DE2718729A1 - Verfahren zur herstellung von koerpern aus siliziumnitrid - Google Patents

Description

ASEA AB Västeras / Schweden

Verfahren zur Herstellung von Körpern aus Siliziumnitrid

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Körpern aus Siliziumnitrid gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Siliziumnitrid, chemische Formel Si^N,, ist ein keramisches Material, dem während der letzten Jahre großes Interesse als mögliches Material für solche Konstruktionsteile gewidmet wurde, die hoher Temperatur und korrosiver Atmosphäre ausgesetzt sind. Im Unterschied zu den meisten anderen keramischen Materialien mit hoher Festigkeit ist die Fähigkeit des Si,N,, einen thermischen Schock zu ertragen, außerordentlich groß, was mit dem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten zusammenhängt.

Besonders interessant ist Siliziumnitrid als Material für Turbjnenrader, Rotorschaufeln und andere dynamisch beanspruchte Teile für Gasturbinen, u.a. für Gasturbinen zum Antrieb von Fahrzeugen, wie auch als Material für Konstruktionsteile von Wankelmotoren und als Trägermaterial ·

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Produkte aus Siliziumnitrid werden nach zwei Methoden hergestellt, nämlich durch Heißpressen oder Reaktionssintern.

Heißgepreßte Produkte werden meistens durch Zusammenpressen von Siliziumnitridpulver zusammen mit Magnesiumoxid als sinterungsförderndem Zusatz in einem Graphitwerkzeug bei einer Temperatur von ca. 1700 - 1800⁰C und einem Druck, der 20 - 30 MPa betragen kann, hergestellt. Der Zusatz an Magnesiumoxid beträgt 0,8 - 5 Gewichtsprozent des Siliziumnitrids. Beim Heißpressen v/ird .ein Siliziumnitrid verwendet, das zumindest zum größten Teil aus Siliziumnitrid derrt-Phase besteht und somit nur einen kleinen

Anteil oder eventuell überhaupt kein Siliziumnitrid der <"· -Phase enthält. Siliziumnitrid der ""C-Phase enthält im Gegensatz zu Siliziumnitrid der;"¹ -Phase kleine Mengen Sauerstoff im Molekül. Während des Heißpressens reagiert das Magnesiumoxid unter Bildung von Magnesiumsilikat, und das Siliziumnitrid der^-Phase geht in Siliziuirmitrid der ^ -Phase über. Man nimmt an, daß die Bildung von Magnesiurnsilikat unter Mitwirkung von Siliziumoxid, das als dünner Belag auf den Siliziumnitridkörnern auftritt, sowie unter Mitwirkung des Sauerstoffs geschieht, der im Siliziumnitrid der "Λ-Phase enthalten ist. Normalerweise '■■ enthält das Silikat auch gewisse Mengen Kalzium. Das Magnesiijmsilikat bildet eine glasartige Bindephase zwischen den Siliziumnitridkörnern. Das Magnesiumoxid hat für den Ablauf des Zusammenpressens und Sinterns beim Heißpressen eine ausschlaggebende Bedeutung und trägt zur Bildung eines dichtgesinterten Materials mit außerordentlich hoher Festigkeit bei. Es ist auch bekannt, daß die Magnesiurnsilikatphase in dem

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gesinterten Material eine Herabsetzung der Festigkeit des Materials bei höheren Temperaturen, wie z.B. 800 bis 900°C und höher, verursacht. Eine solche Herabsetzung der Festigkeit tritt bei reaktionsgesintertem Siliziumnitrid nicht auf. Es ist ferner bekannt, statt Magnesiumoxid Yttriurnoxid als sinterungsfördernden Zusatz zu verwenden und daß die Anwendung von Yttriuraoxid anstelle von Magnesiumoxid eine bessere Festigkeit bei höheren Temperaturen ergibt. Der Zusatz von Yttriumoxid kann in dem bekannten Fall 1.0 bis 3,5 Gewichtsprozent des Siliziumnitrids und mehr betragen. Das Zusammenpressen erfolgt in einem Graphitwerkzeug bei einer Temperatur von 17bO°C bis 1800⁰C und einem Druck von hO bis bO MPa.

Reaktionsgesintertes Siliziumnitrid wird hergestellt, indem ein poröser Körper aus Siliziumpulver gefertigt wird, der anschließend mit Stickstoffgas nitriert wird. Der Körper kann vor dem Nitrieren leicht verformt werden und verändert seine Form während des Nitriei-ens nur unbedeutend. Die Porosität des fertigen Körpers übersteigt 15 %. Die Festigkeit von Körpern aus reaktionsgesintertem Siliziumnitrid ist im G gensatz zur Festigkeit von Körpern aus heißgepreßtem Siliziumnitrid von der Temperatur nahezu unabhängig, zumindest bis zu Temperaturen von 1600 p. Die Festigkeitswerte liegen jedoch bedeutend niedriger als bei heißgepreßtem Siliziumnitrid. Reaktionsgesintertes Siliziumnitrid ist daher für stark beanspruchte Konstruktionsteile nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung gesinterter Körper aus Siliziumnitrid unter Beteiligung

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von Yttriumoxid zu entwickeln, dessen fertige Silizium nitridprodukte sowohl bei Raumtemperatur als auch bei höheren Temperaturen eine bedeutend höhere Festigkeit haben, als die nach den bekannten Verfahren hergestellten Produkte aus Siliziumnitrid.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale ι hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Öle Menge Yttriumoxid beträgt zweckmäßigerweise 0,2 bis 20 %, vorzugsweise 0,5 bis 10 % des Gesamtgewichtes von Siliziumnitrid und Yttriumoxid. Bei der Verwendung einer anderen Yttriumverbindung als Oxid wird eine dem Yttriumoxid entsprechende stöchiometrische Menge der betreffenden Yttriumverbindung verwendet. Als Bei .spiel solcher Yttriumverbindungen können Yttriumforrniat, Yttriumoxalat, Yttriumkarbonat, Yttriumazetat, Yttriumpropionat, Yttriumbut yrat und Yttriumnitrat genannt werden. i

Die Hülle wird vorzugsweise vor dem isostatischen Zusammenpressen bei einer Temperatur von mindestens 600 C evakuiert. V/enn die Yttriuinverbindung eine andere als das Oxid ist, so geht diese Yttriumverbindung dabei unter Abgabe gasförmiger Substanzen in

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Gemäß der Erfindung wird ein Preßdruck von 150 bis 1500 MPa, .insbesondere ein Preßdruck von 200 bis 300 MPa bevorzugt. Hinsichtlich der Festigkeit und anderer Eigenschaften des Produktes ist ein höherer Druck als 1500 MPa nicht nachteilig, jedoch ist es in der Praxis außerordentlich schwierig, solche hohen Drücke jange genug bei der erforderlichen Temperatur aufrechtzuerhalten.

Die beim Zusammenpressen bevorzugte Temperatur beträgt 1600 bis 1900°C, insbesondere 1700 bis 1800°C.

Die Preßzeit kann von einer halben Stunde bis zu mehreren Stunden variieren.

Dadurch, daß das Zusammenpressen des Materials durch isostatisches Pressen erfolgt, erhalten die hergestellten Produkte im wesentlichen gleiche Festigkeit in allen Richtungen, während bei heißgepreßten Produkten, die in Graphitwerkzeugen hergestellt werden, die Festigkeit in Preßrichtung und senkrecht dazu unterschiedlich ist, was wahrscheinlich auf einer gewissen Orientierung der Partikel während des Pressens beruht. Ein anderer Vorteil des isostatischen Fressens besteht darin, daß Produkte von sehr komplizierter Gestalt direkt durch Pressen und ohne oder nahezu ohne anschließende Bearbeitung durch Werkzeuge, beispielsweise durch Schleifen, hergestellt werden können. Wegen der sehr großen Härte von Siliziumnitrid ist dies außerordentlich bedeutsam. Ein weiterer wichtiger Vorteil des isostatischen Pressens besteht darin, daß keine Preßwerk-

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zeuge erforderlich sind und damit die bei Preßwerkzeugen für. sehr hohe Drücke und Temperaturen auftretenden Materialprobleme entfallen.

Γ is Pulver wird vorzugsweise zu einem Produkt vorgeformt, indem man das Pulver kompaktiert, wobei das Pulver zweckmäßigerweise in einer geschlossenen Kapsel aus nachgiebigem Material eingeschlossen wird. Die Kontaktierung kann vorteilhaft ohne temporäres Bindemittel erfolgen bei einem Druck von mindestens 100 MPa, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 1^00 MPa, und bei Raumtemperatur oder einer Temperatur, welche wesentlich unter der Temperatur beim Zusammenpressen in Verbindung mit der Sinterung liegt. Durch spanabhebende Bearbeitung kann dem vorgepreßten Produkt anschließend die gewünschte Form gegeben werden. Alternativ können herkömmliche Techniken, wie z.B. Schlarnmgießen, Spritzgießen oder Formpressen, zur Herstellung keramischer Produkte angewandt werden. Hierbei wird das Pulver normalerweise vor der Kompaktierung mit einem temporären Bindemittel gemischt, wie z.B. Methylzellulose, Zellulosenitrat oder ein Akrylatbindemittel. Das Bindemittel kann nach dem Formen durch Erhitzen entfernt werden.

Nach der genannten Formgebung bei niedriger Temperatur wird das vorgeformte Produkt in eine gasdichte Hülle aus vorzugsweise Vycor- oder Quarzglas oder aus einem anderen Glas mit genügend hohem Schmelzpunkt eingeschlossen, so daß es nicht in die Poren des vorgeformten Frodukts, das verdichtet werden soll, eindringen kann.

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Statt des hochschmelzenden Glases kann als Hüllenmaterial ein anderes Material verwendet werden, das bei den beim Sintern angewandten Temperaturen nachgiebig ist. Die Hülle wird vorzugsweise evakuiert und verschlossen, bevor der Pulverkörper den für das Sinlern erforderlichen Druck- und Temperaturbodingungen ausgesetzt wird. Es ist von Vorteil, wenn man die Hülle nach ihrem Verschließen, jedoch vor dem Sintern, mit ihrem Inhalt auf eine Temperatur erhitzt, bei der das Hüllenmaterial leicht verformbar ist, so daß sich die Hülle der Form des vorgeformten Produktes anpassen und gegen dieses anlegen kann.

Die Hülle kann aus einer vorgeformten Kapsel aus beispielsweise Glas der obengenannten Art bestehen. Man kann jedoch auch so vorgehen, daß sich die Hülle an Ort und Stelle bildet, indem man das vo "geformte Produkt in eine Suspension von Partikeln aus Glas oder einem anderen nachgiebigen Material taucht oder das vorgeformte Produkt auf andere Weise mit einer Partikelschicht aus Glas oder einem anderen nachgiebigen Material überzieht, urn danach das Produkt, vorzugsweise unter Vakuum, auf eine solche Temperatur erhitzt, daß die Partikel eine dichte Hülle \am das Produkt bilden. Es ist jedoch möglich, das Zusammenpressen ohne Vorforrnung des Pulvers vorzunehmen, wobei das Pulver in eine Glashülle gefüllt wird, die dieselbe Form, jedoch größere Abmessungen als der herzustellende Siliziumnitridkörper hat.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsforin der Erfindung besteht die gasdichte Hülle aus Glas, und die Glashülle mit ihrem Inhalt wird

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nach dem Zusammenpressen mit einer Geschwindigkeit von höchstens 1000 C pro Stunde, vorzugsweise höchstens 700 C pro Stunde, abgekühlt. Dadurch wird die Gefahr einer Rißbildung in dem gefertigten Siliziumni Lridkörper wahrend des Abkühlens ganz oder nahezu ganz vermieden. Diese Gefahr ist am größten, wenn der SiIizi'.iriinitridkörper eine komplizierte Form hat; sie beruht in erster Linie auf den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Siliciumnitrid, und Glas. Insbesondere dann, wenn die Glashülle verhältnismäßig dickwandig ist, ist es zum Erzielen eines, guten Produktes auch wichtig, daß der Druck während des Abkühlens auf höchstens 10 MPa, vorzugsweise höchstens 1 MPa, gehalten wird. Es hat sich gezeigt, daß die genannten Maßnahmen die mechanischen Eigenschaften des Glases beeinflussen, so daß die Hülle während des Abkühlens leichter zerbricht, als wenn die Abkühlung ungesteuert erfolgt und der Druck nicht gesenkt wird. Dadurch, daß die Festigkeit des Glases herabgesetzt wird, wird die Gefahr einer ungünstigen Beeinflussung des Siliziumnitridkörpers geringer.

Das verwendete Siliziumnitridpulver soll eine Korngröße von weniger als 100/um haben, mit einer Kristallkorngröße, die kleiner als 5/um ist. Es kann zumindest zürn überwiegenden Teil aus S.iliziumnitrid der .'X-Phase bestehen. Siliciumnitrid dieses Typs wird beim Sintern in Siliciumnitrid, der.*¹-Phase umgewandelt. Der Gehalt an Verunreinigungen in Form von Oxiden aus anderen Elementen als Silizium und Yttrium im Siliciumnitrid beträgt, wie bereits erwähnt, höchstens 1 Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent. Bevorzugt wird

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ein Siliziuinnitrid verwendet, bei dem der Gehalt an Verunreinigungen höchstens 0,6 Gewichtsprozent beträgt.

Das Yttriumoxid oder eine andere Yttriuinverbindung wird vorzugsv.e se in Form eines Fulvers mit einer Korngroße von weniger als ^Λ jO /um und einer Kristallgröße von weniger als 5/um zugesetzt. Das Siliziumnitrid- und das Yttriumoxidpulver werden zweckmäßigerweise jurch Naßmahlen in geeigneter Flüssigkeit, wie beispielsweise Kethanol, gemischt. Die Yttriuinverbindung kann eventuell auch in Form eines Belags auf den Siliziumnitridkörnern beigegeben werden.

Anhand der Figuren soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Preßanordnung in Seitenansicht, in welcher ein vorgeforintes Produkt aus Siliziumnitridpulver durch Kompaktieren bei Raumtemperatur hergestellt werden kann,

Fig. 2 die Preßanordnung gemäß Fig. 1 in einem Vertikalschnitt durch die Mitte und nach Verschiebung des zur Preßanordnung gehörenden Pressenrahlmens,

Fig.3a

u.3b zwei Beispiele für ein vorgeformtes Produkt, die jeweils in einer aus einer Glaskapsel bestehenden Hülle eingebracht sind,

Fig. 4 einen Hochdrucknfen, in dem das endgültige Zasr--..·."··;.npressen und Sintern durchgeführt werden kann.

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Eine Pulvermischung, die aus 2 Gewichtsprozent Yttriurnoxidpulver mit einer Pulverkorngröße von weniger als 5 /um und 98 Gewichtsprozent Siliziumnitridjjulver mit einer Pulverkorngröße von weniger als 7 /um, das 0,5 Gewichtsprozent Verunreinigungen in Form von Oxiden anderer Elemente als Silizium und Yttrium enthält, wird in eine Kapsel aus Kunststoff, z.B. weichgeuiachtes Polyvinylchlorid, oder Gummi gebracht, wonach die Kapsel verschlossen und in einer Preßanordnung gemäß Fig. 1 und 2 plaziert wird, wo die Kapsel einem Druck von 600 MPa bei Raumtemperatur fünf Minuten lang ausgesetzt wird.

In den Figuren 1 und 2 bezeichnet 1 ein Pressengestell, welches einen Hochdruckzylinder 2 trägt. Das Pressengestell hat zwei Ösen 3, durch welche eine Stange k läuft. Der Hochdruckzylinder 2 hat zwei Ösen 5, deren Lagerflächen der Stange 4 angepaßt sind. Der Abstand zwischen den Außenflächen der Ösen 5 ist kleiner als der Abstand zwischen den Innenflächen der Ösen 3. Infolgedessen ist der Hochdruckzylinder um die Differenzstrecke zwischen den beiden genannten Abständen axial verschiebbar. Normalerweise ruht der Hoch'rückzylinder 2 auf der unteren Öse 3, so daß sich zwischen den oberen Öscn3 und 5 ein Spalt 6 bildet. Der Hochdruckzylinder 2, der aus einem inneren Rohr 10 und einem vorgespannten Bandmantel besteht, wird durch einen oberen Endverschluß 7 und einen unteren Endverschluß 8, welche ein Stück in den Zylinder hineinragen, verschlossen. Diese Endverschlüsse sind mittels Dichtungsringen 12 bzw. 13 gegen die innere Zylinderwand abgedichtet. Im oberen Endverschluß ist ein En ti ü <"' .e.ogskanal 9 vorhanden. Der Zylinderraum steht über

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den Kanal 16 im unteren Endverschluß 8 mit einer in den Figuren nicht gezeigten Druckmittelquelle in Verbindung. Zu der Preßvorrichtung gehört ferner ein horizontal verschiebbarer FresGonr;ih;iien 22, der mittels Rädern 23 auf Schienen 24 im Boden 25 läuft. Der Pressenrahmen bee Loht aus einem oberen Joch 26,

einem unteren Joch 27 und zwei Distanzstücken 28,

die von einem vorgespannten Bandmantel 29 zusammengehalten werden. D..-r Pressenrahmen ist durch einen Betätigungszylinder 30 zwischen den in Fig. 1 und 2 gezeigten beiden Lagen verschiebbar, Das Fenster des Pressenrahrnens ist etwas höher als der Abstand zwischen dc-n äußeren Endflächen der beiden Endverschlüsse, wenn diese vollständig in den Hochdruckzylinder eingeschoben sind. Der Hochdruckzylinder/i st in einer solchen Höhe montiert, daß die Spiele 33 und. 34 zwischen den Jochen des Fressenrahmens und den Endverschlüssen des Hochdruckzylinders ungefähr gleich groß sind.

Die Presse arbeitet in folgender Weise: Der Hochdruckzylinder 2 wird mit dem Freßgut beschickt, im vorliegenden Falle mit einer mit Sili/iui.uni tridpulver gefüllte Kapsel. Der obere Endverschluß 7 wird eingesetzt, und der Pressenrahmen wird aus der in Fig. 1 gezeigten Lage in die in Fig. 2 gezeigte Lage verschoben. Der Hochdruck zylinder wird über C\>>n Kanal 16 mit Druckmittel gefüllt, das vorzugsweise aus einer Flüssigkeit besteht,wie z.B. Öl oder eine Öl-Masseremulsion. Über den Kanal 9 und ein nicht dargestelltes Entlüftungsventil wird der Hochdruckzylinder entlüftet. V,'enn der Zylinder gefüllt ist, wird das Entlüftungsventil geschlossen, und

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Druck wird auf den gewünschten oben angegebenen Wert erhöht.

Hiurbei werden die Endverschlüsse 7 und 8 nach außen gegen die

Joche 26 und 27 gepreßt, welche die auf die Endverschlüsse wirkenden Druckkräfte aufnehmen.

Nach beendeter Kor,pak tierung und Druckentfernung wird die Kapsel mit dem vorgeformten Produkt dem Hochdruckzylinder 2 entnommen. Das vorgeformte Produkt, das eine Dichte von 65 % der theoretisch erreichbaren Dichte hat, wird, eventuell nach einer gewissen vorausgehenden Bearbeitung in eine Vycor- oder Quarzglaskapsel eingeschlossen, wie es die Figuren 3a und 3b zeigen. Das vorgeforüite Frodukt ist hierbei mit 36 bezeichnet. Die oben erwähnte Kapsel aus Kuriststoff, die bei der Kontaktierung bei Raumtempera Lur verweni· t wird, hiiin eine Form haben, die an dem vorgeformten Produkt 36 anliegt. Die Kapsel 35 ist größer als das Produkt 36, so daß ein Spiel zwischen dem Produkt und der Kapselwand vorhanden ist. Beim Einbringen des Produktes 36 in die Kapsel hat diese noch keine Einschnürung. Die Kapsel wird in einen Ofen eingebracht, in dom eine Temperatur von etv;a 1000 C herrscht, und in dem Ofen ül-.va 3 Stunden lang mittels einer an der Mündung 37 der Kapsel angeschlossenen Vakuumpumpe bei einem Druck von 0,1 Pa entgast. Danach wird die Kapsel bei diesem Druck durch Verschmelzen an der Stelle 38 verschlossen. ,Anschließend wird die Kapsel mit dem vorgeformten Produkt in einem Ofen auf eine Temperatur von 1250 C erhitzt, so daß das Kapselmaterial weich genug wird, um leicht verformt werden zu können, worauf sie dann in die Hochdruckkammer gf.-.viß Fig. A gebracht wird.

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In Figur 4 bezeichnet 22 einen Pressenrahmen derselben Art wie der Jn Fig. 1 und 2 gezeigte Pressenrahmen, der zwischen der in der Figur 4 gezeigten Lage und einer Lage, in der der Rahmen die Hochdruckkarruner 42 umgibt, beweglich angeordnet ist.

]>' j Hochdruckkaminer 42 wird von einem Gestell 49 getragen und enthält einen Hochdruckzylinder, der aus einem inneren Rohr 50, einem umgebenden vorgespannten ßandmantel 51 und Endringen 52 aufgebaut ist, die den Bandmantel axial zusammenhalten und als Aufhängevorrichtung dienen, mit der die Hochdruckkammer am Gestell 49 befestigt ist. Die Hochdruckkarnmer 42 hat einen unteren Kndvt.rschluß 53, der in das Rohr 50 des Hochdruckzylinders hineinragt. In einer Nut des Endverschlusses liegt ein Dichtungsring Durch den Endverschluß läuft ein Kanal 55 für die Zufuhr eines gasförmigen Druckmittels, vorzugsweise Argon oder Helium, sowie ein Kanal 56, durch welchen die elektrischen Zuleitungen zur Speisung des elektrischen Heizelementes 57 des Ofens geführt werden. Das Heizelement 57 wird von einem Zylinder 58 getragen, der auf einem isolierenden Boden 59 ruht, der seinerseits in einen isolierenden Mantel 60 hineinragt. Der obere Endverschluß r-nthält einen ringförmigen Teil 61 mit einem Dichtungsring 62, der gegen das Rohr 50 dichtet. Der Hantel 60 ist hängend und gasdicht am ringförmigen Teil 61 befestigt. Der Endverschluß hat seinerseits einen Deckel 63 zum Verschließen der Öffnung im ringförmigen Teil 61, welches gewöhnlich am Hochdruok/ylinder befestigt bleibt. Der Deckel hat einen Dichtungsring 64, der gegen die Innenfläche des ringförmigen Toils 61 dichtet. An .seinem unteren Ende trägt

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der Deckel ein isolierendes Teil 25, welches bei geschlossenem Hochdruckzylinder in den Mantel 60 hineinragt und einen Teil der isolierenden Hülle des Ofenraums 66 bildet. Der Deckel 63 ist an einer Konsole 67 befestigt, die ihrerseits an einer senkrecht verschiebbaren und drehbaren Bedienungsstange 68 befestigt ist. In der bereits anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen V/eise nehmen die Joche 26 und 27 bei Druckerzeugung im Ofenraum die auf den unteren Endverschluß 53 und den Deckel 63 wirkenden Druckkräfte auf.

Bei der Erwärmung der in Fig. 3a und 3b gezeigten Kapsel 35 in der Hochdruckkammer gemäß Fig. 4 wird die Kammer zunächst mindestens auf dieselbe Temperatur erwärmt, auf welche die Kapsel 35 in einem konventionellen Ofen vorgewärmt wird. Nach Einbringung der Kapsel in den Ofenraum 66, wobei der Deckel 63 zunächst hochgehoben und danach zwecks Verschließen des Ofenraumes herabgesenkt wird, werden Druck und Temperatur sukzessiv auf 200 MPa bzw. 17A-O⁰C erhöht und k Stunden lang auf diesen Werten gehalten, innerhalb derer die gewünschte Dichte und Sinterung erreicht werden. Danach wird das fertige Produkt abgekühlt. Insbesondere d.-nn, wenn das vorgeformte Produkt eine Form gemäß Fig. 3b hat, 1st es zweckmäßig, dabei zunächst den Druck bei aufrechterhaltener Temperatur auf ungefähr 0,5 MPa zu senken. Daraufhin wird die Stromzufuhr zum Heizelement 57 reduziert, so daß die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 500 C pro Stunde abnimmt, bis das Produkt auf Raumtemperatur oder eine andere, die Handhabung des Körpers erlaubende Temperatur abgekühlt ist. Nach Herausnahme des Produktes aus dem Hoch-

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druckofen kann die Glaskapsel, beispielsweise durch Sandstrahlbebl ;ίciing, entfernt werden. Im Bedarfsfalle kann das fertige Produkt iü.it Di;.i':;antwerkzeugen geschliffen oder geputzt werden. Die Dichte des fertigen Produktes übersteigt 99,5 % der theoretisch i:ii'glichen Dichte.

Das Verfahren ist zur Herstellung von Körpern beliebiger Form rii-.v,'-.üdbar und eignet sich insbesondere für Körper sehr komplizierter Gestalt.

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Claims (1)

1. Patentansprüche :

   1. Verfiihren zur Herstellung von Körpern ;<us Siliziurnnitrid durch Zusammenpressen eines Pulver:; aus Siliziuj.;n.itrid oder eines aus dern Pulver vorgeformten Produktes bei einer Temperatur von mindestens 1600 C, wobei das Sili/iu^ni tridpulver vor dem Zusammenpressen mit Yttriurnoxid oder mit einer anderen Yttriumverbindung, die beim Erwärmen Yttriumoxid bildet, versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein SiI iziu..ini Lr.i d verwendet wird, das höchstens 1 Gewich Lspro/.-.nt Verunreinigungen in Form von Oxiden aus anderen Grundstoffen (Elementen) als Silizium oder Yttrium enthält,und daß das Zu.sa: ;!ά..-!!pressen ,durch isostatisches Pressen bei einem Druck von mindestens 100 MPa mit einem Gas als Druckmittel vorgenommen wird, wobei das Pulver bzw. das aus dem Pulver vorgeformte Produkt in eine Hülle eingeschlossen ist.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil Yttr.iunioxids 0,2 bis P-O Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes von Siliciumnitrid und Yttriumoxid beträgt.

   j>. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Yttriumverbindung, als Yttriumoxid gerechnet, 0,2 bis 20 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes von Siliziumnitrid und Yttriumverbindung, gerechnet als Oxid, beträgt.

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   h. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Zusammenpressen bei einem Druck von 150 bis HPa₁ vorzugsweise ?00 bis 300 MPa, erfolgt.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekonn zeichnet, daß das Zusammenpressen bei einer Temperatur von 1600 bis 1900°C, vorzugsweise 1700 bis 1800°C,erfolgt.

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