DE2439930A1

DE2439930A1 - Verfahren zur herstellung eines siliciumcarbidgegenstandes

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Publication number: DE2439930A1
Application number: DE19742439930
Authority: DE
Inventors: Douglas R Fitchmun
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1973-08-20
Filing date: 1974-08-20
Publication date: 1975-03-20
Also published as: CA1026939A; JPS5063007A; GB1454622A; JPS548370B2

Description

Verfahren zur Herstellung eines Siliciumcarbid-

gegenstandes '

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Siliciumcarbidgegenstandes. Ein Gemisch aus Siliciumcarbidteilchen mit einem hitzehärtenden polymeren Material wird unter Bildung eines Gegenstandes als grüner Körper geformt. Der grüne Körper wird pyrolysiert, um das.Polymere in Kohlenstoff zu überführen, und der Kohlenstoff wird dann in SiI ic ium carbid in einem Silicierungsvorgang überführt.'

Siliciumcarbid ist ein keramisches Material von besonderem Interesse für Strukturen, die in Zonen hoher Temperatur verwendet werden sollen. In einem Gasturbinenmotor kann dieses Material zur Bildung von Strukturen, wie beispielsweise Turbinenschaufeln- und gehäuse, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, verwendet werden. Siliciumcarbid besitzt gute

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Wärmeschockbeständigkeit und hohe mechanische Beständigkeit; auch ist SiIiciumcarbid fest und ist beständig gegenüber oxidativem Abbau unter Motorbetriebsbedingungen.

In der US-PS 3 495 939 wird ein Verfahren beschrieben, daß sich zur Herstellung derartiger Gegenstände aus durch Reaktion gebundenem Siliciumcarbid eignet. Die in der US-PS 3 495 939 beschriebenen Hauptstufen sind wie folgt: (1) Ein Gemisch wird'¹ geformt, daß 72 Gew.% a-Siliciumcarbid, 28$ Graphit und eine ausreichende Menge eines das Gemisch zusammenhaltenden zeitweiligen Binders.enthält. Die Formung dieses Gemisches erfolgt durch Pressformung oder Extrudieren. (2) Der zeitweilige Binder wird durch Erhitzen des Gegenstandes auf eine Temperatur von etwa 11OPC vollständig beseitigt. Durch dieses Erhitzen wird der Binder ausgebrannt, wobei ein poröser Körper verbleibt, der im wesentlichen cc-Siliclumcarbid und Graphit enthält. (3) Der poröse Körper wird mit Silicium in einem Yakuuminduktionsofen bei Temperaturen von I5OO bis 1600⁰C und bei einem Druck von 0,5mm Hg behandelt. Unter diesen Bedingungen dringt Silicium in den porösen Körper ein und reagiert mit dem Graphit unter Bildung von ß-Siliciumcarbid. Diese ß-Siliciumcarbidphase dient als Bindung zwischen den-a-Siliciumcarbidteilchen, und der erhaltene Gegenstand besteht im wesentlichen aus Siliciumcarbid.

Der Hauptnachteil bei der Reaktionssinterung als Herstellungsverfahren zur Herstellung von Turbinenbestandteilen besteht darin, daß die-zur Erfüllung der technischen Erfordernisse notwendige Geometrie der Teile schwierig durch Pressformung zu formen ist. Auch können derartige Bestandteile nicht durch Extrudieren geformt werden. Die Spritzgußformung ist eine günstige Technik zur Bildung dieser komplizierten Formen, die für Turbinenmotorbestandteile

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erforderlich sind, jedoch fließen die in der US-PS 3 495 939 "beschriebenen Formungsgemische nicht "bei Polymerbehandlungstemperaturen und können daher nicht, ,mit üblichen Kunststoffverarbeitungsspritzgußmethoden und -einrichtungen hergestellt werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbidteilchen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Silibiumcarbidteilchen mit komplizierten Formen unter Anwendung üblicher Polymerspritzgußformtechniken und -einrichtungen.

Im allgemeinen liefert das Verfahren der Erfindung Siliciumcarbid teilchen in folgender Weise. Es wird ein Gemisch gebildet, daß 70 bis 83 Gewichtsteile Siliciumcarbidteilchen im allgemeinen mit einer Größe im Bereich von weniger als etwa 80 Mikron und 30 bis 17 Gewichtsteile eines hitzehärtbaren polymeren Materials enthält, das ursprünglich aromatische Bestandteile enthält oder das derartige aromatische Bestandteile nach Pyrolyse erzeugt, und das eine fließbare, flüssige Phase bei einer Temperatur eines Kunststöff-Formvorgangs darstellt.

Das so gebildete Gemisch wird in folgender Weise spritzguß^geformt. Das Gemisch wird auf eine Temperatur vorerhitzt, bei der das polymere Material in einer flüssigen Phase vorliegt. Das erhitzte Gemisch wird in eine Form durch ein Spritzgußformverfahren eingeführt. Die Form wird mit dem eingeführten Gemisch gefüllt, und es wird ein gleichmäßiger konstanter Druck durch das gesamte Geraisch innerhalb der Form entwickelt, wodurch eine kontinuierliche Matrix des polymeren Materials durch die gesamte Form entwickelt wird.

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Das in die Form eingeführte Gemisch wird unter Bildung eines hinsichtlich des polymeren Materials im wesentlichen kontinuierlichen Formkörpers versteift. Die Versteifung des Gemischs erfolgt durch Vernetzung des thermoplastischen polymeren Materials wenigstens zu einem Ausmaß,dae ausreicht, daß der Formkörper aus der Form ohne merkliche Verformung entfernt werden kann.

Das polymere Material des Formkörpers wird unter Herstellung eines porösen Körpers pyrolysiert, indem die Siliciumcarbidteilchen miteinander praktisch durch reinen Kohlenstoff verbunden sind. Der so hergestellte poröse Körper wird dann siliciert. Die Silicierung erfolgt durch Imprägnierung des porösen Körpers mit reinem Silicium in einer mit dem in der Pyrolysestufe erzeugten Kohlenstoff reagierbaren Form. Das Silicium und der Kohlenstoff werden unter Bildung eines fertigen Gegenstandes aus praktisch reinem Siliciumcarbid umgesetzt.

Die wesentlichen Merkmale des Verfahrens der Erfindung bestehen in der Auswahl der Art des organischen Materials,das verwendet wird, um die Siliciumcarbidteilchen miteinander zu verbinden. Insbesondere muß das ausgewählte Material ein solches Material sein,das aromatische Bestandteile enthält oder derartige Bestandteile nach Pyrolyse erzeugt. Die aromatischen Bestandteile sind wesentlich, weil diese die Bestandteile sind, die unter Bildung von reinem Kohlenstoff während der Pyrolyse des Materials verbleiben. Der im Pyrolysevorgang gebildete reine Kohlenstoff ist natürlich das Material, das später in Siliciumcarbid überführt wird, wenn der Silicierungsvorgang durchgeführt wird. Wenn das gewählte organische Material nicht derartige Bestandteile erzeugt, wird es im Pyrolysevorgang vollständig verdampft und weggebrannt, und es verbleibt kein Material,das aus Kohlen-

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stoff in Siliciumcarbid überführt wird.

Ein anderes wesentliches Merkmal des Verfahrens besteht in der Verwendung von etwa 17 bis etwa 30 Gew.$ des hitzehärtbaren Materials zum Vermischen mit den Siliciumcarbidteilchen. Dieser Bereich ist kritisch, weil, wenn weniger als diese Menge verwendet wird, die Materialien nicht richtig für einen Spritzgußformvorgang fließen. Falls eine größere als die angegebene Menge verwendet wird, besitzen die Gegenstände eine Neigung zur Schrumpfung und Rißbildung.

Im Hinblick auf das im Verfahren der-Erfindung verwendete hitzehärtbare polymere Material sind einige Materialien, welche ursprünglich aromatische Bestandteile enthalten: Phenolfurfural, Phenolformaldehyd, Polybenzimidazol, phenolisches-Naphttialindiol-Terpolymeres und Polyphenylene. Zu anderen hitzehärtbaren Materialien, welche bei Pyrolyse aromatische Bestandteile erzeugen, gehören Materialien, wie beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und Polyphenylpolymeres. Diese Materialien stellen lediglich Beispiele dar. Das Verfahren der Erfindung umfaßt die Verwendung von beliebigen) hitzehärtbaren polymeren Material, das ursprünglich aromatische Bestandteile enthält oder derartige aromatische Bestandteile nach Py-^- rolyse erzeugt und bei der Temperatur eines Kunststoffformvorgangs in einer fließbaren flüssigen Phase vorliegt.

Bezüglich der Pyrolysestufe kann diese Stufe durch Einbringung des Formkörpers in eine Kammer mit einer inerten Atmosphäre durchgeführt werden. Die Kammer wird langsam auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100CPC erhitzt, und man beläßt den Gegenstand darin.Während des Erhitzens des Gegenstandes und der Haltezeit bei Temperatur wird das polymere Material langsam in sämtliche aromatische Bestandteile überführt, indem nichtaromatische Materialien abgedampft werden.

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Anschließend werden die aromatischen Bestandteile in praktisch reinen Kohlenstoff überführt. Der pyrolysierte Ge-

genstand wird auf Räumtemperatür "bei einer Ktihlgeschwindigkeit, die keine Deformierung des Gegenstandes herbeiführt, zurück„gekühlt.

Die Silicierung des Gegenstands wird im allgemeinen durch Anordnung des pyrolysierten Gegenstands in eine evakuierbare Kammer durchgeführt. Die Kammer wird evakuiert, und der Körper innerhalb der Kammer wird auf eine Temperatur im Bereich von 1450 bis 160CPC erhitzt. Der Körper· ist in Kontakt mit einer umsetibaren Form von Silicium in der Kammer, und der Kohlenstoff reagiert mit dem Silicium unter Bildung von Siliciumcarbid. Der silicierte Gegenstand wird auf Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit gekühlt, daß keine Deformierung oder ßißbildung in dem Gegenstand herbeigeführt wird.

Das Verfahren der Erfindung wird durch einige bevorzugte Ausführungsformen in mehreren Beispielen erläutert. Die in den Beispielen angegebenen Materialien sollen den Rahmen der Erfindung nicht beschränken. Die Erfindung lehrt das allgemeine Prinzip, daß jedes beliebige hitzehärtende polymere Material, das ursprünglich aromatische Bestandteile enthält oder derartige aromatische Komponenten bei Pyrolyse erzeugt und bei Temperaturen eines Kunststoff—Formvorgangs in einer fließfähigen flüßigen Phase vorliegt, zur Bildung von spritzgußformbaren Siliciumcarbidgegenständen geeignet ist.

Beispiel 1

Ein spritzgußgeformter Siliciumcarbidgegenstand wird in folgender Weise hergestellt. Ein Formgemisch wird hergestellt, indem die folgenden trockenen Bestandteile in einer Kugelmühle 60 Minuten vermählen werden: 74,0 Gewichtsteile

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a-SiC(Korngröße 86 Mikron, 180 grit U.S. Std. mesh size), 24,5 Gewichtsteile Phenolfurfural/Phenolformaldehyd-Copolymeres und 1,5 Gewichtsteile Zinkstearat, wobei das Zinkstearat-als Entformungsmittel verwendet wird.

Das Formungsgemisch wird zu einem Herstellungsgegenstand auf einer handelsüblichen Kunststoffspritzgußmaschine vom gegenläufigen Schneckentyp verarbeitet. Vor der Formungsstufe wird das Pulver extrudiert und pelletisiert,um die Leichtigkeit der Zuführung in die Spritzgußmaschine zu erhöhen. Die Formungsbedingungen sind wie folgt: Schmelztemperatur 100PC, Formtemperatur 17'0PC, Füllzeit 5 Sekunden, Vorwärtsstoßzeit 2 Minuten. In dem Formgebungsvorgang wird das Gemisch auf eine Temperatur vorerhitzt, bei der das polymere Material in einer flüssigen Phase vorliegt. Das heiße Material wird in eine Form einer Spritzgußmaschine eingeführt. Die Form wird mit dem eingeführten Gemisch gefüllt, und es wird ein konstanter gleichmäßiger Druck durch das gesamte Gemisch innerhalb der Form entwickelt, wodurch sich eine kontinuierliche Matrix des Polymermaterials durch die gesamte Form bildet.

Der Kolben der Formmaschine wird in seiner Vorwärtsstellung nach dem Fo ringe bung svor gang während eines Zeitraums von 3 bis 5 Minuten belassen, so daß sich das Material in -der Form verfestigt. Das Material wird verfestigt, weil das verwendete hitzehärtende polymere Material vernetzt. Die Vernetzungszeit ist natürlich von der Art des verwendeten Polymermaterials abhängig. Das Polymermaterial muß zu einem ausreichenden Ausmaß verfestigt sein,daß der Formkörper aus der Form ohne irgendeine merkliche Deformierung entfernt werden kann. . '

Nachdem der geformte 'Gegenstand aus der Form entfernt wurde, ist der grüne Gegenstand eine Masse aus Siliciumcarbidteil-

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chen und dem Polymeren. Der grüne Gegenstand wird in eine Kammer gebracht und auf eine Temperatur von'10OC⁰C in einer Argonatmosphäre erhitzt. Dieser Pyrolysevorgang wird während eines Zeitraums von 27 Stunden durchgeführt, und der Körper wird auf die 100O⁰C Marke mit einer Geschwindigkeit von etwa 4C⁰C je Stunde zur Vermeidung von Formänderungen bzw. Verwerfungen des grünen Gegenstandes erhitzt. Unter diesen Bedingungen verliert die Polymerphase 42,4 ^ ihres Gewichts als Gas während die''restlichen 57,6 $ in Kohlenstoff überführt werden.Während dieses Erhitzungsvorgangs werden die nichtaromatischen Bestandteile des polymeren Materials als Gas algetrieben, und wenn die höheren Temperaturen erreicht werden, werden die verbleibenden aromatischen Bestandteile in Kohlenstoff umgewandelt. Dieser Kohlenstoff dient dazu, die Siliciumcarbidteilchen zusammenzuhalten.

Wenn der pyrolysierte Gegenstand einmal auf Raumtemperatur abgekühlt ist, ist er bereit für die nächste Behandlungsstufe des Verfahrens. In dieser speziellen Stufe wird der Kohlenstoff in dem pyrolysierten Gegenstand in Siliciumcarbid umgewandelt. Dieser Vorgang wird in einem Vakuuminduktionsofen bei folgenden Bedingungen durchgeführt: Druck 1 bis 2 Mikron Hg, Temperaturen 155O⁰C, Zeit bei der maximalen Temperatur 30 Minuten, Erhitzungsausmaß Raumtemperatur bis 1400⁰C in 2 1/2 Stunden und 1400⁰C bis zur Endteraperatur 1,5 Stunden. In dem Induktionsofen befindet sich ein Ende des pyrolysierten Gegenstandes in einem Bad aus geschmolzenem Silicium. Das Silicium wird auf diese Weise in den Gegenstand durch Kapillarwirkung hochgezogen und reagiert mit dem Kohlenstoff unter Bildung von Siliciumcarbid als ß-Siliciumcarbid und liegt in dieser Form wegen der Temperatur, "bei der die Reaktion stattfindet, vor.

Einige Eigenschaften des in dieser Weise hergestellten Materials sind wie folgt: Schüttdichte des grünen Körpers

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2,25 g/cm- ; End schüttdichte des Körpers 2,99 g/cm^⁵; Gewichtszunähme nach Imprägnierung mit Silicium 47,5$.; durch Silicium besetztes Volumen 14,9$; Bruchmodul beim 3-Punkt-Biegetegt 984 kg/cm² (14 000 lbs/in²).

Einige der Variablen bei diesem Vorgang sind wie folgt. Eine maximale Temperatur, auf die der Körper bei der Silicierung erhitzt werden kann, kann bei 1 45O⁰C bis 1 60O⁰C liegen. Die Zeit bei der maximalen Temperatur kann von 20 bis 40 Minuten variieren, je nach der Konfiguration und Gestalt des Gegenstandes.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Die Formulierung des Forroungsgemischs beginnt jedoch mit 74,0 Gew.$ oc-SiC (ein Gemisch aus Pulvern von 44 /um und 18/um (325 mesh und 800 mesh) im Verhältnis von 75 zu 25), 24,5 Gew.$ Phenolfurfural und 1,5 Gew.$ Zihkstearat. Bei der Nacharbeitung des Verfahrens nach Beispiel 1 -werden 57,8$ des Polymeren in Kohlenstoff und schließlich in SiC überführt. Der erhaltene

+ / 3 Gegenstand besitzt eine Dichte von 2,95 - 0,05 g/cm und eine Festigkeit im Bereich von 1 090 bis 1 270 kg/cm² (15 500 bis 18 000 lbs/in²).

Beispiel 3

Es wird ein Formungsgemisch mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt: 74 Gew.$ a-SiO (ein Pulver entsprechend einem Siebdurchgang mit einer Korngröße von 44 /um (325 mesh)), 24,5 Gew.$ Phenolformaldehyd und 1,5 Gew.$ Zinkstearät. Die Verarbeitung dieses Fojrmungsgemischs erfolgt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben. In dem erhaltenen Gegenstand sind 56,9$ des Polymeren in Kohlenstoff und schließlich in SiC gebundenes SiC überführt. Der erhaltene Gegenstand besitzt eine Dichte von 2,97 - 0,05 g/cm und eine Festigkeit im

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Bereich von 914 bis 1 050 kg/cm² (13 000 bis 15 000 lbs/in²),

Beispiel 4

Es wird ein Formungsgemisch der folgenden Zusammensetzung hergestellt: a-SiC 79,5 Gew.$ (Pulver mit einer Korngröße entsprechend einem Siebdurchgang durch Sieböffnungen von 44 /um; 325 mesh),Phenolfurfural 19,0 Gew.$ und 1,5$ Zinkstearat. Die Verarbeitung dieses Formungsgemischs erfolgt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, und 56,7$ des Polymeren werden in Kohlenstoff umgewandelt. Die endgültige Umwandlung des Kohlenstoffs in SiC führt zu einem SiC gebundenen SiC Gegenstand mit einer

Dichte von 3,01 - 0,05 g/cm und einer Festigkeit im Bereich von 914 bis 1 160 kg/cm² (13 000 bis 16 500 lbs/in²).

Beispiel 5

Er wird ein Formungsgeminch der folgenden Zusammensetzung hergestellt: oc-SiC 70 Gew.$ (Gemisch aus Pulvern mit Siebkorngrößen von 86, 46 und 18/um (180, 120 und 800 mesh) im Verhältnis von 40 : 40 : 20), Phenolfurfural-Phenolformaldehyd-Copoiymeres 29,7 Gew.$ und Zinkstearat 0,3 Gew.$. Dieses Formungsgemisch wird in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, verarbeitet. In diesem Material werden 60,2$ des Polymeren in Kohlenstoff umgewandelt und schließlich ein SiC gebundener SiC Gegenstand mit einer Dichte von 2,99 - 0,05 g/cm' und einer Festigkeit im Bereich von 1 050 bis 1 230 kg/cm (15 000 bis 17 500 lbs/in²) erzeugt.

,Beispiel 6

Es wird ein Formungsgemisch der folgenden Zusammensetzung hergestellt: a-SiC 72,5 Gew.$ (ein Gemisch von Pulvern mit Siebkorngrößen von 18/um und 15/um (800 und 1 000 mesh) im Verhältnis von 75 : 25), Phenolfurfural

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24,5 Gew.% und Zinkstearat 3,0 Gew.%. Die Verarbeitung dieses Formungsgemischs erfolgt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben. Durch die Verarbeitung..werden 58,8% des Polymeren in Kohlenstoff überführt und schließlich ein SiC gebundener SiC Gegenstand mit einer Dichte von 2,90 - 0,05 g/cm und einer Festigkeit im Bereich von 1 050 bis 1 230 kg/cm² (15 000 bis 1? 500 lbs/in²) erzeugt.

' Beispiel 7 ■

Es wird ein Formungsgemisch der folgenden Zusammensetzung hergestellt: oc-SiO 74 Gew.% (Siebkorngröße -44/um; 325 mesh), Polyvinylidenchlorid 24,5$ und Zinkstearat 1,5 Gew. ⁰Jo. Dieses Gemisch wird eirtrudiert und zu einem grünen Gegenstand pressgeformt. Die Verarbeitung des grünen Gegenstandes in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise überführt ?5% des Polymeren in Kohlenstoff und erzeugt schließlich einen SiC gebundenen SiC Gegenstand mit einer Dichte von 2,80 - 0,05'g/c'm^ und einer Festigkeit im Bereich von 352 bis 562 kg/cm² (5000 bis 8000 lbs/in²).

Beispiel 8

Es wird ein Formungsgemisch der folgenden Zusammensetzung hergestellt: a-SiO 74 Gew.^ (Pulver mit einer Siebkorngröße von 44/um; 325 mesh), Naphthalindiol-Terpolymerharz 24,5 Gew.% und 1,5$ Zinkstearat. Dieses Gemisch wird Spritzgußgeformt." Die Verarbeitung des grünen Gegenstandes in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise überführt 65 bis 70% des Polymeren in Kohlenstoff und erzeugt schließlich einen SiC gebundenen SiC Gegenstand mit einer Dichte von 3_r°8 £ 0,05 g/cm⁵ und einer Festigkeit im Bereich von 1 510 bis 1 620 kg/cm² (21 500 bis 23 000 lbs/in²).

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Beispiel 9

ΜΜ«ΜΒΜΜ*ΜΜΜΒΒΗ_■■■■_-* _f

Es wird ein Gemisch aus 20 Gew.$ sus mit Propylenglykol vernetzbar gemachtem Polymeren auf P-Polyphenylenbasis, 78,5 Gew.^ a-Siliciumcarbid und 1,5 Gew.^ Zinkstearat hergestellt. Dieses Material wird unter den folgenden Bedingungen durch Preßspritzverfahren geformt: Schmelztemperatur 185⁰C, Formtemperatur 25O⁰C, Füllzeit für die Form 15 Sekunden, Vorerhitzung des Materials 3 Minuten, Kolben vorgeschoben 3 Minuten, HärtungszBit 15 Minuten. Der grüne Gegenstand wird wie in Beispiel 1 erörtert carbonisiert und siliciert. Da dieses Polymere zu einer hohen Kohlenstoffausbeute umgewandelt ist, nämlich 70 bis 75$, besitzt das Material eine hohe Enddichte 3,13 g/cm⁵ und einen Bruchmodul im Bereich von 2 bis 2 180 kg/cm² (29 000 bis 31 000 lbs/in²).

Beispiel 10

Es wird ein Gemisch mit einem Gehalt an 19 Gew.# phenolischem Naphthalindiol-Terpolymerem unter Verwendung von 79»5$ α-SlC Teilchen und 1,5$ Zinketeerat hergestellt. Dieses Gemisch wird wie in Beispiel 9 beschrieben verarbeitet. Die Enddichte des Gegenstandes beträgt 3,13 g/cm , und der Bruchmodul liegt im Bereich von 1 760 bis 1 900 kg/cm² (25 000 bis 27 000 lbs/in²).

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbidgegenständen angegeben. Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, ohne darauf begrenzt zu sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Siliciumqgrbidgegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß

1) (a) 70 bis 83 Gewichtsteile Siliciumcarbidteilchen mit (b) 30 bis 17 Gewichtsteilen eines hitzehärtenden polymeren Materials, daß ursprünglich aromatische Bestandteile enthält oder diese aromatischen Bestandteile nach Pyrolyse erzeugt, vermischt werden,

2) das in Stufe 1 gebildete Gemisch geformt wird, wobei der Formvorgang durch (a) Vorerhitzung des Gemischs auf eine Temperatur,bei der das polymere Material in einer flüssigen Phase vorliegt, (b) Einführung des erhitzten Gemischs in eine Form, (c) Füllender Form mit dem eingeführten Gemisch und (d)' Entwicklung eines gleichmäßigen konstanten Drucks durch das gesamte Gemisch in der Form, wodurch eine kontinuierliche Matrix des polymeren Materials durch die gesamte Form erfolgt, durchgeführt wird,

3) das in die Form eingeführte Gemisch wenigstens zu einem ausreichenden Ausmaß verfestigt wird, so daß der Formkörper aus der Form ohne merkliche Deformierung entfernt werden kann,

4) das polymere Material des Formkörpers unter Erzeu- · gung eines Körpers, in dem die Siliciumcärbidteilchen durch praktisch reinen Kohlenstoff aneinander gebunden sind, pyrolysiert wird und

5) der Kohlenstoff des in Stufe 4 gebildeten Körpers unter Bildung eines fertigen Gegenstandes aus praktisch reinem Siliciumcarbid siliciert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-kennzeichnet, daß

1) (a) 70 bis 83 Gewichtsteile Siliciumcärbidteilchen

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mit einer Größe von weniger als etwa 80/um mit (b) 30 bis 17 Gewichtsteilen eines hitzehärtenden polymeren Materials vermischt v/erden, das (i) ursprünglich aromatische. Beetandteile enthält oder derartige aromatische Bestandteile nsch Pyrolyse erzeugt und (ii) in einer fließbaren, flüssigen . · Phase bei Temperaturen eines Kunststoffformvorgangs vorliegt,

2) das in Stufe 1 gebildete Gemisch spritzgufiL.geforiat wird, wobei die Spritzgußformung dadurch erfolgt, daß (a) das Gemisch auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der das polymere Material in einer flüssigen Phase vorliegt, (b) das erhitzte Gemisch in eine Form für ein Spritzgußverfahren eingeführt wird, (c) die Form mit dem eingeführten Gemisch gefüllt wird und (d) ein gleichmäßiger konstanter Druck durch, das gesamte Gemisch in der Form entwickelt wird, wodurch eine kontinuierliche Matrix des polymeren Materials durch die gesamte Form entwickelt wird,

3) das in die Form eingeführte Gemisch unter Bildung eines hinsichtlich des polymeren Materials praktisch kontinuierlichen Formkörpers verfestigt wird, wobei die Verfestigung des Gemischs durch Vernetzung des hitzehärtenden polymeren Materials wenigstens zu einem ausreichenden Ausmaß erfolgt, so daß der Formkörper aus der Form ohne merkliche Deformierung entfernt werden kann,

4) das polymere Material des Formkörpers unter Bildung eines porösen Körpers pyrolysiert wird, indem die Siliciumcarbidteilchen durch praktisch reinen Kohlenstoff miteinander verbunden sind und

5) der in Stufe 4 erzeugte poröse Körper siliciert wird, indem (a) der poröse Körper mit reinem Silicium in einem mit demin Stufe 4 erzeugten Kohlenstoff reagierbaren Form imprägniert wird und (b) das Silicium mit dem Kohlenstoff unter Bildung eines fertigen Gegenstandes aus praktisch reinem Siliciumcarbid umgesetzt wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da d u r c h. gekennzeichnet, daß eine kleine Menge eines Entformungsmittels zu dem in Stufe 1 gebildeten Gemisch zugesetzt wird,um leichtes Entfernen des geformten Siliciumcarbidgegenstandes aus der Spritzgußform zu ermöglichen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alsEnfcfoimungsmittel Zinkstearat verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als polymeres hitzehärtendes Material, das ursprünglich aromatische Bestandteile enthält,Harze aus Phenolfurfural, Phenolformaldehyd, Polybenzimidazol, phenolischem Napthalindiol-Terpolymerem und/oder Polyphenylenen verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, d a du r c h gekennzeichnet, daß als polymeres hitzehärterides Material, das nach Pyrolyse aromatische Bestandteile erzeugt, Harze bestehend aus Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und/oder Polyphenylpolymerem verwendet werden.

7. Verfahren-nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyrolysestufe durchgeführt wird, indem der !Formkörper in eine Kammer mit einer inerten Atmosphäre gebracht wird, der Körper auf eine Tem-peratur von etwa 1Ö0CPC langsam erhitzt wird, wodurch fortschreitend (a) das polymere Material· in aromatische Bestandteile überführt wird und (b) die aromatischen Bestandteile in praktisch reinen Kohlenstoff tiberführt werden und der Körper auf Raumtemperatur bei einer Ktihlgeschwindigkeit, die keine Deformierung des Körpers herbeiführt, gekühlt wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper auf eine Temperatur von 100CPC "bei einer Geschwindigkeit von etwa 4CFC je Stunde erhitzt wird und der Körper von dieser Temperatur von 1000PC mit einer Geschwindigkeit von etwa 40PC je Stunde gekühlt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Silicierungsstufe durchgeführt wird, indem (a) der pyrolysierte Körper in eine evakuierbare Kammer gebracht wird, (b) die Kemmer evakuiert wird, (c) der Körper auf eine Temperatur im Bereich 1450 bis 160O⁰C erhitzt wird, während wenigstens ein Teil des Körpers in Kontakt mit flüssigem Silicium in der Kammer ist, (d) das Silicium mit dem Kohlenstoff des Körpers unter Bildung eines Körpers aus Siliciumcarbid umgesetzt wird und (e) der Siliciumcarbidkörper auf Raumtemperatur gekühlt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper von Raumtemperatur auf eine Temperatur von 1 45O⁰C in einem Zeitraum von 2 bis

3 Stunden erhitzt wird, der Körper von 1 450^C auf 1 6OC⁰C

in einem Zeitraum von 1 bis 2 Stunden erhitzt wird und der

Körper bei 1 600PC -während eines Zeitraums von 20 bis 40 Minuten gehalten wird.

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