DE19705838A1 - Coloured silicon nitride material - Google Patents

Coloured silicon nitride material

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DE19705838A1
DE19705838A1 DE1997105838 DE19705838A DE19705838A1 DE 19705838 A1 DE19705838 A1 DE 19705838A1 DE 1997105838 DE1997105838 DE 1997105838 DE 19705838 A DE19705838 A DE 19705838A DE 19705838 A1 DE19705838 A1 DE 19705838A1
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Hagen Dr Rer Nat Klemm
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Abstract

A coloured, sintered or sinterable sintering aid-containing silicon nitride material contains 0.3-10 wt.% silicide-forming transition metals for a black colour and less than 0.3 wt.% d-transition metals for other colours. Preferably, the material has a grey colour or an ivory to white colour respectively when it contains less than 0.15 wt.% or less than 0.05 wt.% silicide-forming transition, other colours being obtained by addition of 2-50 wt.% colouring additives. Also claimed is production of the above silicon nitride material, in which silicon nitride powder, having one of the above d-transition metal contents, is subjected to sintering at normal pressure, pressure sintering or hot pressing.

Description

Die Erfindung betrifft farbige, gesinterte/sinterbare Sinterhilfsmittel enthaltende Siliciumnitridwerkstof fe und Verfahren zur Herstellung solcher Siliciumni tridwerkstoffe. The invention relates to colored sintered / sinterable sintering aid Siliciumnitridwerkstof containing Fe and methods for producing such Siliciumni tridwerkstoffe. Solche Werkstoffe können im Geräte- bzw. Apparatebau, der Medizintechnik, der chemischen Industrie beispielsweise zur Kennzeichnung verschie dener Werkstoffvarianten und für Anwendungen, bei denen ein dekorativer Aspekt wichtig ist, eingesetzt werden. Such materials can be used within a device or apparatus engineering, medical engineering, the chemical industry, for example, to identify various Dener material variants and for applications where a decorative aspect is important. Sie können z. You can, for. B. für Töpfe, Heizplatten, bei Heizelementen (zusätzlich gute Wärmeleitung), für Uhrengehäuse, als Türgriffe und für Schmuck einge setzt werden. As for pots, hot plates, with heating elements (also good heat conduction), for watch cases, as door handles and jewelery is set to be.

Die bekannten guten mechanischen, tribologischen und anderen Eigenschaften von Siliciumnitridwerkstoffen führen dazu, daß sie für die verschiedensten Anwen dungsbereiche interessanter werden. The known good mechanical, tribological and other properties of silicon nitride materials mean that they are interesting for a variety of appli cation areas.

Dabei kann es für bestimmte Anwendungen erforderlich sein, solche Siliciumnitridwerkstoffe in verschiede nen Farben bzw. Farbtönen zur Verfügung zu stellen. It may be necessary for certain applications to provide such silicon nitride materials it to different colors together and shades available. Bisher treten hierbei jedoch Probleme dadurch auf, daß eine homogene Einfärbung durch den gesamten Werk stoff nicht erreicht werden konnte. So far, however problems here thus to provide a uniform coloring throughout the entire plant material could not be reached. Dabei sind zwei Aspekte besonders wichtig. Two aspects are particularly important. Einmal bereiten die Rand zonen, dh der oberflächennahe Bereich, Probleme, da es hier beim Sintern zu Ver- bzw. Entfärbungen kommen kann und außerdem im Werkstoff lokal punktuelle dunk le Einfärbungen aufgetreten sind. Once ready, the edge zones, that is, the near-surface region, problems because there may be locking and discoloration during sintering and also here in the material locally selective dunk le coloring occurred.

Von O. Göb und St. Siegel ist in "Qualitätssicherung für Si 3 N 4 -Keramik durch Vermeidung optischer Inhomoge nitäten" veröffentlicht in Fortschrittsberichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft "Werkstoffe - Ver fahren - Anwendung", Band 11 (1996), Heft 2, Seiten 187 bis 193 auf dieses Problem hingewiesen worden. O. Gub and St. Siegel's "Quality Assurance for Si 3 N 4 ceramic nitäten by avoiding optical inhomogeneous" published in progress reports the German Ceramic Society "Materials - Drive Ver - Application", Volume 11 (1996), No. 2, pages were 187 advised of this issue to the 193rd Von ihnen wird vorgeschlagen, die typische Randzonen bildung, wie bisher üblich, mechanisch zu entfernen, wobei hierfür ein relativ hoher Aufwand erforderlich ist. Of them is proposed that the typical fringes education, as was previously usual, mechanically remove, for which purpose a relatively high effort is required.

Weiter werden von ihnen, als Ursachen für die Randzo nenbildung metallische Fremdelemente und Siliciumaus scheidungen erkannt. Next to them, as reasons for the new formation Randzo recognized foreign metallic elements and Siliciumaus decisions. Dem soll durch Sinterverfahren, bei möglichst niedrigen Temperaturen mit geringem Stickstoffüberdruck und einem minimalen Sinteraddi tivgehalt entgegengewirkt werden. The to be counteracted by tivgehalt sintering process at low temperatures with a low nitrogen excess pressure and a minimum Sinteraddi. Für die Ausbildung dunkler Randzonen wurde von ihnen auch Eisensilicid als Verursacher erkannt. For the formation of dark fringes of them also iron silicide has been recognized as the cause.

Diese Vorveröffentlichung beschränkt sich aber aus schließlich auf die Randzonenverdunklung und deren Einfluß auf die Eigenschaften des Werkstoffes. but this prior confined, for finally to the border zone blackout and their influence on the properties of the material. Wei tergehende Aussagen und Untersuchungen, die auch eine homogene gezielte Einfärbung von Siliciumnitrid be treffen, sind dort nicht berücksichtigt. Wei tergehende statements and investigations that meet a homogeneous specific coloring of silicon nitride be, are there not considered.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten vorzugeben, mit denen homogene farbige Siliciumni tridwerkstoffe zur Verfügung gestellt werden. It is therefore an object of the invention to provide opportunities made available with which a homogeneous colored Siliciumni tridwerkstoffe.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 für einen Siliciumnitridwerk stoff und mit den Merkmalen des Anspruchs 18 für ein Verfahren zu seiner Herstellung gelöst. According to the invention this object is material by the features of claim 1 for a Siliciumnitridwerk and solved with the features of claim 18 for a process for its preparation. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfin dung ergeben sich bei Nutzung der in den untergeord neten Ansprüchen genannten Merkmale. Advantageous embodiments and developments of the dung OF INVENTION arise in use of the referred to in untergeord Neten claims.

Bei der Lehre der Erfindung, ist es besonders wich tig, daß der Anteil silicidbildender Übergangsmetal le, die allein oder in Verbindung im Siliciumnitrid werkstoff enthalten sind, gezielt eingestellt wird. In the teaching of the invention, it is especially more tig that the proportion silicidbildender transition metal le contained alone or in combination in the silicon nitride material, is adjusted. Dabei können diese Übergangsmetalle bereits im Aus gangspulver oder bei der Herstellung der Grünkörper eingebracht werden. Here, these transition metals can gang powder already in the off or introduced during the production of the green body. Der Anteil der d-Übergangsmetal le, die auch in Form verschiedener Verbindungen, bei spielsweise als Oxid enthalten sein können, bestimmt wesentlich die Homogenität der Einfärbung. The proportion of the d-transition metal le, which can also be present in the form of various compounds in example as oxide, essentially determines the homogeneity of the coloring. Je nach Größe, Anzahl und Verteilung wird der Siliciumnitrid werkstoff mehr oder weniger geschwärzt und demzufolge dunkler. Depending on the size, number and distribution of the silicon nitride material is more or less blackened and thus darker. Bei einem Anteil von 0,3 bis 10 Masse-% ei nes solchen d-Übergangsmetalls ist ein homogen ge schwärzter Siliciumnitridwerkstoff erhaltbar. At a proportion of 0.3 to 10 mass% egg nes such d-transition metal a homogeneous ge schwärzter silicon nitride material is obtainable. Werden diese, beispielsweise als Verunreinigungen im Aus gangspulver enthaltenen d-Übergangsmetalle unkontrolliert und nicht homogen im Grünkörper oder dem Ausgangspulver verteilt, können sie aggregieren und zu Defekten führen, die die Festigkeit negativ nachhaltig beeinflussen. These are, for example, distributed as impurities in the off d-transition metals transition powder contained uncontrolled and not homogeneous in the green body or the starting powder, they can aggregate and cause defects, which significantly affect the strength negative. Es ist daher günstig, die Partikelgröße definiert einzustellen und sie im Be reich (d 90 ) < 20 µm zu verwenden. It is therefore preferable to set the defined particle size and to use them in the rich Be (d 90) <20 microns.

Geringe Gehalte an Ti, Cr, also 3,-4 d-Elementen, die eigentlich unter Sinterbedingungen Nitride bil den, führen bei geringen Konzentrationen auch zu ei ner Schwarzfärbung. Low contents of Ti, Cr, ie 3, -4 d-elements that are actually under sintering conditions nitrides bil to also result in low concentrations ei ner blackening. Erst bei Konzentration < 2,5-3 Masse-% kommt es zur charakteristischen braunen Fär bung von TiN-haltigen Kompositen. Only at concentrations <2.5 to 3% by mass, it comes to the characteristic brown Faer exercise of TiN-containing composites. Insbesondere in Kombination mit anderen Übergangsmetallen bilden sie metallische Phasen. Particularly in combination with other transition metals form metallic phases.

Je homogener die eingelagerten Partikel verteilt sind und je kleiner, also feiner sie enthalten sind, um so kleiner ist der notwendige Anteil an d-Übergangsme tallen, so daß die obere angegebene Grenze von 10 Masse-% weiter unterschritten werden kann. the necessary amount of d-Übergangsme is more homogeneous the incorporated particles are distributed and the smaller, so finer they are contained, the smaller metals, so that the upper specified limit of 10 mass% may be exceeded.

Wie bereits erwähnt, können die d-Übergangsmetalle in verschiedenster Form enthalten sein bzw. zugegeben werden, so kann beispielsweise Eisenoxid während der Sinterung in FeSi 2 nach folgender Gleichung As already mentioned, the d-transition metals may be contained in verschiedenster form or may be added, such as iron oxide can during sintering in FeSi 2 according to the following equation

2Fe 2 O 3 + (1+x/3)Si 3 N 4 → 2FeSix + 3SiO 2 + (2+2x/3)N 2 2Fe 2 O 3 + (1 + x / 3) Si 3 N 4 → 2FeSix + 3SiO 2 + (2 + 2x / 3) N 2

umgewandelt werden. being transformed. Dabei beeinflußt der Stickstoff druck den Wert x und variiert zwischen 0,5 und geht gegen unendlich, wobei x = 0,5 bei einem Stickstoff druck oberhalb 10 MPa liegt und gegen unendlich geht, wenn der Zersetzungsdruck des Siliciumnitrids er reicht wird. Here, the nitrogen pressure affects the value of x and varies between 0.5 and approaches infinity, where x = 0.5 at a nitrogen pressure above 10 MPa and goes to infinity when the decomposition pressure of the silicon nitride it is sufficient.

In gleicher Form bilden sich bei anderen d-Übergangs metallen flüssige Metallschmelzen, die wechselnde Anteile Si enthalten, die dann bei der Abkühlung zu Siliciden erstarren. In the same shape are formed at the other d-transition metal liquid metal melts containing varying proportions of Si, which then solidify upon cooling to silicides. Dabei entsteht gleichzeitig Si liciumdioxid, das in der oxidnitridischen flüssigen Phase gelöst ist. At the same time Si liciumdioxid arises, which is dissolved in the oxide-nitride liquid phase. Liegt der Siliciumdioxidgehalt etwa oberhalb 6 Masse-%, kommt es zu einer Verschlechte rung der Sinterung. If the silica content above about 6% by mass, there is a Verschlechte tion sintering. Dieser Aspekt ist zu beachten, wenn relativ hohe Anteile an d-Übergangsmetallen ein gesetzt werden und diese in diesen Fällen nicht als Oxid verwendet werden sollten. This aspect should be noted when relatively high levels of d-transition metals are a set and these should not be used as the oxide in these cases.

Schwarzer Siliciumnitridwerkstoff kann so hergestellt werden, daß neben den üblicherweise verwendeten Sin terhilfsmitteln, wie z. Black silicon nitride material may be prepared so that in addition to the commonly used terhilfsmitteln Sin such. B. Y 2 O 3 ; B. Y 2 O 3; Y 2 O 3 ; Y 2 O 3; AlN, Seltenerdo xide, MgO, CaO, die einzeln oder in Verbindung zuge geben werden können oder auch im Si 3 N 4 -Gitter einge baut sein können (z. B. α/β-Sialonen) mit bekannten Sinterverfahren (Sintern bei Normaldruck, Drucksin tern oder Heißpressen) gearbeitet wird. 4 may be lattice can be AlN, Seltenerdo hydroxides, MgO, CaO, individually or added in combination or in the Si 3 N turned builds (z. B. α / β-sialons) (with known sintering method, sintering at normal pressure, tern Drucksin or hot pressing) is carried out. Der Anteil der silicidbildenden d-Übergangsmetalle wird im Be reich zwischen 0,3 und 10 Masse-% gehalten, wobei der Anteil partikelgrößenabhängig ist und mit kleiner Partikelgröße verringert werden kann. The proportion of the silicide d-transition metals is maintained in the loading ranging between 0.3 and 10% by mass, wherein the proportion is particle size-dependent and can be reduced to small particle size.

Ein so hergestellter schwarzer Siliciumnitridwerk stoff hat eine Festigkeit oberhalb 500 MPa. A thus prepared black Siliciumnitridwerk material has a strength above 500 MPa.

Wird nun gegenteilig verfahren und der Anteil an si licidbildenden d-Übergangsmetallen unterhalb 0,3 Mas se-% gehalten, können andere Farbtöne oder Farben erhalten werden. Will now proceed to the contrary and the ratio of si licidbildenden d-transition metals below 0.3 Mas held se-%, other color shades or colors can be obtained. Je geringer der Anteil an d-Über gangsmetallen ist, um so heller, bis hin zu weiß, kann ein Siliciumnitridwerkstoff erhalten werden. The lower the percentage of d-transition metals is over, the brighter, to know a silicon nitride material can be obtained.

Durch Zugabe von Additiven, auf die nachfolgend noch zurückzukommen sein wird, kann die gewünschte Einfär bung erreicht werden. By the addition of additives to the return will be even below the desired Einfär bung can be achieved.

Ohne Zugabe solcher Additive kann grauer bis weißer Siliciumnitridwerkstoff unter Verwendung der herkömm lichen Sinterhilfsmittel mit einem bekannten Sinter verfahren erreicht werden, wenn der Anteil an sili cidbildenden d-Übergangsmetalle < 0,15 Masse-% gehal ten wird. Without the addition of such additives can be achieved gray to white silicon nitride material process using the handy herkömm sintering aid with a known sintering, when the proportion of sili cidbildenden d-transition metals <0.15 mass% is supported th. Dabei können ein Werkstoff mit einer Fär bung Elfenbein ähnlich oder weiß/perlweiß ähnlich erhalten werden, wenn der Gehalt < 0,05 Masse-% ist. Here, a material with a Faer exercise ivory may be similar or white / pearl white are obtained similarly, if the content is <0.05%. Dabei sollte während des Sinterns der Stickstoffdruck entsprechend der Sintertemperatur eingestellt werden. It should be set according to the sintering temperature during sintering of nitrogen pressure.

Eine solche Abhängigkeit ist im in der Fig. 1 ge zeigten Diagramm dargestellt. Such a function is shown in ge in Fig. 1 showed the diagram. Dabei gibt der obere Kurvenverlauf die Stickstoffdruckabhängigkeit von der Sintertemperatur wieder, wobei eindeutig sichtbar wird, daß mit steigender Sintertemperatur auch der Stickstoffdruck erhöht werden muß. The upper curve gives the pressure of nitrogen as a function of the sintering temperature again, which is clearly visible that has to be increased with increasing the sintering temperature and the nitrogen pressure.

Dabei sollte ein Mindestdruck bei 1500°C Sintertem peratur von ca. 5 × 10 -2 MPa und bei 1900°C ein Stickstoffdruck von ca. 10 MPa eingehalten werden. Here, a minimum pressure at 1500 ° C should be Sintertem temperature observed by about 5 × 10 -2 MPa and at 1900 ° C, a nitrogen pressure of about 10 MPa.

Ein Fakt, der ebenfalls Einfluß auf die Ausbildung einer homogenen Einfärbung hat. A fact that also influences the formation of a homogeneous coloring. Dabei spielt die Sau berkeit der Sinteratmosphäre eine Rolle. The sow berkeit the sintering atmosphere plays a role. Dies beein flußt in erster Linie die Färbung im Oberflächenbe reich (0,5 bis 2 mm - Randzone). This remarkable coloring influ- primarily in Oberflächenbe range (0.5 to 2 mm - surface zone). Dadurch können Wech selwirkungen der Verunreinigungen in der Sinteratmo sphäre und demzufolge die Ausbildung einer schwarzen bzw. geschwärzten Randzone vermieden werden, da H 2 O und Sauerstoff in einer sauberen Sinteratmosphäre nicht enthalten sind. Characterized Wech can be avoided selwirkungen the impurities in the Sinteratmo sphere and thus the formation of a black or blackened edge zone, since H 2 O and oxygen in a clean sintering atmosphere are not included. Zusätzlich kann dieser Nachteil vermieden werden, wenn ein Tiegel für die Sinterung benutzt wird, der den Gasaustausch mit der Ofenatmos phäre auf ein Minimum reduziert. In addition, this disadvantage can be avoided if a pot is used for the sintering of phere gas exchange with the Ofenatmos reduced to a minimum. Hierfür wirkt sich zusätzlich positiv aus, daß ein Pulverbett zur Sinte rung benutzt wird. For this, has an additional positive effect that a powder bed is used for Sinte tion. Die Ausbildung der geschwärzten Randzonen können zusätzlich behindert bzw. vermieden werden, wenn der für die Sinterung verwendete Tiegel hochgradig gefüllt ist, bzw. der Ofenraum weitestge hend ausgenutzt worden ist. The formation of the blackened edge zones can also be disabled or avoided if the crucible used for sintering is filled highly, or the furnace chamber weitestge has been exploited starting. Bei der Sinterung sollte das Verhältnis des Volumens des Grünkörpers zu Volu men des geschlossenen Tiegels < 0,25 sein. During sintering, the ratio of the volume of the green body should Volu men of the closed crucible be <0.25.

Die Sinterung kann sowohl in BN-beschichteten Grafit tiegeln oder auch in RBSN, SSN und RSiC-Tiegeln er folgen. The sintering can both crucibles in BN-coated graphite or in RBSN, SSN and RSiC crucibles he follow.

Für die Herstellung eines hellgrauen bzw. nahezu wei ßen Siliciumnitridwerkstoffes sollte auch den bekann ten Zersetzungsreaktionen bei der Sinterung im Inne ren entgegengewirkt werden. For the production of a light gray or almost white SEN Siliciumnitridwerkstoffes also the most ten decomposition reactions reindeer during sintering in attachments should be counteracted. Bei der Zersetzung wird nach nachfolgender Gleichung In the decomposition is according to the following equation

Si 3 N 4 + 3 SiO 2 → 6SiO + 2N 2 . Si 3 N 4 + SiO 2 → 3 6SiO + 2N. 2

Das entstehende SiO bildet dabei ein Gas in den Po ren, wobei bei 1800°C ein Druck von 0,1 MPa erreich bar ist. The resulting SiO forms a gas into the Po reindeer, wherein at 1800 ° C, a pressure of 0.1 MPa is Reach bar. Gleichzeitig kommt es zur Lösung des SiO in der oxidnitridischen flüssigen Phase. At the same time it comes to the solution of the oxide-nitride SiO in the liquid phase. Dieses SiO bzw. das daraus durch Disproportionierung während der Ab kühlung entstehende metallische Silicium führt zu Schmutziggrau- bzw. Schwarzfärbung der Werkstoffe. This SiO or the therefrom resulting from disproportionation during the cooling from metallic silicon leads to Schmutziggrau- or blackening of the materials.

Dem kann entgegengewirkt werden, indem mit höheren Stickstoffpartialdruck gesintert wird, wobei der hö here Stickstoffdruck nicht nur dann während der Sin terung beibehalten wird, wenn der Werkstoff noch von offenporöser zu geschlossener Porosität übergeht (85-95% theoretische Dichte), sondern auch der Stickstoffdruck beim Sintern im Bereich niedrigerer Temperaturen (< 1600°C) erhalten bleibt, da sich bereits in diesem Bereich eine erhöhte Menge an SiO in der flüssigen Phase lösen kann. This can be counteracted by sintering at higher nitrogen partial pressure, wherein the hö here nitrogen pressure is not only maintained during the Sin-esterification when the material still passes from open porous to closed porosity (85-95% theoretical density), but also the nitrogen pressure (<1600 ° C) is maintained during sintering in the range of lower temperatures, as already in this range can resolve an increased amount of SiO in the liquid phase. Der erhöhte Stick stoffdruck soll auch nach dem Abschluß der Poren wäh rend des Sinterns beibehalten werden. the sintering is to be maintained hydrogen pressure of increased stick even after the completion of the pores currency rend.

Der höhere Stickstoffinnendruck in den Poren, im Mo ment des Übergangs von offener zu geschlossener Porö sität, behindert die Sinterung in vernachlässigbarer Weise, da er sich in der oxidnitridischen Flüssigkeit löst und mit dem vorhandenen SiO zu Si 3 N 4 und SiO 2 zurückreagiert, wobei hierdurch eine Hellfärbung des Siliciumnitridwerkstoffes erreicht werden kann. The higher nitrogen pressure in the pores in the Mo element of the transition from open to closed Porö intensity, the sintering is hindered in a negligible way, since it dissolves in the oxide-nitride liquid and with the existing SiO to form Si 3 N 4 and back reacts SiO 2, wherein thus a bright coloring of Siliciumnitridwerkstoffes can be achieved.

Wird aus verfahrenstechnischen Gründen, beispielswei se drucklos gesintert, kann eine nachträgliche Ent färbung durch eine Diffusion von Stickstoff oder Sau erstoff vorgenommen werden. Is for process reasons, beispielswei se pressureless sintered, a subsequent decision can be made erstoff dye by diffusion of nitrogen or sow.

Dabei ist es einmal möglich, den Siliciumnitridwerk stoff nach der eigentlichen Sinterung im Temperatur bereich zwischen 1300 bis 1500°C in einer sauer stoffhaltigen Atmosphäre in einem Zeitraum zwischen 0,5 und 15 Stunden zu tempern. It is even possible to Siliciumnitridwerk material after the actual sintering in the temperature range between 1300 to 1500 ° C in an acid-containing atmosphere for a period between 0.5 and 15 hours of annealing. Eine andere Möglich keit, die allein oder zusätzlich durchgeführt werden kann, besteht darin, daß in einer Stickstoffatmosphä re getempert wird. Another possible ness, which can be performed alone, or in addition, is that re in a Stickstoffatmosphä is annealed. Dabei sollte im Temperaturbereich zwischen 1300 bis 1500°C der Tempervorgang in einer Zeit zwischen 5 bis 10 Stunden oder im Temperaturbe reich zwischen 1500 bis 1600°C über einen Zeitraum von 0,5 bis 5 Stunden oder im Temperaturbereich 1600 bis 1900°C über den gleichen Zeitraum in einer Stickstoffatmosphäre bei einem Stickstoffdruck ober halb 0,1 MPa getempert werden. It should in the temperature range between 1300 to 1500 ° C, the annealing process in a time between 5 to 10 hours or Temperaturbe range between 1500 to 1600 ° C over a period of 0.5 to 5 hours, or in the temperature range 1600 to 1900 ° C over the same period are annealed in a nitrogen atmosphere at a nitrogen pressure upper half 0.1 MPa.

Die Temperung zur Entfärbung kann sich an die Bear beitung des Bauteils anschließen. The heat treatment for discoloration may be represented at the Bear processing of the device connect. Dann reicht es aus, nur die äußeren Randbereiche zu entfärben. It is sufficient to discolor only the outer edge regions. Nach die sem Prozeß kann dann, falls nötig, noch die geforder te Oberflächengüte (z. B. Rauheit) eingestellt werden, z. After the sem process may then, if necessary, nor the geforder te surface quality (eg. As roughness) are set for. B. durch Abtrag dünner Schichten. B. thinned by removal of material layers.

Ein solcher Siliciumnitridgrundwerkstoff kann durch Zugabe von farbgebenden Additiven entsprechend einge färbt werden. Such Siliciumnitridgrundwerkstoff can be colored by adding coloring additives according inserted. Geeignete Additive sind hierfür be stimmte Lanthanide oder andere Phasen, wie SiC, TiN, TiC ua Dabei ist die Farbwirkung der Lanthaniden schwächer als die des SiC oder des TiN. Suitable additives are, for this purpose be agreed lanthanides or other phases such as SiC, TiN, TiC, inter alia, The color effect of the lanthanides is weaker than that of SiC or TiN. Demzufolge sind die Anforderungen an die Reinheit der verwende ten Komponenten und insbesondere ein verringerter Anteil an d-Übergangsmetall und das Sinterregime bei Verwendung von Lanthaniden zum Einfärben größer, um die gewünschte Einfärbung zu erreichen. Accordingly, the demands on the purity of the used ten components and in particular, a reduced proportion of d-transition metal and the sintering regime with the use of lanthanides for coloring are larger in order to achieve the desired coloration.

Ein goldbrauner Siliciumnitridwerkstoff kann erhalten werden, wenn er zwischen 3 bis 50 Masse-% TiN 1-x C x mit x < 1 enthält. A golden brown silicon nitride material can be obtained when from 3% to 50 mass TiN 1-x C x with x contains <. 1 Dabei sollte auch eine Partikelgröße für TiN 1-x C x von (d 90 ) < 20 µm eingehalten werden. In this case, also a particle size of TiN 1-x C x should be respected by (d 90) <20 microns.

Hohe Anteile von TiN 1-x C x führen zu einem metallisch goldglänzenden Siliciumnitridwerkstoff und bei gerin gerem Anteil kann eine braune Färbung erreicht wer den. High proportions of TiN 1-x C x lead to a metallic gold shiny silicon nitride material and clotting gerem share a brown coloration can reach whoever the.

Mit einem Anteil in der Nähe von 0,3 Masse-% anderen d-Übergangsmetallen wird die Färbung dunkler bzw. sieht schmutziger aus. With a proportion close to 0.3% by mass of other d-transition metals, the color is darker or look dirty.

Bei einem Gehalt von 35 bis 40 Masse-% von TiN 1-x C x wird der Werkstoff elektrisch leitfähig. With a content of 35 to 40% by mass of TiN 1-x C x, the material is electrically conductive.

Vorzugsweise sollte x in TiN 1-x C x < 0,35 sein, da es bei hohem Kohlenstoffgehalt im TiC zu einer Ver schlechterung des Sinterverhaltens kommt. Should preferably x in TiN 1-x C x be <0.35 as it deterioration at high carbon content in the TiC to Ver the sintering behavior comes.

Ein grüner Werkstoff kann einmal durch Zugabe von SiC mit einem Anteil zwischen 2,5 bis 50 Masse-%, ein hellgrüner Werkstoff mit einem Anteil von 5 bis 15 Masse-% Pr 2 O 3 erhalten werden. A green material 3 can be obtained even by the addition of SiC with a proportion of between 2.5 to 50% by mass, a light green material with a proportion of 5 to 15 mass% of Pr 2 O.

Bei Zugabe von SiC als farbgebendes Additiv sollte der Gehalt an freiem Kohlenstoff günstigerweise mit < 0,5 Masse-% eingehalten werden und die Partikelgröße des SiC, wie auch bei den anderen Komponenten mit (d 90 ) < 20 µm gewählt werden. Upon addition of SiC as a coloring additive, the content of free carbon should desirably be controlled to <0.5% by mass and the particle size of SiC, <20 microns are chosen as well as the other components of (d 90). Die Einfärbung des Sili ciumnitridwerkstoffes wird mit zunehmenden SiC-Anteil intensiver. The coloring of the Sili ciumnitridwerkstoffes becomes more intense with increasing SiC content. Der Anteil an freiem Kohlenstoff sollte besonders vorteilhaft unterhalb 0,1 Masse-% liegen. The amount of free carbon should be particularly advantageously less than 0.1% by mass.

Der Anteil an d-Übergangsmetallen sollte unterhalb 0,1 Masse-% liegen, da ansonsten die Färbung dunkler ausfällt, bzw. schmutziggrau erscheint. The proportion of d-transition metals should be less than 0.1 mass%, otherwise the coloring fails dark, or dirty gray appears.

Bei einem Anteil von mehr als 40 bis 50 Masse-% SiC wird auch der so eingefärbte Siliciumnitridwerkstoff elektrisch leitfähig. With a share of more than 40 to 50 mass% of SiC and the silicon nitride material is so colored electrically conductive.

Bei der Zugabe von SiC ist zu beachten, daß ein be stimmter Anteil an freiem Kohlenstoff nicht über schritten wird, der Anteil an freiem Kohlenstoff darf nicht so hoch sein, daß er durch die Prozeßführung während des Sinterns bzw. Temperns nicht beseitigt werden kann. With the addition of SiC is to be noted that a certain amount of free carbon be not exceeded is the free carbon content must not be so high that it can not be eliminated by the process control during sintering or annealing. Das Ausgangspulver sollte bereits so ausgewählt sein, daß der in ihm enthaltene Anteil an freiem Kohlenstoff unterhalb 0,1 Masse-% liegt. The starting powder should already be selected so that the proportion contained therein of free carbon is less than 0.1 mass%.

Für die Herstellung eines Siliciumnitridwerkstoffs mit dem farbgebenden Additiv SiC, sollte das SiC-Pul ver bei 500 bis 800°C innerhalb eines Zeitraumes zwischen 0,5 und 4 Stunden in oxidierender Atmosphäre getempert oder ein Grünkörper, der Si 3 N 4 , SiC, Sinter hilfsmittel und Binder (z. B. Polyvinylalkohol, Triet hylenglykol, Polyethylenglykol) enthält, bei 500 bis 800°C in einem Zeitraum zwischen 0,5 und 6 Stunden in oxidierender Atmosphäre getempert werden. For the manufacture of a Siliciumnitridwerkstoffs with the coloring additive SiC, should the SiC Pul ver at 500 to 800 ° C annealed or within a period between 0.5 and 4 hours in the oxidizing atmosphere a green body, the Si 3 N 4, SiC, sintered auxiliaries and binder (eg. as polyvinyl alcohol, Triet hylenglykol, polyethylene glycol) which are annealed at 500 to 800 ° C over a period between 0.5 and 6 hours in the oxidizing atmosphere.

Im Gegensatz zur Herstellung von SiC-Werkstoffen, wo der Sauerstoff im SiC-Pulver so gering wie möglich gehalten werden sollte, um eine gute Verdichtung zu erreichen, in den vorliegenden Werkstoffen stören der freie Kohlenstoff, nicht aber ein erhöhter Gehalt an SiO 2 , der je nach Additivauswahl bis zu 6 bis 8 Mas se-% des Werkstoffes betragen kann. In contrast to the production of SiC materials, where the oxygen in the SiC powder should be kept as low as possible in order to achieve a good compression, in the present materials the free carbon, but not an elevated content of SiO 2, which interfere up to 6 to 8 Mas may be se-% of the material depending on the additive selection.

Das Sintern kann dann bei Temperaturen oberhalb 1600°C und Einhaltung eines Stickstoffdruckes, bei dem das SiC stabil ist, gesintert werden. The sintering may then be at temperatures above 1600 ° C and maintaining a nitrogen pressure at which the SiC is stable sintered. Bei einer aus reichend schnellen Umwandlung von noch im Pulver ver bleibendem Rest an freiem Kohlenstoff muß die Sinte rung nicht an der thermodynamisch berechneten Grenze der Stabilität des SiC erfolgen, die Abhängigkeit ist in Fig. 2 mit dem Stickstoffdruck-Temperaturdiagramm wiedergegeben. With a fast from reaching conversion of yet published in the powder remaining the residual free carbon, the Sinte need not occur at the thermodynamically calculated limit of the stability of the SiC tion, the dependence is shown in Fig. 2 with the nitrogen pressure-temperature diagram. Der Temperatur abhängige Stickstoff druckbereich, der während des Sinterns eingehalten werden sollte, kann dort eindeutig entnommen werden. The temperature-dependent nitrogen pressure range, which should be maintained during sintering, can clearly be seen from there. Dabei sollten Stickstoffdrücke zwischen ca. 10 -1 MPa bei ca. 1600°C und 5 MPa bei ca. 1900°C eingehalten werden. Here nitrogen pressures between about 10 -1 MPa at 1600 ° C and 5 MPa should be followed at about 1900 ° C.

Bei Verwendung von Pr 2 O 3 als farbgebendes Additiv für einen grünen Siliziumnitridwerkstoff sollte der An teil an d-Übergangsmetall ≦ 0,05 Masse-% sein. With the use of Pr 2 O 3 as a coloring additive for a green Siliziumnitridwerkstoff the on part of d-transition metal ≦ should be 0.05 mass%.

Ein violettfarbener Siliciumnitridwerkstoff kann er halten werden, wenn als farbgebendes Additiv Nd 2 O 3 mit einem Anteil zwischen 5 und 20 Masse-%, bei einem Anteil d-Übergangsmetall < 0,05% eingesetzt wird. A violet-colored silicon nitride material, it can be observed if <0.05% is used as a coloring additive, Nd 2 O 3 with a proportion of 5 to 20 mass%, wherein a proportion d-transition metal.

Ein Siliciumnitridwerkstoff in der Farbe orange/rosa kann durch Zugabe von Er 2 O 3 mit einem Anteil von 5 bis 20 Masse-% erhalten werden, wobei hierbei der Anteil der d-Übergangsmetalle ≦ 0,1 Masse-% gehalten werden soll. A silicon nitride material in the color orange / pink can by the addition of Er 2 O 3 with a proportion of 5 to 20 mass% are obtained, in this case the proportion of the d-transition metals ≦ mass is to be maintained 0.1%.

Die Farbe violett kann mit dem farbgebenden Additiv Nd 2 O 3 mit einem Anteil von 5 bis 20 Masse-%, bei An teil d-Übergangsmetall < 0,05 Masse-% erhalten wer den. The color purple may with the coloring additive Nd 2 O 3 with a proportion of 5 to 20 mass%, wherein in part on the d-transition metal <0.05% by mass obtained who the.

Ein brauner Siliciumnitridwerkstoff kann mit Zugabe von 5 bis 20 Masse-% Yb 2 O 3 erhalten werden, wobei be vorzugt der Anteil an d-Übergangsmetall < 0,1 Masse-% eingehalten werden soll. A brown silicon nitride material may be obtained by adding 5 to 20 wt% of Yb 2 O 3, wherein be vorzugt% is to be maintained, the proportion of d-transition metal <0.1 wt.

Bei der Verarbeitung bzw. Herstellung eines erfin dungsgemäßen Siliciumnitridwerkstoffes wird für die nicht gesondert aufgeführten Beispiele so verfahren, daß bis zur Wärmebehandlung in der Weise verfahren wird, daß Siliciumnitridpulver gemeinsam mit den Sin terhilfsmitteln in einer Planeten-Kugelmühle, die mit Si 3 N 4 -Mahlscheiben und -Mahlkugeln und einem Mahlbe hälter aus Al 2 O 3 ausgekleidet sind, unter Zugabe eines üblicherweise verwendeten Lösungsmittels (z. B. Iso propanol) im Verlauf von 4 Stunden homogenisiert und entsprechend klein vermahlen (Partikelgröße d 90 maxi mal 2 µm) wird. In the processing or manufacture of a OF INVENTION to the invention Siliciumnitridwerkstoffes is for the listed not separately examples so doing, that is moved in the manner to heat treatment, that silicon nitride powder together with the Sin terhilfsmitteln in a planetary ball mill with Si 3 N 4 - grinding discs and grinding balls and a Mahlbe container made of Al 2 O are lined 3, with the addition of a solvent commonly used (eg. B. Iso-propanol) in the course of 4 hours, homogenized, and correspondingly small ground (particle size d 90 maxi times 2 microns) is , Nachfolgend wird das Gemisch in einem Rotationsverdampfer getrocknet, siebgranuliert und bei 200 MPa kalt isostatisch (CIP) in eine Form ge preßt. Subsequently, the mixture is dried in a rotary evaporator, and screen-granulated at 200 MPa cold isostatically (CIP) in a form ge presses.

Nachfolgend soll die Herstellung erfindungsgemäßer farbiger Siliciumnitridwerkstoffe und hierzu Ver gleichsbeispiele nach dem Stand der Technik genannt werden. The preparation according to the invention colored and silicon nitride materials for this purpose should be equal Ver examples are mentioned in the prior art.

Beispiele für schwarze Werkstoffe Examples of black materials

Beispiele für schwarze Werkstoffe Examples of black materials

Beispiele für braungoldene Werkstoffe Examples of brown golden Materials

Beispiele für braungoldene Werkstoffe Examples of brown golden Materials

Sinterregime für graue und mit Seltenerdoxiden gefärbte Werkstoffe Sintering regime for gray and colored with rare earth materials

Sinterregime für graue und mit Seltenerdoxiden gefärbte Werkstoffe Sintering regime for gray and colored with rare earth materials

Beispiele für graue und mit Seltenerdoxiden gefärbte Werkstoffe Examples of gray and colored with rare earth materials

Beispiele für graue und mit Seltenerdoxiden gefärbte Werkstoffe Examples of gray and colored with rare earth materials

Sinterregime für grüne Werkstoffe Sintering regime for green materials

Sinterregime für grüne Werkstoffe Sintering regime for green materials

Übersicht über gesinterte grüne Siliciumnitridwerkstoffe Overview of sintered silicon nitride materials green

Übersicht über gesinterte grüne Siliciumnitridwerkstoffe Overview of sintered silicon nitride materials green

Beispiele für Grüne Werkstoffe Examples of green materials

Die Werkstoffe der Beispiele GN 1 bis GN 8 (Tabelle 3) wurden aus einem Siliciumnitridpulver mit folgen den Verunreinigungen hergestellt (Fe, 0,02; Ti; W, Mo, Cr,; Ni, in Summe < 0,08, O 1,2%). The materials of Examples 1 to GN GN 8 (Table 3) were prepared from a silicon nitride powder having the following impurities produced (Fe, 0.02; Ti, W, Mo, Cr ,; Ni, in total <0.08, O 1, 2%).

Das Beispiel GN 9 und wurde aus einem Pulver mit fol genden erhöhten Verunreinigungen hergestellt (FE, 0,32; Ti; W, Mo, Cr; Ni, in Summe < 0,18 O 1,3%). Example 9 and GN was prepared from a powder with fol lowing increased impurities (Fe, 0.32; Ti, W, Mo, Cr, Ni, in total <0.18 O 1.3%).

Die Proben wurden bei 400°C ausgeheizt. The samples were annealed at 400 ° C. Die Sinte rung erfolgte nach speziellen im Einzelnen aufgeführ ten Regimen. The Sinte tion took place after special set guiding in detail th regimes.

Der Kohlenstoffgehalt wurde mittels Heißextraktions methode an pulverisierten Proben (Korngröße < 10 µm nach der Methode in BMFT Bericht 30 L 1029 B 8 1991, Abschnitt 1.1.4) bestimmt. The carbon content was determined by means of hot extraction method of the pulverized sample (particle size <10 microns by the method in BMFT Report 30 L 1029 B 8, 1991, Section 1.1.4). Der SiC Gehalt wurde in den Probekörpern und in den gesinterten Werkstoffen mittels XRD (Cu Kα; äußerer Standard) bestimmt. (External standard Cu Ka) determines the SiC content was in the test specimens and in the sintered materials using XRD.

Als SiC-Pulver wurde ein β-SiC-Pulver mit einem frei en Kohlenstoffgehalt von 1,4% und ein α-SiC-Pulver mit einem Gehalt an freiem Kohlenstoff von 0,3% ge nutzt. As SiC powder, a β-SiC powder with a free s carbon content of 1.4% and an α-SiC powder was mixed with a free carbon content of 0.3% ge utilized. Im Beispiel 8 wurde Siliconharz genutzt, der in SiC umwandeln kann. In Example 8 silicone resin was used, which can convert into SiC. Als Sinterhilfsmittel für alle Varianten wurde 8% Y 2 O 3 und 6% Al 2 O 3 genutzt. As a sintering aid for all variants of 8% Y 2 O 3 and 6% Al 2 O 3 was used.

Claims (26)

  1. 1. Farbiger gesinterter/sinterbarer Sinterhilfsmit tel enthaltender Siliciumnitridwerkstoff, dadurch gekennzeichnet , daß das im Siliciumnitridwerkstoff mit schwarzer Farbe silicidbildende Übergangsmetalle mit einem Anteil zwischen 0,3 bis 10 Masse-% und für ande re Farben d-Übergangsmetalle mit einem Anteil < 0,3 Masse-% enthalten sind. 1. Colored sintered / sinterable Sinterhilfsmit tel containing silicon nitride material, characterized in that the silicidbildende in the silicon nitride material with black color transition metals in a proportion of between 0.3 to 10 mass% and oth er colors d-transition metals with a fraction <0.3 % by weight are included.
  2. 2. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einfärbung Ad ditive mit einem Anteil zwischen 2 bis 50 Masse-% enthalten sind. 2. silicon nitride material according to claim 1, characterized in that for coloring Ad -propellant additives having a proportion of between 2 to 50 mass% are contained.
  3. 3. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein braun bis gold brauner Siliciumnitridwerkstoff einen Anteil von 3 bis 50 Masse-% TiN 1-x C x mit x < 1 als Additiv enthält. 3. silicon nitride material according to claim 1 or 2, characterized in that a brown to golden brown silicon nitride material contains a proportion of 3 to 50% by mass of TiN 1-x C x with x <1 as an additive.
  4. 4. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein grüner Silicium nitridwerkstoff einen Anteil von 2,5 bis 50 Mas se-% SiC als Additiv enthält und der Anteil am freien Kohlenstoff < 0,5 Masse-% ist. 4. silicon nitride material contains according to claim 1 or 2, characterized in that a green silicon nitridwerkstoff a proportion from 2.5 to 50 mas% se- SiC as an additive and the proportion of the free carbon <0.5% by mass.
  5. 5. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem grauen Si liciumnitridwerkstoff silicidbildende Übergangs metalle mit einem Anteil < 0,15 Masse-% enthal ten sind. 5. silicon nitride material according to claim 1, characterized in that in a gray Si liciumnitridwerkstoff silicidbildende transition metals with a content <0.15% by mass contained ten are.
  6. 6. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem elfenbein farbenen bis weißen Siliciumnitridwerkstoff si licidbildende Übergangsmetalle mit einem Anteil < 0,05 Masse-% enthalten sind. 6. silicon nitride material according to claim 1, characterized in that contained in an off-white to white silicon nitride material si licidbildende transition metals with a content <0.05% by mass.
  7. 7. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem hellgrünen Siliciumnitridwerkstoff ein Anteil von 5 bis 20 Masse-% Pr 2 O 3 als Additiv enthalten ist. 7. silicon nitride material according to claim 1 or 2, characterized in that a proportion of 5 to 20 mass% of Pr 2 O 3 is contained as an additive in a light green silicon nitride material.
  8. 8. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß silicidbildende Übergangsmetalle mit einem Anteil < 0,05 Masse-% enthalten sind. 8. silicon nitride material according to claim 7, characterized in that silicidbildende transition metals <0.05% by mass are contained in a proportion.
  9. 9. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein violettfarbener Siliciumnitridwerkstoff einen Anteil von 5 bis 20 Masse-% Nd 2 O 3 als Additiv enthält. 9. silicon nitride material according to claim 1 or 2, characterized in that a violet-colored silicon nitride material contains a proportion of 5 to 20 mass% of Nd 2 O 3 as an additive.
  10. 10. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß silicidbildende Übergangsmetalle mit einem Anteil < 0,05 Massen-% enthalten sind. 10. silicon nitride material according to claim 9, characterized in that silicidbildende transition metals <0.05% by mass are contained in a proportion.
  11. 11. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem orangefar benen Siliciumnitridwerkstoff Er 2 O 3 mit einem Anteil von 5 bis 15 Masse-% als Additiv enthal ten ist. 11. silicon nitride material according to claim 1 or 2, characterized in that in a silicon nitride material surrounded orangefar Er 2 O 3 is contained th with a proportion of 5 to 15 mass% as an additive.
  12. 12. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß silicidbildende Übergangsmetalle mit einem Anteil < 0,05 Masse-% enthalten sind. 12. silicon nitride material according to claim 11, characterized in that silicidbildende transition metals <0.05% by mass are contained in a proportion.
  13. 13. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem braunen Siliciumnitridwerkstoff Yb 2 O 3 mit einem Anteil zwischen 5 bis 15 Masse-% als Additiv enthalten ist. 13. silicon nitride material according to claim 1 or 2, characterized in that% is contained as an additive in a brown silicon nitride material Yb 2 O 3 with a proportion of between 5 to 15 wt.
  14. 14. Siliciumnitridwerkstoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß silicidbildende Übergangsmetalle mit einem Anteil < 0,1 Masse-% enthalten sind. 14. silicon nitride material according to claim 13, characterized in that silicidbildende transition metals <0.1 mass% is contained in an amount.
  15. 15. Siliciumnitridwerkstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Stand der Technik übliche Sinterhilfsmittel, wie Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , AlN, Seltenerdoxide, MgO, CaO allein oder als Mischung enthalten sind. 15, silicon nitride material according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that according to the prior art, conventional sintering aids such as Y 2 O 3, Al 2 O 3, AlN, rare earth oxides, MgO, CaO are contained alone or as a mixture.
  16. 16. Siliciumnitridwerkstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgröße der Silicide bei (d 90 ) < 20 µm liegt. 16, silicon nitride material according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the particle size of the silicides in (d 90) is <20 microns.
  17. 17. Siliciumnitridwerkstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgröße der Additive bei (d 90 ) < 20 µm liegt. 17, silicon nitride material according to at least one of claims 1 to 16, characterized in that the particle size of the additives is <20 microns in (d 90).
  18. 18. Verfahren zur Herstellung eines Siliciumnitrid werkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Siliciumnitrid pulver für schwarze Siliciumnitridwerkstoffe mit einem Anteil zwischen 0,3 bis 10 Masse-% d-Über gangsmetalle und für andere Farben mit einem Anteil < 0,3 Masse-% d-Übergangsmetalle verwen det wird und die Herstellung durch Sintern bei Normaldruck, mittels Drucksintern oder Heißpres sen erfolgt. 18. A method for producing a silicon nitride material according to any one of claims 1 to 17, characterized in that a silicon nitride powder transition metals mass% d-Over for black silicon nitride materials with a proportion of between 0.3 to 10 and for other colors in a proportion < 0.3% by mass of d-transition metals USAGE det is carried and the manufacture by sintering at atmospheric pressure, by means of pressure sintering or Heißpres sen.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die silicidbildenden Übergangsmetalle während der Aufbereitung in den ausgeformten Siliciumnitridwerkstoff eingetragen oder als Dotierung zugemischt werden. 19. The method according to claim 18, characterized in that the silicide transition metals added during preparation in the molded silicon nitride material or be added as a dopant.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Sinterhilfsmittel enthaltendes Siliciumnitridpulver vor der Sinte rung gemahlen, homogenisiert, getrocknet, granu liert und geformt wird. 20. The method according to claim 18, characterized in that sintering aids containing silicon nitride powder milled before Sinte tion, homogenized, dried, and granu lines is formed.
  21. 21. Verfahren nach Anspruch 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintern bei er höhtem Stickstoffdruck durchgeführt wird. 21. The method of claim 18 to 20, characterized in that the sintering is carried out at he höhtem nitrogen pressure.
  22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliciumnitrid werkstoff in einer Stickstoffatmosphäre bei ei nem Stickstoffdruck von mindestens 0,05 MPa bei steigender Temperatur mit steigendem Stickstoff druck getempert wird. 22. The method according to any one of claims 18 to 21, characterized in that the silicon nitride material in a nitrogen atmosphere at ei nem nitrogen pressure of at least 0.05 MPa with increasing temperature annealed pressure with increasing nitrogen.
  23. 23. Verfahren zur Herstellung eines Siliciumnitrid werkstoffes nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliciumnitrid werkstoff nach dem Sintern in einer Stickstoff atmosphäre bei Temperaturen zwischen 1300 bis 1900°C getempert wird, wobei bei Temperaturen oberhalb 1500°C ein Stickstoffdruck ≧ 0,1 MPa eingestellt ist. 23. A method for producing a silicon nitride material according to any one of claims 18 to 22, characterized in that the silicon nitride material after the sintering in a nitrogen atmosphere is annealed at temperatures between 1300 to 1900 ° C, wherein at temperatures above 1500 ° C, a nitrogen pressure ≧ 0.1 MPa is set.
  24. 24. Verfahren nach Anspruch 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß SiC-Pulver oder ein Formkörper, der Si 3 N 4 , SiC, Sinterhilfsmittel und Binder enthält, bei Temperaturen im Bereich zwi schen 500 bis 800°C in oxidierender Atmosphäre getempert und anschließend bei erhöhtem Stick stoffdruck und Temperaturen oberhalb 1600°C gesintert wird. 24. The method of claim 18 to 23, characterized in that SiC powder or a molded body, the Si 3 N 4, SiC, sintering aids and binders containing, heat-treated at temperatures in the range Zvi rule 500 to 800 ° C in an oxidizing atmosphere and then hydrogen pressure at elevated stick and temperatures above 1600 ° C is sintered.
  25. 25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff im Temperaturbereich zwischen 1600 bis 1900°C un terhalb einer linear ansteigenden Stickstoff druckgrenze ausgehend von 0,7 MPa bei 1600°C bis 6 MPa bei 1900°C gesintert wird. 25. The method according to claim 24, characterized in that the material in the temperature range between 1600 to 1900 ° C un terhalb a linearly increasing nitrogen pressure limit starting from 0.7 MPa at 1600 ° C to 6 MPa at 1900 ° C is sintered.
  26. 26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff bei erhöhtem Stickstoffdruck in einer Stickstoffat mosphäre druckabhängig im Temperaturbereich zwi schen 1500 bis 1600°C getempert wird. 26. The method according to claim 24, characterized in that the material gas atmosphere at elevated pressure in a nitrogen Stickstoffat is pressure dependent tempered in a temperature range Zvi rule from 1500 to 1600 ° C.
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