DE2353093A1 - Verfahren zur herstellung von gesinterter keramik auf siliziumnitridbasis - Google Patents
Verfahren zur herstellung von gesinterter keramik auf siliziumnitridbasisInfo
- Publication number
- DE2353093A1 DE2353093A1 DE19732353093 DE2353093A DE2353093A1 DE 2353093 A1 DE2353093 A1 DE 2353093A1 DE 19732353093 DE19732353093 DE 19732353093 DE 2353093 A DE2353093 A DE 2353093A DE 2353093 A1 DE2353093 A1 DE 2353093A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oxide
- silicon nitride
- sintered
- mol
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 title claims description 61
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 48
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 47
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 36
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 26
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims description 19
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 15
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 13
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- -1 xttrium oxide Chemical compound 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100029951 Estrogen receptor beta Human genes 0.000 description 1
- 101001010910 Homo sapiens Estrogen receptor beta Proteins 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000943 NiAl Inorganic materials 0.000 description 1
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 235000015250 liver sausages Nutrition 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen(.) Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- XYSQXZCMOLNHOI-UHFFFAOYSA-N s-[2-[[4-(acetylsulfamoyl)phenyl]carbamoyl]phenyl] 5-pyridin-1-ium-1-ylpentanethioate;bromide Chemical compound [Br-].C1=CC(S(=O)(=O)NC(=O)C)=CC=C1NC(=O)C1=CC=CC=C1SC(=O)CCCC[N+]1=CC=CC=C1 XYSQXZCMOLNHOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/597—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon oxynitride, e.g. SIALONS
Description
BLUMBAOH · WESER ■ BER6tN & KdA)VIvI:
E S-i '.VILS-BAOEN UK1O MU.VCKI,"
Dips -!!^.Ρ,Ο.Μ-'ΓΛν^ι. = : -Ir'*' T1K *>v V.'ESB'-IV· ".·■. Γ:;' : r. - ?=«.ί;ί.Γ\. " - DH-.
■ Γ; ..
73/8729..
iki Eaisha Toyota Chuo Kenkyusho
liagoya-slii-, Japan
Verfahren zur Herstellung von gesinterter Keramik auf Siliziumnitridbasis
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Keramik auf Siliziumnitridbasis.
In letzterer Zeit ist die hauptsächlich aus Siliziumnitrid
zusammengesetzte Keramik verwendet worden als Keramik mit höherem Wärmewiderstand, Wärmeschockwiderstand, hoher Festigkeit und auch hoher Korrosionsfestigkeit gegenüber einem geschmolzenen
Hichteisenmetall. Im allgemeinen ist es jedoch
schwierig, Siliziumnitrid zu sintern, und gesintertes Siliziumnitrid
niedriger Porosität und hoher Festigkeit kann man kaum durch eine andere Methode als die Heißpreßmethode erhalten.
Diese Heißpreßmethode kann lediglich auf einem gesinterten Körper relativ einfachen Profils angewendet werden, so daß
man in diesem Bereich der Technik auf ein Verfahren zur Bildung
gesinterten Siliziumnitrids komplizierten Profils mit
4Q981S/Ü936
,=. TFWTAWWALTE BLUMBAOc-, V. E --HF- E- 1 ~ C- Γ ΓΙ ύ KB 1W ER BMD-1JCHeNSO FLOSSMANNSTR .'
- 2 niedriger Porosität und hoher ITestigkeit gewartet hat.
Als andere Verfahren neben der Heißpreßmethode sind ein reaktives
Sint erverfahr en, bei welchem ein Metallsilizium-- (Si-JPulver
nitriert und gleichzeitig gesintert wird, und das übliche Sinterverfahren, bei welchem das mit einem geeigneten Zusatzmittel
gemischte Siliziumnitrid-(Si7J^-JlPulver gesintert wird, üblicherweise bekannt. "
Beim reaktiven Sinterverfahren wird zunächst ein Metallsilizium-..
pulver geformt, und der sich ergebende Preßling wird, in Stickstoff-
oder Ammoniakgasatmosphäre schrittweise erhitzt und somit
gleichzeitig nitriert und gesintert.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren ist die Porosität des resultierenden
gesinterten Siliziumnitrids hoch, und es ist schwierig, die Porosität niedriger als 20 % zu machen.
Und auch beim üblichen Sinterverfahren wird Magnesiumoxid (Mgo),
Aluminiumoxid (AIoO^) oder Siliziumoxid als Zusatzmittel zu
Siliziumnitridpulver zugefügt, und dieses gemischte Material wird gesintert.
Mit diesem Verfahren kann gesintertes Siliziumnitrid sehr niedriger Porosität (etwa 0,2 %) erzeugt werden, aber die
Festigkeit ist relativ gering. Beispielsweise ist die Biege-
- 3 A09818/093Ö
festigkeit des tLurch dieses Yerfahren erhaltenen gesinterten
■'--"■ 2 SiHziumnitrMs maxlMal etwa 20 kg/mm .
•Die vorliegende ^Erfindung !betrifft das übliche Sinterverfahren
■und ist; zur ifrzettgUBg-^^ geringer
Porosität und hoher !festigkeit geeignet.
JFaUL der vorliegenden Erfindung wird das gemischte Pulver*
das sich aus 6© bis 92 Mol-?/o puiverfönnigen SiliziuinnitridB
und pulverförmigen Metalloxids als Eest zusammensetzt, als zu
•sinterndes pulverförmiges ilusgangsmaterial verwendet. Und dazu
werden ein oder menrere Mitglieder der Gruppe Bagnesiumo3tid
(MgO), Zinkoxid <2nO) und Mckeloxid (MO)
<die im folgenden als erste Gruppe Metalloxide bezeichnet werden) und ein oder
mehrere Mitglieder der Gruppe Aluminiumoxid (il^Oj, Ghromoxid
(Gr2Ox), Titanoxid (HO2) 9 Zinnoxid (SnQ2) und Xttriumoxid
(YpO^) (die im ffolgenden als zweite Gruppe Metalloxide bezeichnet
werden) als die Metalloxidpulver verwendet. Außerdem hat eine erste Gruppe von Metalloxiden in diesen oben beschriebenen
Metalloxiden einen Anteil von ΊΟ bis 90 Mol—% in der Zusammensetzung.
Die Metalloxide der zweiten Gruppe bilden den üest des Metalloxidpulvers. Tihd somit kann das gesinterte SiIiziumnitrid
komplizierten Profils leicht bei geringen Kosten erhalten werden, indem man die gemischten Ausgangsmaterialpulver
mit der oben beschriebenen Zusammensetzung nach der üblichen
103318/0936
2353033
PATE NTAlMWA LTE BLUMBAGH, WESER, UcF.ßE,J4KKAMEri. β MÖNCHEN 6O, FLOSSMANMSTR.1S
Methode bildet, und dann die derart gebildeten Ausgangsmaterialpulver
sintert*
Der erfindungsgemäß erhaltene gesinterte Gegenstand weißt die
feste Lösung dei? zwischen den Metalloxiden aufgebauten ßpinellmetalloxide
auf, und deshalb können die Eigenschaften niedriger !Porosität und hoher "Festigkeit verwirklicht werden*
In dieser Verbindung ist der Spinell bekannt als Kristall kubischen
Systems* der dargestellt wird mit der allgemeinen Formel EO * Eg^s
(E4 S* stellen die Metallelemente dar), und der reine Spinell
ist zusammengesetzt aus dem Oxid eines zweiwertigen Metalls
(1 Mol) und dem Oxid eines dreiwertigen Metalls (i Mol). Und
es ist auch bekannt, daß neben dem Spinell zwischen dem Oxid des zweiwertigen Metalls und dem Oxid des dreiwertigen Metalls
ein Spinell zwischen dem Oxid eines zweiwertigen Metalls und
dem Oxid eines vierwertigen Metalls wie dem von Titan (Ti), Zinn
(Sn) und dergleichen gebildet wird. Der aus dem Oxid des zweiwertigen
Metalls und dem Oxid des vierwertigen Metalls zusammengesetzte Spinell wird gebildet zwischen zwei Mol des Oxids des
zweiwertigen Metalls und einem Mol des Oxids des vierwertigen
Metalls. Der gesinterte Gegenstand niedriger Porosität und
hoher Festigkeit kann nicht immer zwischen dem ßiliziumnitridpulver und allen Metalloxiden zur Bildung des Spinellaufbaus
erhalten werden, und man erkannte, daß der gesinterte Gegenstand
mit diesen besseren Eigenschaften dadurch erhalten werden
_ 5 -A09818/092S
■ - 5 - - ■ . ."■-■■:
kann, daß man diese Oxide speziell im Verhältnis des zuzugebenden
Metalloxids zum Siliziumnitridpulver- zusammenfügt.
Im erfindungsgemäßen Fall werden für die Metalloxide, die zur
'Bildung des Spinellauffeaus mit. dem Siliziumnitridpulver zusammenzufügen
sind, Magnesiumoxid, Zinkoxid (ZnO) und Nickeloxid (HiO) als die Oxide zweiwertiger Metalle, Aluminiumoxid, Chromoxid
O,) und Xttriumoxid (ΧςΡ'-τ) als die Oxide dreiwertiger Metalle
und Titanoxid (TiO2) und Zinnoxid O&^) als die Oxide vierwertiger
Metalle ausgewählt. Außer den obigen Metalioxiden kann
eine geringe Menge Kalziumoxid (CaO) oder Kobaltoxid (CoO) in
der gesinterten ßiliziumnitridkeramik enthalten sein, ohne daß
deren Festigkeit yermindert wird.
Die anderen Metalloxide können jedoch die !Festigkeit der gesinterten
ßiliziumnitridkeramik verringern. Wenn beispielsweise Siliziumoxid im pulverförmigen Ausgangsmaterial enthalten ist,
kann es bei relativ niedriger Temperatur gesintert werden, aber die Festigkeit des erhaltenen gesinterten Siliziumnitrids ist
verringert.
Wie oben beschrieben ist, wird der reine öpinellaufbau gebildet
zwischen einem Mol des Oxids eines zweiwertigen Metalls (BO) und einem Mol des Oxids eines dreiwertigen Metalls (E1pO^), oder
zwischen zwei Mol des Oxids eines zweiwertigen Metalls (RO) und einem Mol des Oxids eines vierwertigen Metalls (E11Oo)·
A098 187 0 936
PATENTANWÄLTE BLUMBACH, WESER, .3E-KGV-M * KRi-f-fE", 8 MCNCHFN 6O, FLOSSMANN8TR, IS
Jedoch können bei der vorliegenden Erfindung 10 "bis 90 Mol-%
der Oxide zweiwertiger Metalle wie Magnesiumoxid, Zinkoxid und Nickeloxid mit den Oxiden dreiwertiger oder vierwertiger Metalle
wie Aluminiumoxid, Chromoxid, Xttriumoxid, Titanoxid und Zinnoxid als Rest zusammengefügt werden, um im wesentlichen eine Art
von Spinell zu bilden, bei der es sieb, nicht exakt um einen reinen
Spinell handelt, sondern um eine Art fester Lösung mit einer spinellartigen Struktur. Dieser Spinell kann genauso wie der pure
Spinell ein gesintertes Siliziumnitrid mit den oben erwähnten verbesserten Eigenschaften bilden.
Wenn der Anteil des Siliziumnitrids weniger als 60 Mol-% ist
(d.h. der Anteil der Oxide ist größer als MO Mol-%) ,wird die
Festigkeit des Siliziumnitrids nicht aufrechterhalten und, was auf die Metalloxide mit relativ geringer Festigkeit zurückzuführen
ist, die Festigkeit des Gegenstandes wird beträchtlich
verringert. Und wenn der Anteil des Siliziumnitrids größer als 92 Mol-% ist (d.h. der Anteil der Oxide ist geringer als 8 MoI-^),
wird das Sintern des Materials schwierig, und es ist nicht leicht, einen Gegenstand niedriger Porosität zu erhalten, und deshalb
ist dessen Festigkeit "beachtlich verringert. Deshalb ist der Anteil des Siliziumnitrids im Materialpulvergemisch auf den
Bereich von 60 bis 92 EoL-% begrenzt.
Der Grund, warum der bessere gesinterte Gegenstand niedriger Porosität und hoher Festigkeit dadurch erhalten werden kann,
409818/093 6 · -7-
Λ , · ; . 2353033
PATENTANWÄLTE BLUMBACH, WESER, 3SrGCNiKRfME1? β MDMOHFN 6O, FLOSSM ANNSTR.-„ f>
daß man das SiliziumnitridpTilver mit den genannten Metalloxiden
zur Bildung des Spinells ziasanmienfügt, wird noch nicht im einzelnen
verstanden^ Jedoch -sieht; die Betrachtung Ms ä&tzb folgendermaßen
aus. Bas Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid ist im BiIiziumnitrid
fest gelöst in der Substitutionsart, das heißt, Atome im
reinen Siliciumnitrid sind durch die Atome des Oxids substituiert
oder ersetzt, und die positiven Ionen der Metalloxide (Magnesiumionen,
Aluminiumionen) "bilden eine tetraedrische Strukturanordnung. Da aber positive Ionen des selbständigen Magnesiumoxids
oder Aluminiumoxids die Struktur einer hexaedrisehen Anordnung bilden, muß diese Struktur in die einer tetraedrisehen
Anordnung umgewandelt werden, um in Siliziumnitrid fest gelost
zu werden, und deshalb wird die hohe Aktivierungs energie benötigt. Im Gegensatz dazu t>ilden die meisten Ionen von Spinellen
die Struktur einer tetraedrischen Anordnung, die derjenigen gleich ist, die im fall der festen Lösung in Siliciumnitrid
auftritt, so daß die Aktivierungsenergie für den irozeß der
festen Losung niedrig ist und der Sintervorgang leicht vor sich
geht. Es wird angenommen, daß der überlegene gesinterte Gegenstand aus Siliziumnitrid, solchermaßen erzeugt werden kann. Hinsichtlich
des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrenö
nimmt man an, daß zuerst die Eeaktiön zwischen den Metalloxiden
während des Sintervorgangs vor sich geht, daß die Metalloxide
zu Spinellen umgewandelt werden, und daß die Spinelle in ßiliziumnitrid
fest gelöst werden, um den Sintervorgang dee SiIiziumnitrids
zu unterstützen.
• _ 8 -
409818/0936
Das andere Verfahren zum Erhalt des gesinterten Gegenstandes
niedriger Porosität und hoher Festigkeit ist folgendermaßen; die erste Gruppe Metalloxide wird mit der zweiten Gruppe Metalloxide
in dem oben beschriebenen Zusammensetzungsverhältnis zusammengefügt.
Dieses gemischte Material wird gesintert. Dann wird das erhaltene Erzeugnis pulverisiert, und dieses Pulver
wird mit dem Siliziumnitridpulver im selben Zusammensetzungsverhältnis
gemischt wie in dem EaIl des zuvor beschriebenen Verfahrens (der Anteil des Siliziiiirmi tridpulvers beträgt 60 bis
92 Mol-ife, der fiest ist Metalloxidpulver) und dann wird es gesintert.
Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Spinellmetalloxide
zunächst aus den Metalloxiden der-ersten Gruppe
und den Metalloxiden der zweiten Gruppe gebildet werden, und daß das gemischte Pulver dieser Spinellmetalloxide und des
Siliziumnitrids als das gemischte Materialpulver verwendet wird. Bei Anwendung dieses Verfahrens kann ein gesinterter Gegenstand
niedrigerer Porosität und höherer festigkeit als bei Anwendung
des ersteren Verfahrens erhalten werden. Man nimmt an, daß, da
das Siliziumnitridpulver zwischen dem Metalloxidpulver vorhanden
ist, um den Spinell in dem gemischten Materialpulver zu bilden, die Spinelle im Sinterverfahren gemäß der ersteren Methode nicht
immer wirkungsvoll gebildet werden, daß die Spinelle aber im Falle letzterer Methode wirksam"aus den Metalloxiden gebildet
werden, und daß diese Spinelle während des Sintervorgangs fest gelöst werden, und daß der Vorgang des festen Lösens dieser
409818/0936 · _ _
PATENTANWÄLTE BLiUMBACH, WESER,_3ΕΓβΕΝ & KRiME» β MONCHEH 6O. FLOSSMANNSTR.15
Spinelle den Sintervorgang unterstützt;, um die gesinterte Keramik
hoher Dichte und hoher Festigkeit .zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung iwird nun anhand von Ausführungsformen
erläutert. . .
Ausfünrungsform 1 ■
60 TdIs 92 Mol^-% Siliziumnitridpulver (feiner, als es einer Siebmaschendichte 300 entspricht) mit einer kommerziell erhältlichen
Eeinheit von 98 %» 4-bis 36 Mol-% Magnesiumoxid (feiner als
einer Siebmaschendichte 300 entsprechend) hoher Eeinheit und.
4- bis 36 Mol-% Aluminiumpulver (feiner als einer Siebmaschendichte
300 entsprechend) hoher Eeinheit wurden ausreichend gemischt und unter einem Druck von 500kg/cm in eine IOrm gepreßt
und 2 bis 3 Stunden,lang bei einer Temperatur von 1600 bis 18000O
in Argongas- oder Stickstoffgasatmosphäre gesintert, und es
wurden Proben von 40mm x.20mm χ 6 mm erzeugt. Darauf wurden die
verschiedenen Eigenschaften wie spezifisches Gewicht, Porosität,
Biegefestigkeit, Oxidationswiderstand und Wärmeausdehnungskoeffizient
der Proben gemessen. Die zusammensetzungsgemäßen-Mengen·
anteile der jeweiligen Proben und die verschiedenen Eigenschaften
sind in Tabelle 1 dargestellt. Außerdem sind in Tabelle 1 die
verschiedenen Eigenschaften von gesintertem Siliziumnitrid, das , durch Sintern von Siliziumnitrid mit Aluminiumoxid und durch
Sintern von Siliziumnitrid mit Magnesiumoxid erhalten worden ist, als Vergleichsproben dargestellt.
- 10 40981 8/Q936
PATENTANWÄLTE BLUMBACH. WESER, "'^QFNiKRAMtR. a MU.MCIIEf; 6O, FLOSSMAHNS.f '
- 10 -
Die Meßmethoden für die Eigenschaftswerte, die für diese und die ■
anderen Ausführungsformen dargestellt sind, sind folgende. Die Porosität wurde aus dem gemessenen spezifischen Gewicht errechnet,
und zwar unter der Voraussetzung, daß das spezifische Gewicht gesinterten Siliziumnitrids bei einer Porosität von 0% 3^19 ist.
Die Biegefestigkeit wurde mit Hilfe der Dreipunktlagerungsmethode
gemessen, wobei der Abstand zwischen diesen Punkten 30 mm betrug.
Zur Prüfung des Oxidationswiderständes wurde die Gewichtszunahme nach 48 Stunden langer Erhitzung in Luft atmosphäre bei
1200°C gemessen, und der Oxidationswiderstand wurde in Form der
Gewichtszunahmerate pro Flächeneinheit mg/cm dargestellt. Bezüglich
des Wärmeausdehnungskoeffizienten wurde der Gegenstand von 20 0 auf 400 0 erwärmt, und es wurde der mittlere Wärmeausdehnungskoeffizient
in diesem Bereich von 20°C bis 400 O gemessen.
- 11 408818/093$
PATENTANWÄLTE BLUMBACH1 WESER,-CRt-SΓ-Η-&KR'<·.«ER β MDWCHEN e.G F-LOSSMANNSTR.iS
' - 11 -
■ -'tabelle 1
| VergleicJis- | UOU | erfindungsgemäße Proben | co | cn | VD | VJi | i- | VN | ro | - ■: | i | ΡτηΤι<=τιηππιτη at· | B m : |
| proben | vn | m \ |
(D
's |
||||||||||
| O ro |
oo | ~v) | cn | "vT | vD | -vl | vD | Η· ί | O | ||||
| vn | cn | vn | O | O | ro | VN : | H | ||||||
| -vl | cn | . νβ | |||||||||||
| VJT | vn | ° | ro O |
vn | ■* | ■ fc ,-I | |||||||
| ro | vn | O | Sintertemperatur | ||||||||||
| O | VN | O | 1600 | VN | VN : | spezifisches -Ge wicht (g/cm5) |
|||||||
| 1750 | ro | cn | VO | β | Porosität {%) | ||||||||
| O | VN | O | vn | vn | 1750 | cn | -fs- | m | Biegefestigkeit (kg/fflm.2) |
||||
| ro | Jk ] O ] |
1750 | O O |
Jk vn |
1780 | 1750 | ro | 1750 | -vl | Oxidationswider- | |||
| Vn | ro j | ro | cn | ro VN |
VN | VN | -vl vn |
ro | VN | stand (mg/cm2) | |||
| -GD O |
vn VN |
vn O |
oo cn |
VN ro |
O | O VN |
O vn |
O | WärmeausdehnurLgs- | ||||
| ro | ro O |
ro | O | vn | O | vn | * | vn | ■vl | koeffieient | |||
| S | cn | P | ro VD |
ro | "cn |
VN
€0 |
g | Oo | ro | VN | |||
| ro vn |
C | vD | ro | Im O |
vn | O | cn | O | O | (20 - 4000G) | |||
| vn | O | VN | . | VN | vn | ro | |||||||
| vn | cn | ro | "Oo | vn | To | *00 | |||||||
| .a vn |
TO | ro | |||||||||||
| "o | "oo | ro | |||||||||||
| ro | ro | ro | ro | ro | ro | ||||||||
| It« | ■ir* | •φ vn |
|||||||||||
| '■ro | ro | ||||||||||||
| ■tr* | |||||||||||||
-12 -
PATENTANWÄLTE BLUMBACH,WESER, ?FRS?N4KRaM£R, 8 MLNCHE:J 6O, FLOSSMANNSTR. IB
- 12 -
Hinsichtlich der gesinterten Gegenstände, die erfindungsgemäß
hergestellt worden sind, durch Sintern des gemischten Materialpulvers,
das zu 60 bis 92 Mol-% aus ßiliziumnitrid und aus den.
Metalloxiden als Best zusammengesetzt ist, worin MgO in diesen Metalloxiden einen Anteil von 90 Mol-% (Probe 3) bis 10 Mol-%
(Probe 9) ausmacht, kann man aus Tabelle 1 ersehen, daß die Porosität im Bereich von 4 "bis 15 %, die Biegefestigkeit im
Bereich von 23 bis 40 kg/mm und der Oxidationswiderstand im
Bereich von 1,8 bis 10, 6 mg/cm liegt. Diese Werte sind sehr
viel besser als diejenigen der Vergleichsproben, deren Porosität
ρ 20 bis 25 %, deren Biegefestigkeit 15 bis 16 kg/mm und deren
ο
Oxidationswiderstand 10 bis 15 mg/cm beträgt. Speziell beim
Oxidationswiderstand 10 bis 15 mg/cm beträgt. Speziell beim
gesinterten Siliziumnitrid der Probe Nummer 4 beträgt die Poro-
o sität 4 %, die Biegefestigkeit 40,0 kg/mm und der Oxidations-
2
widerstand 1,5 mg/cm . Diese Werte sind näherungsweise gleich denjenigen des gesinterten Gegenstandes aus ßiliziumnitrid, der mittels der Heißpreßmethode hergestellt ist.
widerstand 1,5 mg/cm . Diese Werte sind näherungsweise gleich denjenigen des gesinterten Gegenstandes aus ßiliziumnitrid, der mittels der Heißpreßmethode hergestellt ist.
Betrug die Sintertemperatur weniger als 1600 C, war ein Gegenstand
niedriger Porosität kaum zu erhalten. War sie höher als
18000C, wurde eine Gewichtsabnahme beobachtet, vielleicht aufgrund
einer Zersetzung oder Sublimation des SiliziumnitridsI
War die Sinterzeit kurz, kurzer als zwei Stunden, wurde der Sintervorgang nicht genügend durchgeführt. War sie länger als
drei Stunden, wurde das Wachsen von ßiliziumnitrid-Eristallteilchen
beobachtet. Hinsichtlich der Verwendung von Argongas oder
- 13 409818/0936
'PATENTANWÄLTE BLUMBACH, WESER, EC^SEtUKRAVEP, S MONOhEN 6O, FLOSSMANNSTR -.S
- 13.- . ■
Stickstoffgas für die Gasatmosphäre wurde keine bemerkenswerte
Differenz beobachtet. Deshalb ist die zu bevorzugende Sinterbedingung
folgende: Die Sintertemperatur beträgt 1600 C bis
1800°C und die Sinterzeit zwei bis drei Stunden,
Es wurde dasselbe SiIiziumnitridpulver, Aluminiumoxidpulver und
Magnesiumoxidpulver wie im "PaIl der Ausführungsform 1 verwendet.
Gemäß dieser Ausführungsform wurde zunächst das gemischte Pulver aus 10 bis 90 Mol-% Aluminiumoxidpulver und Magnesiumqxidpulver
als Sest für drei bis zehn Stunden bei einer Temperatur von
16000G bis 18000C erhitzt, um Spinelle zu erzeugen. Mach diesem
Vorgang wurden diese Spinelle sehr fein pulverisiert (feiner als
einer Siebmaschendichte 300 entsprechend), und dieses Pulver wurde mit dem Siliziumnitridpulver gemischt, um das gemischte
Material herzustellen. Die gesinterten Siliziumnitridgegenstände wurden durch dasselbe Verfahren wie bei der Ausführungsform 1
hergestellt, und deren Eigenschaften wurden gemessen. Die Mengen
bei den jeweiligen Proben und die verschiedenen Eigenschaften
sind in Tabelle 2 dargestellt. .
AO9 8 187 09 36
PATENTANWÄLTE BLUMBACH. WESER, ITPeiN&KRiHEi'? β MDNCrIEk βο, FtOSSMANNSTP ;
- 14- -
| Erfindungsgemäße | . VM | -λ ro |
ro | -Λ |
vD
O |
O | Ρτ-nThftTiTnMmn er» | P |
| Proben | VJI | IC | (D | |||||
| -«ο vD |
vOVii | S |
H-
VM |
|||||
| ^ | ||||||||
| 8 | VJl ΟΛ |
00
O |
ro | |||||
| VJI | VM | |||||||
|
VM .
O |
_^ | VM | VM | |||||
| VJl | ||||||||
| • _^ | VM | O | vD | Sintejct emperatui? | ||||
| O | -Λ | O | spezifisches Ge | |||||
| ro' | 1600 | CD | VM |
CD
O |
wicht (g/cm3) | |||
| VJi |
VJi
CD |
-Λ | ||||||
|
-λ
O |
VM | O | VM | VM | ||||
| O | O | O | Porosität {%) | |||||
| VM | O | σ» | cn | |||||
| "ο | ro | VJl | J, | Biegefestigkeit | ||||
| vji | In | ro | O | (kg/iDm ) | ||||
| •Λ |
VM
ro |
VM
CD |
O | Oxidationswider- | ||||
| vn | ο | Vn | co | stand (mg/ein^) | ||||
| S | _^ | O | Wärmeausdehnungs- | |||||
| cn | To | ro | vO | koeffizient | ||||
| ο | (20 - 400°0) | |||||||
| vO | ro | ro | ||||||
|
VM
00 |
||||||||
| ro | ||||||||
| VM Oo |
||||||||
A09818/0936
PATENTANWÄLTE BLUMBACH, WESER, PR1JEF« 1 KRAAi tR. ö MO.4CHEN SO, FLOSSMANNSTR.1S
• - 15 -
Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich, daß bei den durch diese Methode
hergestellten gesinterten Gegenständen die Porosität 1,8 bis
4-,5%» die Biegefestigkeit 52 bis 65kg/min. und der Oxidations-
2 ' " ■
widerstand 0,6 bis 1,2 mg/cm beträgt- Diese Vierte sind sehr
viel besser als jene der gesinterten Siliziumnitridgegenstände,
die nach der Methode der.Ausführungsform 1 hergestellt worden
sind, deren Werte in Tabelle 1 dargestellt sind. Speziell beim gesinterten ßiliziumnitridgegenstand der Probe Nummer 11 beträgt
2 die Porosität 1,8 ^, die Biegefestigkeit 65,0 kg/mm und der
2 "
Oxidationswiderstand 0,5 mg/cm . Diese Eigenschaftswerte sind
näherungsweise gleich denjenigen des gesinterten SiIiziumnitrid~
gegenstandes, der mittels des Heißpreßverfahrens erhalten worden ist.
Ein Tiegel von 5Q ™l Höhe, 40 mm Innendurchmesser und J mm -Dicke
wurde aus dem gesinterten Siliziumnitrid der Probe Nummer 11 mit Hilfe der Breigießmethode gebildet, und er wurde drei Stunden
lang bei 17500C in Stickstoffgas atmosphäre gesintert. Der auf
diese Art erhaltene Tiegel wurde zum. ·Schmelzen von Aluminium
verwendet. Selbst bei einer Erhitzung des Aluminiums auf 11000C
wurde der Tiegel nicht zerstört, seine Oberfläche war nicht
oxidiert, und es drang auch kein Aluminium in den Tiegel ein.
Demgegenüber wurde ein Tiegel aus gesintertem Siliziumnitrid,
das nach der üblichen reaktiven Sintermethode hergestellt worden war, zerstört und an seiner Oberfläche oxidiert, wenn Aluminium
erhitzt und bei 90O0C geschmolzen wurde.
- 16 -409818/0936
P.'TENTANWÄLTE BLUMEACH, WESER, PHRGFB&KRA.JtR. i MONCf1EN CO, FLOSSMANNSTR--Ii
- 16 -
±;in MaterialgemisctL aus Oxiden zweiwertiger -Metalle (MgO,
ZnO, MO) und Oxiden dreiwertiger Metalle (Cr^O^, Al^O,, Xo0^
der gleichen Molmenge sowie ein Pulvergemisch aus zwei Mol-%
eines zweiwertigen Metalloxides (MgO) und ein Mol-% eines vierwertigen
Metalloxides (TiOp, SnO2) (feiner als einer Siebmaschendichte 300 entsprechend) wurden auf die gleiche Weise
wie Ausführungsform 2 hergestellt. Dann wurde drei bis zehn Stunden lang auf 1JOO bis 1600 C erhitzt, um die jeweiligen
Spinelle (MgCr2O4, ZnAl2O4, NiAl2O4, MgX2O4, 2MgO TiO2,
2MgO SnO) zu erzeugen. Nach diesem Vorgang wurden die Spinelle sehr fein pulverisiert (feiner als einer Siebmaschendichte $00
entsprechend). Darauf wurde dieses Pulver mit dem Siliziumnitridpulver gemischt, um das gemischte Material herzustellen,
und die gesinterten Siliziumnitridgegenstände wurden mit Hilfe derselben Methode hergestellt, wie sie beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet wurde. Darauf wurden verschiedene Eigenschaften
dieser Gegenstände gemessen. Die Mengenzusammensetzung der jeweiligen Proben und die verschiedenen Werte der Eigenschaften
sind in Tabelle J dargestellt.
k09 818/0936
- 17 -
PATENTANWÄLTE BLUMBAOH, WESER, BERGEN & KRAMER, 8 MÜNCHEN 6O, FLO38MANNSTR.
-17 -
| Erf indungsgemäBe | xD | CQ | .λ | O | VJl | VJl | - | vD | S | σ». | ft | VJi. | je | vn | VJI | vn | VJi | - | co H· |
m | eng | Sintertemperatiir |
| Proben | VD | ti | co | O | VD | O | J—I | vD | -i. |
.Λ
*<] |
VM. - . |
H*
H |
O)
•-> |
(0O) | ||||||||
| ro | O | O | νθ | η· rv | co | vn | O | υ ι | O | GO | CO | CO | (D | O | Spezifiscu.es Gevaclit | |||||||
| O | S- | O | O | O | O | O | O | O | O | H | VO | (g/cm3) | ||||||||||
| νθ | OCH | υ ■ ιυ ν> | VM | ο ■ ο | VM | VM | VM | H | ||||||||||||||
| O | »S3 | VM | Ol | VJl | O | O | _i, | Porosität (%) | ||||||||||||||
| VM | I | {»■ O | OO | ro | ■^ | pd W | Biegefestigkeit | |||||||||||||||
| OV | •o | O vn |
H hi | ro | S ** | (kg/mm2) | ||||||||||||||||
| -ο | 00 | v5 | Vi ro | ß | S" | vn O |
A ro | Oxidationswider | ||||||||||||||
| O | O | ο ο | VM | ro | O O | stand (mg/cm^)j | ||||||||||||||||
| VM | O | VM VM VM | ro - | ■ ro | O | Wärmeausdehnungsko ef- | ||||||||||||||||
| O | GO | co | VO | . co. | fizient | |||||||||||||||||
| VD | (20 - 4000O) | |||||||||||||||||||||
| VM | VM | ro | ro | ro | ro | |||||||||||||||||
| VM, | ■s- | σι | "cn: | "co | ||||||||||||||||||
|
.A
-<] |
• -ο | |||||||||||||||||||||
| OO | : ^1 | |||||||||||||||||||||
| O | σ» | |||||||||||||||||||||
| ro | ||||||||||||||||||||||
| νθ | ro | |||||||||||||||||||||
| -O | σ. | |||||||||||||||||||||
| 00 | ||||||||||||||||||||||
| VM σι |
||||||||||||||||||||||
| VJi | ||||||||||||||||||||||
| VJl . | ||||||||||||||||||||||
| ro | ||||||||||||||||||||||
| ro | ||||||||||||||||||||||
| σ» | ||||||||||||||||||||||
18/093.6
PATFN'TANViV'LTr BLUMBACK, WESER B..t>GEH4KRAMrR, ^ MU"JCHEf· 6O rLOSSMAHN&VR .J
- 18 -
Es ist zu ersehen, daß der gesinterte Gegenstand, der erhalten worden ist durch Sintern, des gemischten Pulvers aus Siliziumnitrid
und Spinellen, die aus Magnesiumoxid, Zinkoxid und nickeloxid als Oxide zweiwertiger Metalle, Aluminiumoxid, Chromoxid
und Xttriumoxid als Oxide dreiwertiger Metalle und Titanoxid und Zinnoxid als Oxide vierwertiger Metalle gebildet worden sind,
eine bessere Festigkeit (die Biegefestigkeit ist 36,5 bis 50,2
kg/mm ), eine niedrige Porosität (0,5 bis 8fo) und einen besseren
ο Oxidationswiderstand (0,87 bis 2,9 mg/cm ) zeigt.
Wie oben erwähnt worden ist, werden erfindungsgemäß 60 bis 92
Hol—fo Siliziumnifcrid und 8 "bis 4O Mol—% Metalloxide zusammengegeben
und miteinander gemischt derart,, daß sie in dem als Endprodukt dienenden Materialpulver insgesamt 100 MoI-^ ergeben.
Oder diese Metalloxide werden zunächst gesintert, um. die Spinelle
zu erzeugen, und letztere werden sehr fein pulverisiert. Das
sich ergebende Pulver wird mit dem Siliziumnitridpulver gemischt, um das gemischte Materialpulver herzustellen. Und es werden,
wie oben erläutert ist, zwei Arten Materialpulver jeweils durch
die übliche Methode hergestellt und in nicht oxidierender Atmosphäre
gesintert, um einen gesinterten Siliziumnitridgegen—
stand zu erzeugen. Und die Zusammensetzung der Metalloxide enthält 10 bis 90 Mo 1-% eines oder mehrerer Stoffe aus der Gruppe
Magnesiumoxid, Zinkoxid und Nickeloxid, und zu 10 bis 90 Mol-?»
einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe Aluminiumoxid, Chromoxid,
Titanoxid, Zinnoxid und Xttriumoxid. Durch dieses Her-
- 19 ^09818/0936
PATEWtVnSWALTE' BLUHBftCH. WESER. B JR6 EN ft KRAMTR ". MQMOHEN60. FLOSS MANNSTR -1'"
- 19 -."
st ellungsverf ahren kann der gesinterte Siliziiunnitridgegenstand
komplizierten Profils, mit den besseren Eigenschaften, speziell
einer hohen Festigkeit, leicht und mit niedrigen Kosten hergestellt
werden, und auf ein solches Verfahren hat man im Bereich der Keramikindustrie gerade gewartet.
4 09813/0036 ' - 20 -
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung einer Siliziumnitridkeramik,
gekennzeichnet durch Herstellen einer Metalloxidmischung, die aus 10 bis 90 Mol-%
eines aus der Gruppe Magnesiumoxid, Zinkoxid, Nickeloxid und
deren Mischungen ausgewählten Stoffes und 10 bis 90 Mol-%
eines aus der Gruppe Aluminiumoxid, Chromoxid, Titanoxid*
Zinnoxid, Ittriumoxid und deren Mischungen ausgewählten
Stoffes zusammengesetzt ist,
Zusammenfügen von 8 bis 4-0 Mol-?6 der Metalloxidmischung mit
b0 bis 92 Mol-% ßiliziumnitrid zur Bildung einer Ausgangsmäterialmischung,
Formen der Ausgangsmaterialmischung zu einem ungebrannten
Preßling,
und Sintern des ungebrannten Preßlxngs bei einer Temperatur
im Bereich von 16000C bis 1800°C.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Metalloxidmischung nach ihrer Herstellung zur Bildung eines Spinells erhitzt wird, daß
der Spinell pulverisiert wird, und daß zur Bildung des Ausgangsmaterials
8 bis 40 Mol-# des resultierenden Spinellpulvers mit 60 bis 92 Mol-% Siliziumnitrid zusammengefügt
werden.
40981 3/0336
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP47106817A JPS523647B2 (de) | 1972-10-24 | 1972-10-24 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2353093A1 true DE2353093A1 (de) | 1974-05-02 |
| DE2353093B2 DE2353093B2 (de) | 1977-07-28 |
| DE2353093C3 DE2353093C3 (de) | 1978-03-30 |
Family
ID=14443357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2353093A Expired DE2353093C3 (de) | 1972-10-24 | 1973-10-23 | Verfahren zur Herstellung gesinterter Formkörper auf Siliziumnitridbasis |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3950464A (de) |
| JP (1) | JPS523647B2 (de) |
| CA (1) | CA994371A (de) |
| DE (1) | DE2353093C3 (de) |
| GB (1) | GB1406571A (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4025239C1 (de) * | 1990-08-09 | 1991-12-19 | Hoechst Ceramtec Ag, 8672 Selb, De | |
| DE4038003A1 (de) * | 1990-11-29 | 1992-06-04 | Bayer Ag | Sinterwerkstoff auf si(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)n(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)-basis sowie verfahren zu seiner herstellung |
| DE102012207803A1 (de) * | 2012-05-10 | 2013-11-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Siliziumnitridkeramik und Verfahren zu deren Herstellung |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3989782A (en) * | 1973-12-29 | 1976-11-02 | Joseph Lucas Limited | Method of forming a sintered ceramic product |
| DE2505652C2 (de) * | 1975-02-11 | 1977-03-24 | Motoren Turbinen Union | Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrades |
| US4134947A (en) * | 1975-04-07 | 1979-01-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Sintered silicon nitride body and a method of producing the same |
| JPS51132207A (en) * | 1975-05-14 | 1976-11-17 | Tokyo Shibaura Electric Co | Manufacture of high density and high strength sintering articles |
| US4073845A (en) * | 1976-01-29 | 1978-02-14 | Gte Sylvania Incorporated | High density high strength S13 N4 ceramics prepared by pressureless sintering of partly crystalline, partly amorphous S13 N4 powder |
| US4252768A (en) * | 1976-02-17 | 1981-02-24 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Sandblasting nozzle |
| GB1573299A (en) * | 1976-06-03 | 1980-08-20 | Lucas Industries Ltd | Method of forming a ceramic product |
| JPS53140310A (en) * | 1977-05-14 | 1978-12-07 | Toyoda Chuo Kenkyusho Kk | Manufacture of silicon nitride sintered articles |
| US4264547A (en) * | 1978-11-08 | 1981-04-28 | Battelle Memorial Institute | Silicon nitride-based sintering composition |
| US4245584A (en) * | 1979-02-09 | 1981-01-20 | Kolosov Ivan A | Apparatus for applying paste upon blank strips for cerment electrodes of alkaline storage batteries |
| US4280973A (en) * | 1979-11-14 | 1981-07-28 | Ford Motor Company | Process for producing Si3 N4 base articles by the cold press sinter method |
| US4264548A (en) * | 1979-12-20 | 1981-04-28 | Ford Motor Company | Method of making silicon nitride based cutting tools-I |
| US4264550A (en) * | 1979-12-20 | 1981-04-28 | Ford Motor Company | Method of making silicon nitride base cutting tools -II |
| JPS5860676A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-11 | 日本特殊陶業株式会社 | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
| JPS58158438U (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | 東芝機械株式会社 | エピタキシヤル成長装置のコイル保持装置 |
| EP0107919A1 (de) * | 1982-10-01 | 1984-05-09 | The British Ceramic Research Association Limited | Keramische Siliciumnitridkörper |
| JPS60501854A (ja) * | 1983-07-19 | 1985-10-31 | フオ−ド モ−タ− カンパニ− | Ｙ２Ｏ３・ＳｉＯ２・Ｓｉ３Ｎ４・Ａｌ２Ｏ３系から珪素窒化物の製造法 |
| JPS6077175A (ja) * | 1983-10-01 | 1985-05-01 | 株式会社クボタ | 窒化けい素焼結体の製造法 |
| US4879080A (en) * | 1984-05-02 | 1989-11-07 | Gte Products Corporation | High density silicon nitride bodies |
| US4552851A (en) * | 1984-05-02 | 1985-11-12 | Gte Products Corporation | Formation of yttrium aluminate as sintering aid for silicon nitride bodies |
| DE3423573A1 (de) * | 1984-06-27 | 1986-01-09 | Elektroschmelzwerk Kempten GmbH, 8000 München | Polykristalline sinterkoerper auf basis von siliciumnitrid und sinteradditiven |
| US4879079A (en) * | 1984-07-16 | 1989-11-07 | Gte Products Corporation | Formation of lanthanum aluminate |
| EP0171444B1 (de) * | 1984-08-11 | 1988-06-01 | Hutschenreuther AG | Verfahren zur Herstellung eines vollkristallinen Sinterkörpers aus Siliciumnitrid |
| JPS61266359A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-26 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体の製造法 |
| GB2195661B (en) * | 1986-10-08 | 1990-01-10 | Ae Plc | Ceramics |
| US4781874A (en) * | 1987-10-23 | 1988-11-01 | Eaton Corporation | Process for making silicon nitride articles |
| US5187129A (en) * | 1987-12-21 | 1993-02-16 | Eaton Corporation | Process for making silicon nitride and powders and articles made therefrom |
| US5160508A (en) * | 1988-01-27 | 1992-11-03 | The Dow Chemical Company | Self-reinforced silicon nitride ceramic of high fracture toughness |
| US5120328A (en) * | 1988-01-27 | 1992-06-09 | The Dow Chemical Company | Dense, self-reinforced silicon nitride ceramic prepared by pressureless or low pressure gas sintering |
| US4883776A (en) * | 1988-01-27 | 1989-11-28 | The Dow Chemical Company | Self-reinforced silicon nitride ceramic of high fracture toughness and a method of preparing the same |
| US4919689A (en) * | 1988-01-27 | 1990-04-24 | The Dow Chemical Company | Self-reinforced silicon nitride ceramic of high fracture toughness |
| US5021372A (en) * | 1988-01-27 | 1991-06-04 | The Dow Chemical Company | Method of preparing a self-reinforced silicon nitride ceramic of high fracture toughness |
| US5118645A (en) * | 1988-01-27 | 1992-06-02 | The Dow Chemical Company | Self-reinforced silicon nitride ceramic of high fracture toughness and a method of preparing the same |
| US4877264A (en) * | 1988-12-27 | 1989-10-31 | Talley Automotive Products, Inc. | Aspirating/venting air bag module assembly |
| JP2737323B2 (ja) * | 1989-12-08 | 1998-04-08 | 日産自動車株式会社 | 窒化珪素質焼結体の製造方法 |
| US5213729A (en) * | 1990-07-24 | 1993-05-25 | Eaton Corporation | Process for preparing a densified beta-phase silicon nitride material having at least one densification aid, and the material resulting therefrom |
| US5160719A (en) * | 1990-07-24 | 1992-11-03 | Eaton Corporation | Process for nitriding silicon containing materials |
| US5079198A (en) * | 1990-07-24 | 1992-01-07 | Eaton Corporation | Ceramic phase in sintered silicon nitride containing cerium, aluminum, and iron |
| US5156830A (en) * | 1990-07-24 | 1992-10-20 | Eaton Corporation | Process for preparing an alpha-phase silicon nitride material and thereafter converting to non-densified beta-phase material |
| US5252248A (en) * | 1990-07-24 | 1993-10-12 | Eaton Corporation | Process for preparing a base nitridable silicon-containing material |
| US5085582A (en) * | 1990-07-24 | 1992-02-04 | Eaton Corporation | Silicon nitride containers for the sintering of silicon nitride ceramics |
| US5055432A (en) * | 1990-07-24 | 1991-10-08 | Eaton Corporation | Process for preparing a nitridable silicon-containing material having at least one densification aid including alumina, and the material resulting therefrom |
| US5091347A (en) * | 1990-08-15 | 1992-02-25 | The Dow Chemical Company | Self-reinforced silicon nitride ceramic body and a method of preparing the same |
| US5352395A (en) * | 1992-07-17 | 1994-10-04 | Phillips Petroleum Company | Carbon and ceramic-containing layers for use in sintering of silicon nitride article |
| JPH0680470A (ja) * | 1992-07-17 | 1994-03-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 |
| DE4233602C2 (de) * | 1992-10-06 | 1996-01-25 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung eines dichten Si¶3¶N¶4¶-Werkstoffes sowie dessen Verwendung |
| US6007789A (en) * | 1992-11-03 | 1999-12-28 | Eaton Corporation | Method of nitriding silicon |
| US5382273A (en) * | 1993-01-15 | 1995-01-17 | Kennametal Inc. | Silicon nitride ceramic and cutting tool made thereof |
| US5312785A (en) * | 1993-05-18 | 1994-05-17 | The Dow Chemical Company | Sintered self-reinforced silicon nitride |
| JP3401560B2 (ja) * | 2000-01-14 | 2003-04-28 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | スピネル型窒化ケイ素粉末の合成法 |
| US20110111205A1 (en) * | 2009-11-09 | 2011-05-12 | Korea Institute Of Machinery & Materials | METHOD OF MANUFACTURING POROUS SINTERED REACTION-BONDED SILICON NITRIDE CERAMICS FROM GRANULAR Si MIXTURE POWDER AND POROUS SINTERED REACTION-BONDED SILICON NITRIDE CERAMICS MANUFACTURED THEREBY |
| ES2747476T3 (es) | 2011-09-30 | 2020-03-10 | Saint Gobain Ceramics | Cuerpo compuesto de nitruro de silicio |
| DE102012207802A1 (de) | 2012-05-10 | 2013-11-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Siliziumnitridkeramik sowie Verfahren zu deren Herstellung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3549402A (en) * | 1965-08-24 | 1970-12-22 | Carborundum Co | Silicon nitride composition and articles thereof |
| GB1376891A (en) * | 1970-10-20 | 1974-12-11 | Atomic Energy Authority Uk | Silicon nitride ceramics |
-
1972
- 1972-10-24 JP JP47106817A patent/JPS523647B2/ja not_active Expired
-
1973
- 1973-10-22 CA CA183,861A patent/CA994371A/en not_active Expired
- 1973-10-23 DE DE2353093A patent/DE2353093C3/de not_active Expired
- 1973-10-23 US US05/408,358 patent/US3950464A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-10-24 GB GB4961973A patent/GB1406571A/en not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4025239C1 (de) * | 1990-08-09 | 1991-12-19 | Hoechst Ceramtec Ag, 8672 Selb, De | |
| DE4038003A1 (de) * | 1990-11-29 | 1992-06-04 | Bayer Ag | Sinterwerkstoff auf si(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)n(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)-basis sowie verfahren zu seiner herstellung |
| DE102012207803A1 (de) * | 2012-05-10 | 2013-11-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Siliziumnitridkeramik und Verfahren zu deren Herstellung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2353093B2 (de) | 1977-07-28 |
| US3950464A (en) | 1976-04-13 |
| DE2353093C3 (de) | 1978-03-30 |
| GB1406571A (en) | 1975-09-17 |
| CA994371A (en) | 1976-08-03 |
| JPS4963710A (de) | 1974-06-20 |
| JPS523647B2 (de) | 1977-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2353093A1 (de) | Verfahren zur herstellung von gesinterter keramik auf siliziumnitridbasis | |
| EP0326861B1 (de) | Agglomerierte Metall-Verbund-Pulver, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung | |
| EP0463437A1 (de) | Sinterformkörper auf Basis von Aluminiumtitanat, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung | |
| DE4126738A1 (de) | Zr0(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-haltiger keramikformkoerper | |
| DE2042379B2 (de) | Verfahren zur herstellung einer lichtdurchlaessigen aluminiumoxid-keramik | |
| DE2324513C2 (de) | Starrer, gebrannter Filter, zur Filtration von geschmolzenem Aluminium | |
| DE2816107A1 (de) | Verfahren zur herstellung von homogen gemischten metalloxiden und metall-metall-oxidmischungen | |
| DE2345778A1 (de) | Sinterbares aluminiumtitanatpulver | |
| DE2308100B2 (de) | Hochtemperaturbeständiger, verschleißfester Gleitwerkstoff niedriger Wärmedehnung | |
| EP0237944A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem alpha-Eisen-III-Oxid | |
| DE4119251A1 (de) | Spinell-klinker vom magnesiumoxid-aluminiumoxid-typ und verfahren zur herstellung eines schamottesteines unter verwendung des klinkers | |
| EP0507853A1 (de) | Katalytisches überzugsmittel, verfahren zu seiner herstellung und mit dem überzugsmittel erhältliche koch-, back-, brat- oder grillgeräte oder teile | |
| EP0098518B1 (de) | Poröse, korrosionsstabile Zwischenwände aus mit Oxidkeramik beschichteten Metallnetzen | |
| DE2658690C2 (de) | Abrieb- und hochtemperatur-fester Sinterkörper und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE19621413A1 (de) | Flüssigkeitsphasensinterprozess für Aluminat-Keramiken | |
| DE4114388A1 (de) | Herstellung von poroesem feuerfesten material | |
| DE2708211A1 (de) | Keramischer koerper und seine herstellung | |
| DE4029166C2 (de) | ||
| DE1667224B2 (de) | Verwendung eines Katalysatorträgers für Oxidationskatalysatoren | |
| DE3343989C1 (de) | Verfahren zur Herstellung von feinteiligem,sauerstoffarmem Chrommetallpulver | |
| DE1083740B (de) | Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Tonerdezementen | |
| DE268657C (de) | ||
| DE2354024A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines keramischen materials | |
| DE3709137A1 (de) | Siliciumnitrid-sinterkoerper, verfahren zu ihrer herstellung und siliciumnitridpulver | |
| DE2032862A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von wechselseitigen Dispersionen von Carbiden und Metallen oder Legierungen und neue, so erhaltene Produkte |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |