlicher, teilpyrolysierter Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19655214C2 true DE19655214C2 (de) | 2003-11-20 |
Family
ID=29265468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19655214A Expired - Lifetime DE19655214C2 (de) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | Keramikähnlicher, teilpyrolysierter Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19655214C2 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3926077A1 (de) * | 1989-08-07 | 1991-02-14 | Peter Prof Dr Greil | Keramische verbundkoerper und verfahren zu ihrer herstellung |
DE4016052C2 (de) * | 1990-05-18 | 1992-08-06 | Dornier Luftfahrt Gmbh, 8031 Wessling, De | |
DE4120835A1 (de) * | 1991-06-24 | 1993-01-07 | Tridelta Ag | Verfahren zur herstellung eines polymerkeramischen verbundstoffes |
DE4428465A1 (de) * | 1994-08-11 | 1996-02-15 | Tridelta Gmbh | Polymerkeramischer Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1996
- 1996-11-06 DE DE19655214A patent/DE19655214C2/de not_active Expired - Lifetime
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