DE2428720A1 - Mit siliziumkarbid ueberzogene kohlefaeden und verfahren zur herstellung dieser faeden - Google Patents

Mit siliziumkarbid ueberzogene kohlefaeden und verfahren zur herstellung dieser faeden

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DE2428720A1
DE2428720A1 DE19742428720 DE2428720A DE2428720A1 DE 2428720 A1 DE2428720 A1 DE 2428720A1 DE 19742428720 DE19742428720 DE 19742428720 DE 2428720 A DE2428720 A DE 2428720A DE 2428720 A1 DE2428720 A1 DE 2428720A1
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Jean-Louis Rene Gerard Randon
Georges Sion Slama
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Safran Aircraft Engines SAS
Societe Nationale des Poudres et Explosifs
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Societe Nationale des Poudres et Explosifs
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    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F11/00Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
    • D01F11/10Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon
    • D01F11/12Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon with inorganic substances ; Intercalation
    • D01F11/126Carbides

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  • Silicon Compounds (AREA)
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Description

Patentanwalt
HERMANN L. JUNQ
DIpl.-Chem.
757 BADEN-BADEN Ludwlg-Wilhelm-Straße 12 Telefon (07221) 23933 Telegramme: JUPAT Baden-Baden
Ihr Zeichen
Mein
Zeichen H./ R-122i/74
Mit Siliziumkarbid überzogene Kohlefäden und Verfahren zur Herstellung dieser Fäden
409885/1229
Diese Erfindung betrifft neue Fäden, bestehend aus einem mit Siliziumkarbid überzogenen Kohlekern, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Fäden.
Es wurde bereits der Vorschlag gemacht, -verschiedene Gegenstände, deren Oberfläche aus Kohlenstoff besteht, mit einer Siliziumkarbidschicht zu überziehen. Nach den empfohlenen Verfahren werden die genannten Gegenstände bei einer Temperatur zwischen ca. 1000 und II500 C erhitzt, dann werden sie mit einem gasförmigen Gemisch in Berührung gebracht, das aus einem halogenhaltigen Silan und Wasserstoff besteht, so daß man einen Siliziumniederschlag mit einer Dicke von über 1 Mikron erhält; anschließend werden die auf diese Weise beschichteten Gegenstände auf eine über der Schmelztemperatur von Silizium liegende Temperatur erhitzt und im Anschluß daran wird bei einer Temperatur von über ca. IO5O0 C Siliziumkarbid auf die Oberfläche der neuen gewonnenen Gegenstände aufgebracht.
Ferner wurde auch vorgeschlagen, Fäden aus feuerfestem Metall (z.B. Wolfram) mit Siliziumkarbid zu überziehen; zu diesem Zweck läßt man den durch den Joule-Effekt erhitzten Metallfaden durch einen Reaktor laufen, in den ein ßeaktionsgemisch, beispielsweise bestehend aus Methyltriehlorosilan und Wasserstoff, eingeführt wird.
Die "Anwendung dieser bekannten Verfahren zum überziehen eines Kohlefadens mit einer Siliziumkarbidschicht erwies sich als unmöglich bzw.- führte zur Gewinnung von Erzeugnissen mit ungenügenden mechanischen Eigenschaften.
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Diese Erfindung betrifft neue Fäden, bestehend aus einem mit Siliziumkarbid überzogenen Kohlekern, sowie "ein Verfahren zur Herstellung dieser Fäden.
Es wurde bereits der Vorschlag gemacht, verschiedene Gegenstände, deren Oberfläche aus Kohlenstoff besteht, mit einer Siliziumkarbidschicht zu überziehen. Nach dem empfohlenen Verfahren werden die genannten Gegenstände bei einer Temperatur zwischen ca. 1000 und 1150° C erhitzt, dann werden sie mit einem gasförmigen Gemisch in Berührung gebracht, das aus einem halogenhaltigen Silan und Wasserstoff besteht, so daß man einen Siliziumniederschlag mit einer Dicke von über 1 Mikron erhält r anschließend werden die auf diese Weise beschichteten Gegenstände auf eine über der Schmelztemperatur von Silizium liegende Temperatur erhitzt und im Anschluß daran wird bei einer Temperatur von über ca. I0500 C Siliziumkarbid auf die Oberfläche der neuen gewonnenen Gegenstände aufgebracht.
Ferner wurde auch vorgeschlagen, Fäden aus feuerfestem Metall (z.B. Wolfram) mit Siliziumkarbid zu überziehen; zu diesem Zweck läßt man den durch den Joule-Effekt erhitzten Metallfaden durch einen Reaktor laufen, in den ein Reaktionsgemisch, beispielsweise bestehend aus Methyltrichloros-ilan und Wasserstoff, eingeführt wird.
Die "Anwendung dieser bekannten Verfahren zum Überziehen eines Kohlefadens mit einer Siliziumkarbidschicht erwies sich als unmöglich bzw. führte zur Gewinnung von Erzeugnissen mit ungenügenden mechanischen Eigenschaften.
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Diese Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Beschichtung von Kohlefaden mit Siliziumkarbid. " "
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst den auf eine Temperatur zwischen 1200 und 1Λ200 C erhitzten Kohlefaden in eine siliziumtetrachlorid- und wasserstoffhaltige Atmosphäre bringt, wobei der genannte Faden weniger als 30 Sekunden in der genannten Atmosphäre bleibt, und ferner dadurch gekennzeichnet, daß das gewonnene Produkt in eine Kammer eingeführt wird, in der es ebenfalls durch den Joule-Effekt auf eine über 1100° C liegende Temperatur erhitzt wird und in der sich die gasförmigen Verbindungen befinden, deren Reaktion beim Kontakt mit dem genannten Faden in der bekannten Weise zur Gewinnung eines Siliziumkarbidüberzugs führt.
Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlefaden vor der Erzeugung des verhältnismäßig dicken Siliziumkarbidniederschlags mit einer sehr dünnen, glatten und homogenen Siliziumkarbidschicht (mit einer Stärke von weniger als 0,2 Mikron) überzogen wird, die durch die Reaktion zwischen dem sich unter den vorstehend genannten Bedingungen abgesetzten Silizium und dem Kohlekern gebildet wird, wobei diese Reaktion während des Siliziumniederschlags erfolgt.
Ohne die Erfindung nun auf eine besonders wissenschaftliche Auswertung festlegen zu wollen, kann angenommen werden, daß der erste sehr dünne Siliziumkarbidniederschlag auf der Kohle zur Gev/innung von Siliziumkarbidkeimen führt, die auf der Graphitoberfläche regelmäßig verteilt sind, was anschließend die homogene Bildung einer
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verhältnismäßig dicken Siliziumkarbidschicht (mit einer Stärke von beispielsweise über 10 Mikron) gestattet. Man stellt nämlich fest, daß die gewonnenen Fäden eine sehr glatte Siliziumkarbidaußenschicht haben, was eine ausgeprägte Homogenität beim Niederschlag dieser Verbindung voraussetzt.
Die Erfindung betrifft ebenfalls im Sinne neuer Erzeugnisse die Fäden mit einem Kohlekern und einer auf der Graphitoberfläche regelmäßig verteilten Siliziumkarbidschicht mit ffli£- einer Dicke von unter 0,2 Mikron.
Ferner betrifft sie als neue Erzeugnisse die Fäden mit einem Kohlekern, dessen Durchmesser unter ca. 50 Mikron liegt, einer Siliziumkarbidzwischenschicht von weniger , als 0,2 Mikron Stärke und einer äußeren Siliziumkarbidschicht von einer über ca. 20 Mikron liegenden Stärke.
Das nicht einschränkende nachfolgende Beispiel dient der Veranschaulichung der Erfindung.
Ein Kohlefaden mit einem Durchmesser von 30 Mikron wird in einen zylindrischen Reaktor gebracht, der einen Durchmesser von 25 ram und eine Länge von 100 mm hat; der Faden wird durch den Joule-Effekt auf eine Temperatur von 1350° erhitzt; in diesem Reaktor wird ein gasförmiges Gemisch eingeführt, das volumenmäßig ca. 30$ Siliziumtetrachlorid in Wasserstoff enthält; der Durchsatz des genannten gasförmigen Gemisches beträgt ca. 1 Liter pro Minute; die Durchlaufgeschwindigkeit des genannten Fadens durch den genannten Reaktor entspricht einer mittleren Verweildauer von ca» 10 Sekunden.
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Durch diese Behandlung erhält man einen Kohlefaden, dessen Durchmesser sich wenig verändert hat; im Mikroskop ist jedoch eine Veränderung in der Farbe des Fadens festzustellen; beim Durchleuchten kann nachgewiesen werden, daß sich ein dünner SiC-Niederschlag gebildet hat; eine Untersuchung im Elektronenmikroskop zeigt, daß dieser Siliziumkarbidniederschlag eine Stärke von einwandfrei weniger als 0,2 Mikron aufweist.
Der auf diese Weise gewonnene Faden kommt in einen zweiten Reaktor von 500 rom Länge, mit einem Durchmesser von ca. 25 rom. Die Verweildauer des Fadens im Reaktor beträgt ca. 50 Sekunden. Der Faden wird in diesem Reaktor durch den Joule-Effekt auf eine Temperatur von ca. 1200° C erhitzt. In den Reaktor wird ein gasförmiges Gemisch aus Methyltrichlorosilan und Wasserstoff eingeführt, und zwar in einem Verhältnis von ca. 0,3^ Mol Methyltrichlorosilan pro KoI Wasserstoff. Der Durchsatz des gasförmigen Gemisches im Reaktor beträgt ca. 10 Liter pro Minute. Um den Reaktor wurde ein Ofen gemäß der Beschreibung in der französischen Patentanmeldung Nr. 72 04 355 angeordnet .
Somit erhält man einen Konofaden mit einem Graphitkern in Durchmesser von 30 Mikron und mit einem Gesamtdurchraesser von ca. 110 Mikron.
Die so gewonnenen Fäden haben eine glatte und glänzende Außenfläche; ihre Zugfestigkeit beträgt im Durchschnitt ca. 300 hbar, mit einer geringen Dispersion der Werte.
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Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von Fäden, bestehend aus einem Kohlekern und einem Siliziumkarbidüberzug, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kohlefaden, der durch den Joule-Effekt auf eine Temperatur zwischen 1200 und 3Λ2Ο° C erhitzt wird, durch einen ersten Reaktor läuft, der Siliziumtetrachlorid und Wasserstoff enthält, wobei die Verweildauer des genannten Fadens in der genannten Atmosphäre unter 30 Sekunden liegt, und ferner dadurch gekennzeichnet, daß das gewonnene Produkt anschließend mit einer Siliziumkarbidschicht überzogen wird, indem das" genannte und auf mindestens 1100 C erhitzte Produkt durch einen zweiten Reaktor läuft, der gasförmige Verbindunger, enthält, deren Reaktion beim Kontakt mit dem genannten Produkt zur kontinuierlichen Gewinnung eines Siliziumkarbidüberzugs führt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Fadens im 1. Reaktor ca. 1350° C beträgt, daß das relative Verhältnis von Siliziumtetrachlorid im Wasserstoff ca. 30$ und die Verweildauer des Fadens in diesem Reaktor ca. 10 Sekunden beträgt.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im zweiten Reaktor ca. 1200° C beträgt, daß die V/ände des genannten Reaktors erhitzt werden und daß der genannte Reaktor mit einem Gemisch gespeist wird, das ca. 0,3^ Holanteil Methyltrichlorosilan im Wasserstoff enthält.
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k. Neue Fäden, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus einem Kohlefaden mit einem Durchmesser von weniger als ca. 50 Mikron bestehen, auf den eine Siliziumkarbidschicht von weniger als 0,2 Mikron Stärke aufgebracht wird.
5. Neue Fäden gemäß Anspruch h, die mit einer Siliziumkarbidschicht von mindestens 10 Mikron Stärke überzogen sind.
409885/1229 COPY
DE19742428720 1973-06-15 1974-06-14 Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffäden mit einem Siliziumkarbid-Überzug Expired DE2428720C3 (de)

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Publications (3)

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DE2428720A1 true DE2428720A1 (de) 1975-01-30
DE2428720B2 DE2428720B2 (de) 1981-01-15
DE2428720C3 DE2428720C3 (de) 1982-03-11

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GB (1) GB1424990A (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2337214A1 (fr) * 1976-01-02 1977-07-29 Avco Corp Filaments au carbure de silicium et leur preparation
FR2607840A1 (fr) * 1986-12-04 1988-06-10 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif de revetement de fibres de carbone par un carbure et fibres de carbone ainsi revetues
FR2650270A1 (fr) * 1989-06-28 1991-02-01 Central Glass Co Ltd Fibres carbonees ayant des filaments en serpentin et procede pour leur production

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3369920A (en) * 1964-11-24 1968-02-20 Union Carbide Corp Process for producing coatings on carbon and graphite filaments

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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NL133271C (de) * 1966-01-05

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3369920A (en) * 1964-11-24 1968-02-20 Union Carbide Corp Process for producing coatings on carbon and graphite filaments

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2337214A1 (fr) * 1976-01-02 1977-07-29 Avco Corp Filaments au carbure de silicium et leur preparation
FR2607840A1 (fr) * 1986-12-04 1988-06-10 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif de revetement de fibres de carbone par un carbure et fibres de carbone ainsi revetues
FR2650270A1 (fr) * 1989-06-28 1991-02-01 Central Glass Co Ltd Fibres carbonees ayant des filaments en serpentin et procede pour leur production

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