DE19708249A1

DE19708249A1 - Auf Si/SiC basierendes gesintertes Material mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit sowie ein Brennhilfsmittel

Info

Publication number: DE19708249A1
Application number: DE19708249A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Hanzawa
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1996-03-01
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2017-03-01
Also published as: JPH09235161A; US5851941A; DE19708249C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein auf Si/SiC ba sierendes gesintertes Material mit ausgezeichneter Korrosi onsbeständigkeit; ein jeweils aus dem gesinterten Material gefertigtes Brennhilfsmittel (kiln furniture) und Brennofen auskleidungsmaterial (kiln lining material); sowie einen Brennofen, in welchem das Hilfsmittel und das Auskleidungsma terial verwendet werden.

Auf SiC basierende gesinterte Materialien spielen aufgrund ihrer Vorzüglichkeit bei der Hitzebeständigkeit und Feuerfe stigkeit eine wichtige Rolle in der Industrie. Beispielsweise werden auf SiC basierende gesinterte Materialien aus Tonbin demittel oder Siliciumnitridbindemittel als Plattenmaterial oder feuerfeste Platten beim Hartbrennen von Porzellankerami ken (z. B. Isolatoren, sanitäre Einrichtungen, Haushaltsge schirr, Bilderrahmen und Steinzeugrohr), Fliesen usw. breit verwendet.

Auf SiC basierende gesinterte Materialien schließen auf Si/SiC basierende gesinterte Materialien ein, die als Bestand teile SiC und Si enthalten. Diese auf Si/SiC basierenden gesinterten Materialien wurden hauptsächlich für besondere Anwendungen wie ein Kernrohr eines Brennofens zum Brennen von Halbleitern, einen Wärmeaustauschrollenmantel für einen Rol lenherdbrennofen (roller hearth kiln) und dergleichen verwen det.

Herkömmliche auf Si/SiC basierende gesinterte Materialien hatten jedoch bei der Verwendung als Auskleidungsmaterial für Brennöfen die folgenden Probleme. Das herkömmliche als Brenn ofenauskleidungsmaterial verwendete auf Si/SiC basierende gesinterte Material wird beim Erhitzen in Gegenwart von Sau erstoff oxidiert, was zu einer verringerten Festigkeit führt; darüber hinaus können bei Anwesenheit anderer Korrosionsquel len [z. B. Blei, Wismut, Antimon, Chlor und Fluor] diese ande re(n) Korrosionsquelle(n) in Abhängigkeit von der Art der Korrosionsquelle(n) mit dem Brennofenauskleidungsmaterial reagieren, was die Korrosion des Brennofenauskleidungsmateri als beschleunigt; daher tritt die beabsichtigte Funktion des Auskleidungsmaterials nicht in Erscheinung, was zu einer ver ringerten Betriebslaufzeit des Brennofens führt.

Aus den vorstehenden Gründen sind ein Brennofenhilfsmittel und ein Brennofenauskleidungsmaterial mit jeweils hoher Zu verlässigkeit erwünscht, die den sehr harten atmosphärischen Umgebungsbedingungen standhalten können, die bei der Herstel lung verschiedener, in unterschiedlichen Anwendungen verwen deter Materialien oder Produkte eingesetzt werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten Probleme aus dem Stand der Technik durch Bereit stellung eines auf Si/SiC basierenden gesinterten Materials, das insbesondere in einer eine Korrosionsquelle enthaltenden Hochtemperaturumgebung korrosionsbeständig ist, eines jeweils aus dem auf Si/SiC basierenden gesinterten Material gemachten Brennhilfsmittels und Brennofenauskleidungsmaterials sowie eines Brennofens, in welchem das Hilfsmittel und das Ausklei dungsmaterial verwendet werden, zu lösen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein auf Si/SiC basie rendes gesintertes Material bereitgestellt, das Si und SiC als Bestandteile enthält, einen SiO₂-Gehalt von 0,5 Gew.-% oder weniger und einen Sauerstoffgehalt von 0,25 Gew.-% oder weniger hat, und in einer Hochtemperaturatmosphäre korrosi onsbeständig ist, die ein Element mit einer hohen Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen enthält. Es werden auch ein jeweils aus dem vorstehenden auf Si/SiC basierenden gesinter ten Material gemachtes Brennhilfsmittel und Brennofenausklei dungsmaterial bereitgestellt.

Übrigens ist das in der vorstehend genannten Hochtemperatur atmosphäre enthaltene Element mindestens ein Element mit ho her Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen, ausgewählt aus Ge, As, Se, In, Sn, Sb, Te, Tl, Pb, Bi, Cl und F, das ein Me tallelement mit einem Schmelzpunkt von 650°C oder mehr und einen Siedepunkt von 1500-1750°C enthält.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird des weiteren ein konti nuierlicher Brennofen bereitgestellt, in dem mindestens der Bereich, welcher einer Heizatmosphäre von 800-1400°C ausge setzt ist, aus dem vorstehend genannten auf Si/Sic basieren den gesinterten Material gemacht ist.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen genauer erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Testverfahrens für Dauerstandfestigkeit.

Fig. 2 eine schematische vertikale Schnittansicht der Front partie des gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten kon tinuierlichen Brennofens (Rollenherdbrennofen).

Fig. 3 eine schematische vertikale Schnittansicht der Seiten partie des gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten kon tinuierlichen Brennofens (Rollenherdbrennofen).

Fig. 4 eine graphische Darstellung, in der die Änderung der Gewichtszunahme (Gew.-%) des auf Si/SiC basierenden gesinter ten Materials gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem An stieg der Temperatur gezeigt ist, wenn das gesinterte Materi al in einer CaF₂-Atmosphäre in einem Rollenherdbrennofen ver wendet wurde.

Fig. 5 eine graphische Darstellung, in der die Änderung des spezifischen Volumengewichts (g/cm³) [g/cc] des auf Si/SiC basierenden gesinterten Materials gemäß der vorliegenden Er findung mit dem Anstieg der Temperatur gezeigt ist, wenn das gesinterte Material in einer CaF₂-Atmosphäre in einem Rollen herdbrennofen verwendet wurde.

Fig. 6 eine graphische Darstellung, in der die Änderung der Porosität (%) des auf Si/SiC basierenden gesinterten Materi als gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Anstieg der Tem peratur gezeigt ist, wenn das gesinterte Material in einer CaF₂-Atmosphäre in einem Rollenherdbrennofen verwendet wurde.

Fig. 7 eine graphische Darstellung, in der die Änderung der Biegungsfestigkeit (N/mm²) [kgf/mm²] des auf Si/SiC basieren den gesinterten Materials gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Anstieg der Temperatur gezeigt ist, wenn das gesin terte Material in einer CaF₂-Atmosphäre in einem Rollenherd brennofen verwendet wurde.

In dem auf Si/SiC basierenden gesinterten Material gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Sauerstoffgehalt auf 0,5 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 0,3 Gew.-% oder weniger, noch bevorzugter 0,1 Gew.-% oder weniger eingestellt. Der Sauer stoff ist im gesinterten Material in Form von SiO₂ und Oxiden von in sehr geringen Mengen enthaltenen Komponenten wie Al, Fe, Ca und dergleichen vorhanden.

In dem vorliegenden auf Si/SiC basierenden gesinterten Mate rial besteht SiO₂ aus (1) SiO₂, das im SiC-Pulver und im me tallischen Si enthalten ist, die beide als Ausgangsmateriali en für das auf Si/SiC basierende gesinterte Material verwen det werden, und (2) SiO₂, das durch Oxidation bei der Her stellung des auf Si/SiC basierenden gesinterten Materials ge bildet wird. Durch jedes von den SiO₂ (1) und (2) wird die Dauerstandfestigkeit des gesinterten Materials verringert. In dem Brennschritt bei der Herstellung des auf Si/SiC basieren den gesinterten Materials werden SiO-Gas und CO-Gas durch ei ne Reaktion zwischen SiO₂ und C (Quelle) gebildet und diese Gase einer wiederholten Oxidation und Reduktion mit Si, SiC und C unterworfen, was zu einem Anstieg des Sauerstoffgehalts des auf Si/SiC basierenden gesinterten Materials führt. Daher kann das gesinterte Material durch Regulierung des Sauer stoffgehalts des auf Si/SiC basierenden gesinterten Materials auf das vorstehende Niveau eine verbesserte Oxidationsbestän digkeit und Dauerstandfestigkeit (creep resistance) haben.

Vorzugsweise hat die ein Element mit hoher Fähigkeit zur Bil dung ionischer Bindungen enthaltende Hochtemperaturatmosphä re, in der das auf Si/SiC basierende gesinterte Material ge mäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine Tempera tur von 800-1400°C.

Dies liegt daran, daß bei einer tieferen Temperatur der Atmo sphäre als 800°C die Reaktivität des in der Atmosphäre ent haltenen Elements nicht so hoch und sogar ein vom vorliegen den gesinterten Material verschiedenes Material verwendbar ist, und bei einer höheren Temperatur der Atmosphäre als 1400°C das Metall Si im vorliegenden gesinterten Material bei etwa 1410°C schmilzt und mit dem in der Atmosphäre enthalte nen Element reagiert.

Daher wird das vorliegende auf Si/SiC basierende gesinterte Material vorzugsweise bei einer Temperatur von 800-1350°C verwendet.

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung der Korrosionsbestän digkeit des vorliegenden auf Si/SiC basierenden gesinterten Materials, wenn es einer Atmosphäre ausgesetzt wird, die min destens ein aus Ge, As, Se, In, Sn, Sb, Te, Tl, Pb, Bi, Cl, Fe usw. ausgewähltes Element enthält.

Wie im einzelnen in den später gezeigten Beispielen beschrie ben wird, wurde bestätigt, daß in Gegenwart eines gasförmigen Elements mit hoher Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen wie Cl, F oder dergleichen gewöhnliche Keramiken, die große Mengen an Oxiden, insbesondere SiO₂, enthalten, bei hohen Temperaturen eine schwerwiegende Korrosion an den Korngrenzen erfahren, während das auf Si/SiC basierende gesinterte Mate rial gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem niedrigen SiO₂-Gehalt und einem niedrigen O₂-Gehalt kaum korrodiert. Es wurde auch bestätigt, daß beim Brennen eines zu brennenden Materials, das ein oder mehrere Metallelement(e) mit hoher Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen wie Ge, As, Se, In, Sn, Sb, Te, Tl, Pb und Bi (insbesondere Pb, Bi, Sb usw. mit einem Schmelzpunkt von 650°C oder weniger und einem Siede punkt von 1750°C oder weniger) enthält, das feine Pulver des zu brennenden Materials auf dem Plattenmaterial, Ausklei dungsmaterial usw. des Brennofens zum Zeitpunkt des Einset zens oder beim Brennbeginn abgeschieden wird und während des Brennens unter Reaktion mit dem Auskleidungsmaterial schmilzt und das Auskleidungsmaterial schwerwiegend korrodiert. Es wurde angenommen, daß die Metallelemente einen hohen Siede punkt von 1500°C oder mehr haben und selbst bei der etwa höchsten (gewöhnlich verwendeten) Temperatur des Brennofen brennbereichs nicht verdampft (und entsprechend nicht abge schieden) werden und dadurch die Korrosion sogar verstärkt wird.

Unterdessen reagierte das aus dem vorliegenden auf Si/SiC ba sierenden gesinterten Material gemachte Brennofenausklei dungsmaterial mit keinem der Metallelemente mit hoher Fähig keit zur Bildung ionischer Bindungen und korrodierte kaum; besonders Pb und Bi flogen nur auf die Oberfläche des Aus kleidungsmaterials. Daher zeigte das vorliegende auf Si/SiC basierende gesinterte Material eine ausgezeichnete Korrosi onsbeständigkeit im Kontakt mit einer Pb, Sb oder Bi enthal tenden Atmosphäre bei hohen Temperaturen. Des weiteren zeigte das vorliegende gesinterte Material auch nur eine geringe Re aktion im Kontakt mit einem der anderen Elemente mit hoher Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen, d. h. Ge, As, Se, In, Sn, Te und Tl, bei hohen Temperaturen.

Das vorliegende auf Si/SiC basierende gesinterte Material zeigte auch eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit im Kontakt mit einer Cl- oder F-haltigen Atmosphäre bei hohen Temperaturen. Während PSZ in einer F-haltigen Atmosphäre schmolz, zeigte das vorliegende auf Si/SiC basierende gesin terte Material in der gleichen Atmosphäre eine alleinige Kor rosion der Si-Komponente.

Der Brennofen, in welchem ein aus dem vorliegenden auf Si/SiC basierenden gesinterten Material gemachtes Auskleidungsmate rial usw. verwendet wird, kann geeigneterweise verwendet wer den, um einen seriellen Brennvorgang von Keramiken, elektro nischen Teilen oder dergleichen vom Trocknen (Wasserentfer nung) bis zum Brennen durchzuführen. Bei einem aus herkömmli chen auf Si/SiC basierenden gesinterten Material gemachten Brennofenauskleidungsmaterial wird das Auskleidungsmaterial beim Erhitzen in Gegenwart von Sauerstoff oxidiert, und diese Oxidation wird während des Brennens in Abhängigkeit von der Art anderer in einem im Brennofen zu brennenden Material ent haltenen Korrosionsquellen (z. B. Pb, Bi, Sb, Cl oder F) be schleunigt; als Ergebnis korrodiert das Brennofenausklei dungsmaterial, und der Brennofen wird beschädigt.

Im Gegensatz dazu kann der Brennofen bei Verwendung des vor liegenden auf Si/SiC basierenden gesinterten Materials mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbestän digkeit als Auskleidungsmaterial für den Brennofen eine ver besserte Beständigkeit haben, und die Reparaturkosten dafür können verringert werden.

Das bedeutet, daß beim Brennen eines zu brennenden Materials, das eine ein korrosives Gas erzeugendes oder eine korrosive Substanz enthält, in einem Brennofen, der ein aus dem vorlie genden auf Si/SiC basierenden gesinterten Material gemachtes Auskleidungsmaterial enthält, das Auskleidungsmaterial eine geringe Beschädigung erfährt und keine Verschlechterung des Produkts hinsichtlich seiner Erscheinung usw. aufgrund der oxidativen Beschädigung des Auskleidungsmaterials und der nachfolgenden Abscheidung des Auskleidungsmaterialpulvers auf dem zu brennenden Material auftritt.

Das vorliegende auf Si/SiC basierende gesinterte Material hat eine geringe relative Dichte und eine hohe Festigkeit und kann daher zu einem dünnen Auskleidungsmaterial gefertigt werden.

Des weiteren hat das vorliegende auf Si/SiC basierende gesin terte Material eine gute Wärmeleitfähigkeit, und dadurch kann eine größere Heizeffizienz und ein geringerer Treibstoffver brauch bereitgestellt werden. Des weiteren kann durch das gesinterte Material bei Verwendung als Brennofenauskleidungs material ein schnelleres gleichmäßiges Erhitzen des Brenn ofens erreicht und ein homogen gebranntes Material und ent sprechend eine höhere Ausbeute erhalten werden.

Daher kann das aus dem vorliegenden auf Si/SiC basierenden gesinterten Material gemachte Brennofenauskleidungsmaterial harten Umgebungsbedingungen standhalten, die bei der Herstel lung verschiedener bei unterschiedlichen Anwendungen verwen deter Materialien eingesetzt werden, und ist sehr zuverläs sig.

Nun erfolgt eine Beschreibung anhand eines Beispiels des kon tinuierlichen Brennofens, in welchem ein aus dem vorliegenden auf Si/SiC basierenden gesinterten Material gemachtes Aus kleidungsmaterial verwendet wird.

Fig. 2 ist eine schematische vertikale Schnittansicht der Frontpartie des gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten kontinuierlichen Brennofens (Rollenherdbrennofen). Fig. 3 ist eine schematische vertikale Schnittansicht der Seitenpartie des gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten kontinuier lichen Brennofens (Rollenherdbrennofen).

Der vorstehende kontinuierliche Brennofen (Rollenherdbrenn ofen) umfaßt ein aus einem feuerfesten Normalstein gemachtes Brennofengehäuse 11 mit einem langen Hohlraum, der sich in die Längsrichtung des Brennofengehäuses ausdehnt, eine Viel zahl von am Boden des Hohlraums bereitgestellten unteren Trennwänden 12 sowie eine Vielzahl von an der Decke des Hohl raums bereitgestellten oberen Trennwänden 13.

Jede untere Trennwand 12 erstreckt sich um eine vorgegebene Länge nach oben; jede obere Trennwand 13 erstreckt sich um eine vorgegebene Länge nach unten; das obere Ende der unteren Trennwand 12 und das untere Ende der oberen Trennwand 13 lie gen einander gegenüber und bilden eine vorgegebene Lücke.

In dem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten kontinu ierlichen Brennofen ist bevorzugt, daß die Innenteile des Brennofens, die einer korrosiven Atmosphäre mit hoher Tempe ratur ausgesetzt sind, wie Trennwände, Auskleidung, Rollen und dergleichen, besonders die auf 800-1400°C erhitzten Tei le, aus dem auf Si/SiC basierenden gesinterten Material gemäß der vorliegenden Erfindung gemacht sind.

Im Brennofenhohlraum sind eine große Zahl Rollen 14 über die Längsrichtung des Hohlraums hinweg bereitgestellt. Die Rollen 14 sind drehbar in einem derartigen Zustand befestigt, daß sie in die zwei sich in Längsrichtung des Brennofens erstrecken den Seitenwände 11a des Brennofengehäuses 11 eindringen und parallel zueinander bereitgestellt sind, wobei sie den Hohlraum kreuzen. Einige ausgewählte Rollen 14 werden durch einen Motor (nicht gezeigt) gedreht.

Dadurch wird in dem kontinuierlichen Brennofen zwischen den oberen Enden der unteren Trennwände 12 und den den oberen En den gegenüberliegenden unteren Enden der oberen Trennwände 13 ein Durchgangsweg 15 für ein zu brennendes geformtes Keramik material gebildet und der Hohlraum in drei Bereiche geteilt, d. h. in einen nahe der Brennofeneinlaßöffnung bereitgestell ten Vorheizbereich R1, einen Brennbereich R2 und einen nahe der Brennofenauslaßöffnung bereitgestellten Abkühlbereich R3.

In jedem Bereich sind eine Vielzahl von Gasbrennern 16 ober halb und unterhalb des Durchgangswegs 15 bereitgestellt. In jedem Bereich werden eine optimale Temperatur und eine opti male Atmosphäre verwendet, so daß das zu brennende Material im Vorheizbereich R1 einer schrittweisen Temperaturerhöhung unterzogen, im Brennbereich R2 bei etwa 1400°C gebrannt und das gebrannte Material im Abkühlbereich R3 einer schrittwei sen Abkühlung unterzogen werden kann.

Im kontinuierlichen Brennofen sind die unteren Trennwände 12 ähnlich wie das Brennofengehäuse 11 aus einem feuerfesten Normalstein gemacht. In jedem dem oberen Ende jeder unteren Trennwand 12 gegenüberliegenden Abschnitt der Decke 11b des Brennofengehäuses 11 ist eine vertikale Rinne 11c gebildet; und eine sich von jeder vertikalen Rinne 11c nach unten aus dehnende vertikale Rinne 11d ist in jeder der zwei Seitenwän de 11a des Brennofengehäuses 11 gebildet. An den Böden der sich jeweils gegenüberliegenden zwei vertikalen Rinnen 11d ist ein horizontales Trägerelement 17 bereitgestellt.

Jedes Trägerelement 17 hat einen U-förmigen Bereich, dessen oberer Teil offen ist, und kreuzt den Hohlraum des Brennofen gehäuses 11.

In einem Beispiel ist jede obere Trennwand 13 eine aus dem vorliegenden auf Si/SiC basierenden gesinterten Material ge machte Platte, die von der Decke 11b aus in die vertikale Rinne 11c und die zwei vertikalen Rinnen 11d eingeführt ist, am unteren Ende vom Trägerelement 17 getragen wird und am oberen Ende in der vertikalen Rinne 11c versenkt ist.

Ein Beispiel des Trägerelements 17 ist aus einem auf Si/SiC basierenden gesinterten Material mit hoher Festigkeit bei ho hen Temperaturen gemacht und innen mit einem aus einer Kera mikfaserdecke gemachten versiegelnden Element gefüllt (die obere Trennwand 13 wird von dem Trägerelement 17 über dieses versiegelnde Element getragen).

Im Brennofengehäuse 11 ist das in der Decke 11b gebildete obere Ende der vertikalen Rinne 11c mit einem aus einer Kera mikfaserdecke gemachten versiegelnden Element 18 gefüllt, wo durch jede obere Trennwand 13 nach außen hin abgeschirmt ist.

Im kontinuierlichen Brennofen hat das obere Ende jeder unte ren Trennwand 12 einen dreieckigen Bereich mit nach oben ge richteter Spitze. In der Nähe jeder unteren Trennwand 12 sind Rollen 14 derart bereitgestellt, daß die Spitze der unteren Trennwand 12 zwischen den Rollen 14 liegt. Daher wird selbst bei einer beschädigten Rolle 14 die nachfolgende Beförderung des zu brennenden Materials oder gebrannten Materials nicht unterbrochen, da die beschädigte Rolle 14 auf den Boden des Brennofengehäuses 11 fällt.

In dem wie vorstehend aufgebauten kontinuierlichen Brennofen gibt es keinen sehr großen Temperaturunterschied zwischen den verschiedenen Abschnitten der oberen Trennwand 13, da der ge samte Abschnitt jeder oberen Trennwand 13 innerhalb des Brennofengehäuses 11 untergebracht ist.

Daher kann jede obere Trennwand 13 frei von Schäden sein, die durch einen großen Temperaturunterschied zwischen unter schiedlichen Abschnitten der Trennwand 13 verursacht werden. Im kontinuierlichen Brennofen ist, da die aus einem gesinter ten SiC-Material gemachte, für jede obere Trennwand 13 ver wendete Platte eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Fe stigkeit besitzt, die Platte zur Verwendung als den Vorheiz bereich R1 vom Brennbereich R2 trennende Trennwand geeignet.

Vorstehend erfolgte die Beschreibung anhand eines Anwendungs beispiels des vorliegenden auf Si/SiC basierenden gesinterten Materials in einem Rollenherdbrennofen. Es muß nicht erwähnt werden, daß das vorliegende gesinterte Material auch als Aus kleidungsmaterial in verschiedenen kontinuierlichen Brennöfen anwendbar ist, in denen eine unterschiedliche Beförderungs einrichtung für zu brennendes Material verwendet wird.

Nun wird das Verfahren zur Herstellung des vorliegenden auf Si/SiC basierenden gesinterten Materials beschrieben.

Zunächst wird als zu formendes Material ein Formgemisch ver wendet, welches ein SiC-Pulver, ein C-Pulver, ein organisches Bindemittel und Wasser oder ein organisches Lösungsmittel um faßt. Anschließend wird das Formgemisch geknetet und geformt, um ein geformtes Material zu erhalten. Das geformte Material wird in Gegenwart von metallischem Si in eine Inertgasatmo sphäre mit vermindertem Druck oder in ein Vakuum gegeben, um das geformte Material mit metallischem Si zu imprägnieren, wodurch ein auf Si/SiC basierendes gesintertes Material her gestellt wird.

Bei der Herstellung des auf Si/SiC basierenden gesinterten Materials gemäß der vorliegenden Erfindung aus dem vorstehen den geformten Material wird beim Schritt des Brennens des ge formten Materials die Brenntemperatur zur Entfernung des im geformten Material vorhandenen SiO₂ in Form von SiO-Gas für 0,5-24 Stunden bei 1200-1350°C und anschließend zur Impräg nierung des geformten Materials mit metallischem Si für 0,5-24 Stunden bei 1420-1480°C gehalten. Indem die Brenntempera tur vorzugsweise für 1-24 Stunden bei 1200-1350°C gehalten wird, reagieren das jeweils im geformten Material vorhandene SiO₂ und der C (Quelle) miteinander unter Erzeugung von SiO- Gas und CO-Gas, wodurch der SiO₂-Gehalt im geformten Material (oder gesinterten Material) verringert werden kann. Der Zeit raum beträgt bevorzugter 2-20 Stunden, besonders bevorzugt 5-15 Stunden. Indem die Brenntemperatur vorzugsweise für 1-24 Stunden bei 1420-1480°C gehalten wird, werden die bei Entwei chen des SiO-Gases und CO-Gases aus dem geformten Material (oder gesinterten Material) gebildeten Poren aufgrund der Ka pillarwirkung mit geschmolzenen Si imprägniert und können da durch verkleinert werden. Der Zeitraum beträgt bevorzugter 2-20 Stunden, besonders bevorzugt 5-15 Stunden.

Im gesinterten Material beträgt die Porosität (der Prozent satz des Porenvolumens zum Volumen des gesinterten Materials) erwünschterweise 0,8% oder weniger. Bei der Herstellung des gesinterten Materials muß die Menge an zugegebenem metalli schen Si angesichts der Imprägniereffizienz größer als die zum Erreichen einer Porosität von 0,8% benötigte theoretische Menge sein. Das bedeutet, daß zum Erreichen einer Porosität von 0,8% das metallische Si in einer Menge von mindestens der 1,05-fachen theoretischen Menge zugegeben werden muß. Das zu gegebene metallische Si wird in drei Teilen verbraucht, d. h. ein Teil trägt zur Reaktion Si + C → SiC bei, ein Teil wird zum Füllen (Imprägnieren) der Poren verwendet, und ein Teil ist überschüssiges Si. Wird das metallische Si in einer ge ringeren Menge als der 1,05-fachen theoretisch benötigten Menge zugegeben, ist die Imprägnierung mit Si unzureichend, und das entstehende gesinterte Material hat eine größere Po rösität und eine geringere Oxidationsbeständigkeit.

Die Zugabe von überschüssigem metallischem Si führt zum Aus laufen des zusätzlichen Si auf der Oberfläche des gesinterten Materials. Dieses auf der Oberfläche des gesinterten Materi als befindliche Si kann jedoch durch Sandstrahlen, Drehen (lathing) usw. entfernt werden.

Um den SiO-Gehalt im gesinterten Material auf das vorstehend genannte Niveau einzustellen, ist die Verwendung eines ausge wählten SiC-Pulvermaterials und eines ausgewählten metalli schen Si-Materials bevorzugt. Das bedeutet, daß das C-Pulver, das SiC-Pulver und das metallische Si derart erwünscht ausge wählt werden, daß der gesamte SiO₂-Gehalt darin 1,5 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 1,2 Gew.-% oder weniger, bevorzug ter 0,5 Gew.-% oder weniger beträgt, bezogen auf die Gesamt menge an den vorstehenden drei Materialien. In diesem Zusam menhang ist es erwünscht, daß das verwendete SiC-Pulver einen SiO₂-Gehalt von 0,01-1,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,01-1,2 Gew.-%, bevorzugter 0,01-0,5 Gew.-%, und das verwendete metalli sche Si einen SiO₂-Gehalt von 0,01-1,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,01-1,2 Gew.-%, bevorzugter 0,01-0,5 Gew.-% hat. Wenn der Gesamtgehalt an SiO₂ in den Materialien zu hoch ist, ist die Verringerung des Sauerstoffgehalts im gesinterten Material auf 0,5 Gew.-% oder weniger allein durch den vorstehend ge nannten Brennschritt schwierig.

Bei der Herstellung des gesinterten Materials gemäß der vor liegenden Erfindung ist es auch wünschenswert, daß der Ge samtgehalt an Fe im C-Pulvermaterial, SiC-Pulvermaterial und metallischen Si-Material 0,5 Gew.-% oder weniger, bevorzugt 0,3 Gew.-% oder weniger, bevorzugter 0,2 Gew.-% oder weniger beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge an den vorstehenden drei Materialien, und daß der Gesamtgehalt an Ca in den drei Mate rialien 0,5 Gew.-% oder weniger, bevorzugt 0,3 Gew.-% oder weniger, bevorzugter 0,2 Gew.-% oder weniger beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge an den drei Materialien. Die Fe- und Ca- Gehalte in den Materialien gehen beim Brennschritt teilweise verloren; daher können durch Einstellung der Fe- und Ca- Gehalte in den Materialien auf die vorstehenden Niveaus die Fe- und Ca-Gehalte im gesinterten Material auf das vorstehend genannte Niveau eingestellt werden.

Bei der Herstellung des vorliegenden gesinterten Materials kann die Bildung des geformten Materials durch Preßformen, Gußformen und Extrusionsformen durchgeführt werden, doch das Preßformen ist hinsichtlich der Massenproduktion des geform ten Materials vorzuziehen.

Beim Preßformen wird das Pressen vorzugsweise durch die Ver wendung einer Ölhydraulikpresse durchgeführt. Der durch die Presse angelegte Druck beträgt gewöhnlich 300-2000 kg/cm².

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Bei spielen genauer beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele eingeschränkt.

Die in den Beispielen erhaltenen gesinterten Materialien wur den mit den folgenden Testverfahren auf die folgenden Eigen schaften hin geprüft.

Sauerstoffgehalt

Ein Teststück von 60 mm × 60 mm × 5 mm (Dicke) wurde heraus geschnitten und durch Verwendung eines Zinnbads geschmolzen. Die Schmelze wurde in eine reduzierende Atmosphäre aus Koh lenstoff gegeben, um CO zu erzeugen, und das CO wurde quanti tativ bestimmt. Aus der Menge an erhaltenem CO wurde der Sau erstoffgehalt des Teststücks bestimmt.

Fe- und Ca-Gehalte

Gemessen durch Röntgenfluoreszenzanalyse.

Oxidationsbeständigkeit

Ein Teststück von 60 mm × 60 mm × 5 mm (Dicke) wurde heraus geschnitten. Es wurde in einen 1150°C heißen Ofen gegeben und in einem mit 95°C heißen Wasser gesättigten Sauerstoffstrom oxidiert. Die Gewichtszunahme des Teststücks durch Oxidation pro Stunde wurde gemessen und als Oxidationsbeständigkeit des Teststücks herangezogen.

Dauerstandfestigkeit

Ein Teststück von 110 mm × 20 mm × 5 mm (Dicke) wurde heraus geschnitten. Wie in Fig. 1 gezeigt wurde das Teststück an der unteren Seite an zwei 100 mm voneinander entfernten Punkten befestigt; eine nach unten gerichtete Belastung von 300 kg/cm² wurde in 1350°C heißer Luft von oben an das Teststück im Zentrum des 100 mm-Abschnitts angelegt; die in 0-100 Stun den erkannte Menge an Verformung des Teststücks wurde gemes sen und als Dauerstandfestigkeit des Teststücks herangezogen.

Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1

Ein feines SiC-Pulver mit einem durchschnittlichen Partikel durchmesser von 3 µm und ein grobes SiC-Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 100 µm wurden in einem Gewichtsverhältnis von 30 : 70 vermischt, um ein SiC- Pulver zu erhalten. Das SiC-Pulver wurde mit einem C-Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1 µm in einem in Tabelle 1 gezeigten Gewichtsverhältnis vermischt. 100 Gewichtsteile des erhaltenen Gemisches wurden mit 2 Ge wichtsteilen eines organischen Bindemittels (Methylcellulose) und 3 Gewichtsteilen Wasser oder eines organischen Lösungs mittels vermischt, um ein zu formendes Material zu erhalten.

In diesem Fall wurden der SiO₂-Gehalt, der Fe-Gehalt und der Ca-Gehalt in der Gesamtheit aus C-Pulver, SiC-Pulver und me tallischem Si (dieses wird später zugegeben) wie in Tabelle 1 gezeigt eingestellt.

Anschließend wurde jedes zu formende Material durch Verwen dung einer Kugelmühle gemahlen, in eine Form eingeführt und bei 500 kg/cm² durch Verwendung einer Ölhydraulikpresse ge formt, um eine geformte Platte von 400 mm × 400 mm × 5 mm (Dicke) zu erhalten.

Jede geformte Platte wurde zusammen mit metallischem Si in einen Kohlenstofftiegel mit einer aus einer BN-Beschichtung bestehenden Anti-Reaktionsschicht im Innern gegeben. Das me tallische Si wurde in einem in Tabelle 1 gezeigten Verhältnis relativ zum SiC-Pulver und C-Pulver zugegeben.

Die geformte Platte und das metallische Si wurden im Kohlen stofftiegel für die in Tabelle 1 gezeigten entsprechenden Zeiträume bei 1200-1350°C und 1420-1480°C gehalten, um das Brennen durchzuführen, wodurch ein auf Si/SiC basierendes gesintertes Material hergestellt wurde.

Übrigens wurde das Brennen in einer Argon-Atmosphäre von 133,3 Pa (1 Torr) durchgeführt.

Jedes auf Si/SiC basierende gesinterte Material wurde auf seinen Sauerstoffgehalt, Fe-Gehalt, Ca-Gehalt, seine Sauer stoffbeständigkeit und Dauerstandfestigkeit überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, hat das auf Si/SiC basie rende gesinterte Material gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu einem herkömmlichen Produkt eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit und Dauerstandfestigkeit.

Tabelle 1

Tabelle 2

Beispiel 2: Korrosionsbeständigkeitstest 1

Als Testproben wurden das auf Si/SiC basierende gesinterte Material gemäß der vorliegenden Erfindung und zum Vergleich verschiedene Arten herkömmlicher Keramiken (Mullit, SiC auf SiO₂-Bindemittel, auf SiO₂ basierender Ziegelstein, Si/SiC, usw.) verwendet.

Jede Testprobe wurde unter den in Tabelle 3 gezeigten Bedin gungen in Kontakt mit jedem der in Tabelle 3 gezeigten ver schiedenen in Pelletform (10 mm Durchmesser und 20 mm Höhe) vorliegenden, eine hohe Fähigkeit zur Bildung ionischer Bin dungen enthaltenden Reaktanden gehalten. Danach wurde jede Testprobe auf die Korrosionstiefe hin untersucht. Die Ergeb nisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

Beispiel 3: Korrosionsbeständigkeitstest 2

Das auf Si/SiC basierende gesinterte Material gemäß der vor liegenden Erfindung wurde als Auskleidungsmaterial eines Rol lenherdbrennofens in einer CaF₂-Atmosphäre für 5 Monate, 12 Monate oder 21 Monate verwendet und auf eine durchschnittli che Korrosionsmenge, Änderung der Gewichtszunahme, Änderung des spezifischen Volumengewichts, Änderung der Porosität und Änderung der Biegungsfestigkeit geprüft.

In diesem Test wurde eine Probe von 30 mm × 40 mm × 5 mm (Dicke) bei verschiedenen Temperaturen zwischen 773°C und 1190°C gehalten und periodisch für Messungen aus dem Brenn ofen genommen.

Die Ergebnisse sind in den Fig. 4 bis 7 gezeigt.

Beispiel 4: Korrosionsbeständigkeitstest 3

Als Testproben wurden das auf Si/SiC basierende gesinterte Material gemäß der vorliegenden Erfindung und zum Vergleich verschiedene Arten von Keramiken (Si/SiC, PSZ, Si₃N₄, Alumi niumoxid, usw.) verwendet.

Jede Testprobe wurde in einem Autoklaven in Gegenwart von Salzsäure oder Flußsäure (diese zwei Säuren wurden unter der Annahme verwendet, daß der Reaktand im Brennofen Chlor oder Fluor war) gehalten und auf eine durchschnittliche Korrosi onsmenge und eine Verringerung der Festigkeit geprüft.

Der Test, in welchem Salzsäure verwendet wurde, wurde unter zwei Bedingungen durchgeführt, d. h. (1) in einem geschlosse nen Zustand, mit 36% HCl und 150°C × 200 Stunden, und (2) in einem geschlossenen Zustand, mit 20% HCl und 90°C × 1000 Stunden. Der Test, in welchem HF verwendet wurde, wurde unter den Bedingungen eines geschlossenen Zustands, mit 10% HF und 90°C × 168 Stunden durchgeführt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Tabelle 4

Diskussion der Ergebnisse des Korrosionsbeständigkeitstests 1

Wie aus den Ergebnissen von Tabelle 3 ersichtlich ist, korro dierte das auf Si/SiC basierende gesinterte Material gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu den verwendeten herkömmlichen Keramikmaterialien nur leicht bei Kontakt mit einer ein Element mit hoher Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen (Pb, Bi, Sb, Ge, As, Se, In, Sn, Te oder Tl) ent haltenden Atmosphäre bei hoher Temperatur und besaß eine überlegene Korrosionsbeständigkeit.

Wie aus den Ergebnissen von Tabelle 3 ersichtlich ist, zeig ten die meisten der verwendeten herkömmlichen Keramiken eine ziemlich hohe Korrosion bei Kontakt mit einer Pb-haltigen At mosphäre bei hoher Temperatur. Selbst bei N 100 (ein Produkt von NGK Insulators, Ltd.), welches eine relativ hohe Korrosi onsbeständigkeit hat, wurden aufgrund der Reaktion mit der Pb-haltigen Atmosphäre Oberflächendellen erzeugt und auf der gesamten Oberfläche ein Anhaften einer Pb-Verbindung an der Oberfläche beobachtet.

Im Gegensatz dazu korrodierte das auf Si/SiC basierende gesinterte Material gemäß der vorliegenden Erfindung kaum, und nur eine Spur eines Pb-Flusses auf der Oberfläche war zu beobachten. Daher zeigte das vorliegende gesinterte Material eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit bei Kontakt mit einer Pb-haltigen Atmosphäre bei hoher Temperatur.

Wie weiterhin aus den Ergebnissen von Tabelle 3 ersichtlich ist, zeigten die meisten der verwendeten herkömmlichen Kera miken eine ziemlich hohe Korrosion bei Kontakt mit einer Bi haltigen Atmosphäre bei hoher Temperatur, und es wurden Lücken an den Korngrenzen erzeugt, was das Fortschreiten der Re aktion selbst in das Innere der Keramik anzeigt. Selbst bei N 100 (ein Produkt von NGK Insulators, Ltd.), welches eine re lativ hohe Korrosionsbeständigkeit hat, wurde auf der gesam ten Oberfläche ein Anhaften einer Bi-Verbindung an der Ober fläche beobachtet.

Im Gegensatz dazu korrodierte das auf Si/SiC basierende gesinterte Material gemäß der vorliegenden Erfindung kaum, und nur eine Spur eines Bi-Flusses auf der Oberfläche war zu beobachten. Daher zeigte das vorliegende gesinterte Material eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit bei Kontakt mit einer Bi-haltigen Atmosphäre bei hoher Temperatur.

Wie weiterhin aus den Ergebnissen von Tabelle 3 ersichtlich ist, hatte das auf Si/SiC basierende gesinterte Material ge mäß der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Korrosi onsbeständigkeit in Kontakt mit Atmosphären bei hoher Tempe ratur, welche jeweils ein von Pb und Bi verschiedenes Element mit hoher Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen enthiel ten, d. h. Sb, Ge, As, Se, In, Sn, Te oder Tl.

Diskussion der Ergebnisse des Korrosionsbeständigkeitstests 2

Bei Kontakt mit einer CaF₂-Atmosphäre bei hoher Temperatur zeigte das auf Si/SiC basierende gesinterte Material gemäß der vorliegenden Erfindung selbst nach einjähriger Verwendung keine Verringerung der Festigkeit. Dies wird nachstehend er klärt.

Bezugnehmend auf die Fig. 4 bis 7 werden die Ergebnisse der Verwendung des vorliegenden auf Si/SiC basierenden gesin terten Materials als Auskleidungsmaterial eines Rollenherd brennofens über 5 Monate, 12 Monate oder 21 Monate hinweg diskutiert.

Obwohl die verwendete Testprobe nicht vollständig gleichför mig war und einige durch die Herstellung begründete Quali tätsunterschiede aufwies, kann auf die folgenden Ergebnisse geschlossen werden.

(1) Bei der Gewichtszunahme, dem spezifischen Volumengewicht (bulk specific gravity), der Porosität und der Festigkeit des vorliegenden gesinterten Materials zeigte sich jeweils kein großer Unterschied bei Ausdehnung des Testzeitraums von 5 Mo nate auf 12 Monate und weiter auf 21 Monate, sondern mehr ei ne Beeinflussung durch die Temperatur, bei der das gesinterte Material verwendet wurde.
(2) Die folgenden Dinge werden zwischen etwa 800°C und etwa 1100°C festgestellt (beides stellen Temperaturen dar, bei de nen das gesinterte Material verwendet wurde).

Das bedeutet, daß das gesinterte Material bei etwa 1100°C keine große Eigenschaftsänderung zeigte. Bei etwa 800°C wur den im gesinterten Material jedoch Poren erzeugt; das Atmo sphärengas drang in die Poren ein; eine leichte Korrosion fand statt, wie aus der leichten Verringerung der Biegungsfe stigkeit gesehen werden konnte, obwohl es bei dem spezifi schen Volumengewicht keine Änderung gab.

Daher zeigte das vorliegende gesinterte Material unterschied liche Korrosionsbeständigkeiten in Abhängigkeit von der Tem peratur, bei der das gesinterte Material verwendet wurde; je doch konnte beim vorliegenden gesinterten Material nach zwölfmonatiger Verwendung selbst bei etwa 800°C, wo das gesinterte Material die größte Verschlechterung zeigte, eine Festigkeit von 20 N/cm² (20 kgf/cm²) aufrecht erhalten wer den.

Diskussion der Ergebnisse des Korrosionsbeständigkeitstests 3

Wie aus den Ergebnissen von Tabelle 4 ersichtlich ist, zeigte das vorliegende auf Si/SiC basierende gesinterte Material im Vergleich zu den verwendeten herkömmlichen Keramiken eine ho he Korrosionsbeständigkeit, wenn es in Gegenwart von Salzsäu re in einem Autoklaven gehalten wurde.

Was das vorliegende gesinterte Material betrifft, so wurde im Vergleich zur Durchführung des Tests in einem geschlossenen Zustand die Verringerung der Festigkeit bemerkt, wenn der Test in einem offenen Zustand durchgeführt wurde, obwohl dies bei einer SEM-Beobachtung nicht erkennbar war.

Beim Halten in einem Autoklaven in Gegenwart von Flußsäure wurde eine herkömmliche Keramik (PSZ) gelöst, während bei dem vorliegenden auf Si/SiC basierenden gesinterten Material nur eine Korrosion der Si-Komponente durch Flußsäure auftrat.

Die in den vorstehenden Tests verwendeten Testproben hatten die folgenden Zusammensetzungen und wurden wie folgt herge stellt.

(1) Das auf Si/SiC basierende gesinterte Material gemäß der vorliegenden Erfindung wurde in Beispiel 1 hergestellt.
(2) MX 800 hatte eine aus 28 Gew.-% SiO₂, 71 Gew.-% Al₂O₃ und 1 Gew.-% an anderen Komponenten (z. B. Ca und F) bestehende Zusammensetzung.
(3) MX 200 hatte eine aus 22 Gew.-% SiC, 17 Gew.-% SiO₂, 60 Gew.-% Al₂O₃ und 1 Gew.-% an anderen Komponenten (z. B. Ca und F) bestehende Zusammensetzung.
(4) N 100 hatte eine aus 90 Gew.-% SiC, 7 Gew.-% SiO₂, 2 Gew.-% Al₂O₃ und 1 Gew.-% an anderen Komponenten (z. B. Ca, V und F) bestehende Zusammensetzung.
(5) Si₃N₄ wurde durch Zugabe von 5 Gew.-% MgO zu α-Si₃N₄ mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 3 µm, gründ lichem Vermischen dieser Komponenten, Preßformen des Gemi sches zu einer Platte von 60 mm × 60 mm × 5 mm (Dicke) bei einem Druck von 500 N/cm² (500 kgf/cm²) und Brennen der Plat te für 2 h bei 1700°C in einer N₂-Atmosphäre hergestellt.
(6) ISOLITE LBK30 ist ein auf SiO₂ basierender Leichtziegel stein mit einer relativen Dichte von 0,88 g/cm³ (0,88 g/cc).
(7) OYK SK34 ist ein auf SiO₂ basierender Ziegelstein mit einer relativen Dichte von 2,19 g/cm³ (2,19 g/cc).
(8) PSZ wurde durch Preßformen eines 3 Mol-% Y₂O₃ enthalten den ZrO₂-Pulvers (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 2 µm) zu einer Platte von 70 mm × 70 mm × 6 mm (Dicke) bei ei nem Druck von 500 N/cm² (500 kgf/cm²) und Brennen der Platte für 1 h bei 1450°C an der Luft hergestellt.
(9) Al₂O₃ wurde durch Mischen von Al₂O₃ (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,5 µm) mit 1 Gew.-% MgO, Preßformen des Gemisches zu einer Platte von 70 mm × 70 mm × 6 mm (Dicke) bei einem Druck von 500 N/cm² (500 kgf/cm²) und Brennen der Platte für 2 h bei 1700°C an der Luft hergestellt.
(10) SSC wurde durch Mischen von β-SiC (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,5 µm) mit 0,5 Gew.-% B₄C, Preßformen des Gemisches zu einer Platte von 70 mm × 70 mm × 6 mm (Dicke) bei einem Druck von 500 N/cm² (500 kgf/cm²) und Un terwerfen der Platte einer Temperaturerhöhung auf 1800°C in einer Argon-Atmosphäre von 1,013·10⁵ Pa (1 atm) und auf 2250°C im Vakuum, gefolgt von Halten der Temperatur im Vakuum für 2 h zur Durchführung des Brennens hergestellt.

Wie vorstehend beschrieben wird durch die vorliegende Erfin dung ein auf Si/SiC basierendes gesintertes Material, das in einer Umgebung mit hoher Temperatur, welche als Korrosions quelle ein oder mehrere Elemente wie insbesondere Pb, Bi, Sb, Cl oder/und F mit hoher Fähigkeit zur Bildung ionischer Bin dungen enthält, korrosionsbeständig ist und daher einer Lang zeitverwendung standhalten kann; ein jeweils aus dem gesin terten Material gemachtes Brennhilfsmittel und Brennofenaus kleidungsmaterial; sowie ein Brennofen bereitgestellt, in welchem das Hilfsmittel und das Auskleidungsmaterial verwen det werden.

Daher ist das gesinterte Material gemäß der vorliegenden Er findung zur Verwendung als Auskleidungsmaterial für Brennöfen geeignet, kann den bei der Herstellung verschiedener, bei un terschiedlichen Anwendungen verwendeten Materialien einge setzten harten Umgebungsbedingungen standhalten und ist sehr zuverlässig.

Wie vorstehend offenbart ist das Si und SiC als Bestandteile enthaltende, auf Si/SiC basierende gesinterte Material, wel ches einen SiO₂-Gehalt von 0,5 Gew.-% oder weniger und einen Sauerstoffgehalt von 0,25 Gew.-% oder weniger hat, in einer ein Element mit hoher Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindun gen enthaltenden Atmosphäre mit hoher Temperatur korrosions beständig. Sowohl das gesinterte Material als auch das aus dem gesinterten Material gemachte Brennhilfsmittel haben in einer Umgebung mit hoher Temperatur, welche als Korrosions quelle ein Element mit hoher Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen enthält, eine hohe Korrosionsbeständigkeit und kön nen einer Langzeitverwendung standhalten.

Claims

1. Auf Si/SiC basierendes gesintertes Material mit Si und SiC als Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Si/SiC basierende gesinterte Material einen SiO₂- Gehalt von 0,5 Gew.-% oder weniger und einen Sauerstoffgehalt von 0,25 Gew.-% oder weniger hat und in einer Hochtemperatur atmosphäre, die ein Element mit einer hohen Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen enthält, korrosionsbeständig ist.

2. Auf Si/SiC basierendes gesintertes Material nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochtemperaturatmosphäre eine Temperatur von 800-1400°C hat.

3. Auf Si/SiC basierendes gesintertes Material nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit einer hohen Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen mindestens ein Element ist, das aus der aus Ge, As, Se, In, Sn, Sb, Te, Tl, Pb, Bi, Cl und F bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

4. Auf Si/SiC basierendes gesintertes Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit einer hohen Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen einen Schmelzpunkt von 650°C oder weniger und einen Siedepunkt von 1500-1750°C hat.

5. Brennhilfsmittel, gemacht aus einem auf Si/SiC basieren den gesinterten Material mit Si und SiC als Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Si/SiC basierende gesinterte Material einen SiO₂- Gehalt von 0,5 Gew.-% oder weniger und einen Sauerstoffgehalt von 0,25 Gew.-% oder weniger hat und in einer Hochtemperatur atmosphäre, die ein Element mit einer hohen Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen enthält, korrosionsbeständig ist.

6. Brennofenauskleidungsmaterial, gemacht aus einem auf Si/SiC basierenden gesinterten Material mit Si und SiC als Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Si/SiC basierende gesinterte Material einen SiO₂- Gehalt von 0,5 Gew.-% oder weniger und einen Sauerstoffgehalt von 0,25 Gew.-% oder weniger hat und in einer Hochtemperatur atmosphäre, die ein Element mit einer hohen Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen enthält, korrosionsbeständig ist.

7. Kontinuierlicher Brennofen mit einem Bereich, der auf 800-1400°C erhitzt wird, wobei der Bereich mit einem aus ei nem auf Si/SiC basierenden gesinterten Material mit Si und SiC als Bestandteilen gemachten Auskleidungsmaterial bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Si/SiC basierende gesinterte Material einen SiO₂- Gehalt von 0,5 Gew.-% oder weniger und einen Sauerstoffgehalt von 0,25 Gew.-% oder weniger hat und in einer Hochtemperatur atmosphäre, die ein Element mit einer hohen Fähigkeit zur Bildung ionischer Bindungen enthält, korrosionsbeständig ist.