DE2805292A1

DE2805292A1 - Verfahren zur herstellung eines sinterkoerpers sowie ein sinterkoerper

Info

Publication number: DE2805292A1
Application number: DE19782805292
Authority: DE
Inventors: Masaaki Mori; Tamotu Ogawa; Norihira Takai
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1977-09-28
Filing date: 1978-02-08
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2805292C2; US4243621A

Description

- a FEB. 1978

Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers sowie ein Sinterkörper.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers auf der Basis von ß'-Sialon sowie einen danach hergestellten Sinterkörper.

Bisher sind eine Vielzahl von Verfahren zur Herstellung von Sinterkörpern vorgeschlagen worden, die als Hauptbestandteil ß'-Sialon enthalten. Zum Beispiel steht ein Verfahren zur Verfügung, wonach ein Sinterkörper auf der Basis von ß'-Sialon hergestellt wird, indem ein aus Siliciumdioxidpulver und Aluminiumpulver hergestellter Mischpreßling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasaf.inoisphäre gesintert wird. Der nach einem derartigen herkömmlichen Verfahren erhaltene Sinterkörper hat jedoch eine schlechte Dichte und zeigt eine Porosität von 40 % oder mehr. Darüber hinaus ist sein Porendurchmesser von einer Größe von 0,1 bis 10 μ, weshalb er im Hinblick auf die Festigkeit, die Beständigkeit gegen Oxidation und die chemische Beständigkeit (insbesondere die Beständigkeit gegen Alkalien), wie auch im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit gegen geschmolzenes Aluminium hoher Temperatur schlecht ist. Des weiteren ist der bekannte Sinterkörper nicht für eine praktische Anwendung brauchbar, was auf seine starke Durchlässigkeit zurückgeht.

Andere herkömmliche Verfahren zeigen ebenfalls verschiedene Nachteile, wie die Ausbildung von Rissen beim Sintern, ein ungleichmäßiges Schrumpfen, was zu einer Verschlechterung der Maßhaltigkeit führt, und eine nicht-homogene Zusammensetzung des Sinterkörpers. Diese Nachteile heben jedoch die hervorragenden, dem ß'-Sialon eigentümlichen Eigenschaften auf.

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Demzufolge ist es ein Ziel der Erfindung,, zum Ausschluß der vorgenannten Nachteile der bekannten Verfahren ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers bereitzustellen, der hauptsächlich aus ß'-Sialon besteht und der starke Beständigkeit gegen Oxidation, chemische Beständigkeit und Korrosionsbeständigkeit gegen geschmolzene, nicht-eisenhaltige Metalle, einschließlich Aluminium, Zinn, Blei usw., zeigt. Des gleichen ist es ein Ziel der Erfindung, einen hauptsächlich aus ß'-Sialon bestehenden Sinterkörper zu schaffen, der neben diesen Eigenschaften zufriedenstellende Dichte und Dimensionsstabilität wie auch große Festigkeit, Härte, Temperaturwechselbeständigkeit und Wärmewiderstand zeigt.

Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Herstellung eines Reaktionssinterkörpers auf der Basis von ß'-Sialon, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein pulvriges Ausgangsmaterial durch Zugabe von 10 bis 1000 Gewichtsteilen metallischen Siliciumpulvers zu 10C Gewichtsteilen eines Pulvergemisches aus 20 bis 80 Gewichtsprozent SiIiciumdioxidpulver und 80 bis 20 Gewichtsprozent Aluminiumpulver hergestellt, diese pulvrige Mischung gründlich gemischt, das pulvrige Ausgangsmaterial zu einem Grünling geformt und dann der Grünling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei Temperaturen von 1200 bis 1550⁰G gesintert wird. Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein nach einem solchen Verfahren hergestellter Sinterkörper.

Der näheren Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Ausführungen.

Zunächst wird ein pulvriges Ausgangsmaterial hergestellt,indem 10 bis 1000 Gewichtsteile metallisches Siliciumpulver zu 100 Gewichtsteilen einer pulvrigen Mischung gegeben werden, die 20 bis 80 Gewichtsprozent Siliciumdioxidpulver und 80 bis 20 Gewichtsprozent Aluminiumpulver enthält. Anschlies-

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send erfolgt ein gründliches Misbhen. Dann wird dieses
Ausgangsmaterialpulver nach verschiedenen Formgebungsverfahren zur gewünschten Form geformt, wie durch Gesenkpressen, Gummipressen, Schlickerguß und Extrusion. Danach wird der erhaltene Grünling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1200 bis
1550⁰C gesintert, wodurch ein sich hauptsächlich aus ß'-Sialon zusammensetzender Reaktionssinterkörper hergestellt
wird.

Das für die Erfindung verwendbare Siliciumdioxidpulver
kann kristallines Pulver, Siliciumdioxidsandpulver, Quarzglaspulver, verdampfbares Siliciumdioxid, chemisch ausgefälltes Siliciumdioxid und/oder nach dem Gasphasenverfahren hergestelltes Siliciumdioxid sein. Unter diesen ist zur
Anwendung als Siliciumdioxidpulver pulverisiertes verdampfbares Siliciumdioxid wegen seiner starken Reaktivität am
geeignetsten, da es eine große Menge an ß'-Sialon entstehen läßt und die Sintertemperatür herabsetzt. Es wird vorgezogen, Siliciumdioxidpulver einer Teilchengröße von weniger
als 0,074 mm (200 meshes) zu verwenden.

Beispiele für bei der Erfindung anwendbare Aluminiumpulver können Verdüsungspulver (Sprühpulver) und blättchenartige
Pulver des Aluminiums mit einer Teilchengröße von vorzugsweise weniger als 0,289 mm (50 meshes) sein.

Das bei der Erfindung verwendbare metallische Siliciumpulver hat vorzugsweise eine Teilchengröße von weniger als 0,074 mm (200 meshes) und kann in kristalliner oder amorpher Form
vorliegen.

Der Grund dafür, weshalb das Verhältnis Siliciumdioxidpulver zu Aluminiumpulver (SiO^-Pulver/Al-Pulver) auf den vorgenannten Bereich beschränkt ist, liegt darin, daß, wenn
das Verhältnis SiC^-Pulver/Al-Pulver auf weniger als 20/80 (Gewichtsangabe) vermindert wird, etwas Al nicht-umgesetzt

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verbleibt oder die Ausbeute des AlN und/oder des Sialons der Y-Phase erhöht wird, was selbstverständlich zu einer Verminderung der Menge an gebildetem ß'-Sialon führt, was wiederum die Herstellung eines festen Reaktionssinterkörpers verhindert. Wenn unterdessen das Verhältnis SiO₂-Pulver/Al-Pulver den Wert 80/20 überschreitet, dann wird etwas SiO₂ nicht-umgesetzt zurückbleiben oder die Ausbeute an Mullit, X-Phase und O'-Sialon (feste Lösung von Al₃O₃ in Siliciumoxynitrid (Si^ON-) wird erhöht werden, wodurch die Eigenschaften (Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit usw.) des erhaltenen Reaktionssinterkörpers gehemmt bzw. verschlechtert werden. Das bevorzugte Verhältnis SiO₂~Pulver/ Al-Pulver liegt, zwischen 63/37 und 50/50. Der Grund, weshalb die Menge des metallischen Siliciumpulvers, das relativ mit 100 Gewichtsteilen der Mischung aus Siliciumdioxidpulver und Aluminiumpulver gemischt wird, gemäß der Erfindung auf den vorgenannten Bereich beschränkt wird, liegt im folgenden: Wenn die Menge des vermischten metallischen Siliciumpulvers auf ein Maß von weniger als 10 Gewichtsteile vermindert wird, kann nicht vollständig das angestrebte Endziel erreicht werden, d.h. die Verbesserung der Eigenschaften des Reaktionssinterkörpers. Auf der anderen Seite wird, wenn die Menge 1000 Gewichtsteile überschreitet, Silicium mit ansteigender Temperatur geschmolzen werden, wodurch die Reaktion der Nitridbildung unterdrückt wird, so daß eine genaue Einstellung der Sinterbedingungen erforderlich wird, was zu einem beschwerlichen Betrieb wie auch zu einem Kostenanstieg führt. In diesem Fall sollte das Mischungsverhältnis des metallischen Siliciumpulvers zum Mischpulver (zusammengesetzt aus dem SiO--Pulver und Al-Pulver) zweckmäßigerweise innerhalb des vorgenannten Bereiches gewählt werden, was im Hinblick auf die ansteigende Ausbeute an ß'-Sialon und auf die Herstellung eines Reaktionssinterkörpers fester und beständiger Zusammensetzung erfolgt.

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Ganz besonders können 10 bis 1000 Gewichts°teile des metallischen Siliciumpulvers mit 100 Gewichtsteilen des Mischpulvers gemischt werden, wenn ein Mischpulver verwendet wird, das das Verhältnis des SiO₂~Pulvers zum Al-Pulver von 65/35 und 45/50 (Gewichtsprozentangabe) enthält. Des weiteren können 40 bis 1000 Gewichtsteile, vorzugsweise 60 bis 1000 Gewichtsteile des metallischen Siliciumpulvers mit 100 Gewichtsteilen des Mischpulvers gemischt werden, wenn ein Mischpulver verwendet wird, dessen SiO^-Pulver/Al-Pulver-Verhältnis zwischen 80/20 bis 65/35 oder zwischen 45/55 bis 20/80 (Gewichtsprozentangabe) variiert.

Das stickstoffhaltige, nicht-oxidierende Gas, das bei der Erfindung zur Anwendung kommt, kann ein einfaches Stickstof fgas oder ein gemischtes Stickstoffgas darstellen, das ein Inertgas, wie Argongas und Neongas, oder Wasserstoffgas. oder Ammoniakgas enthält.

Erfindungsgemäß wird die Sintertemperatur auf den vorgenannten Bereich beschränkt, da eine Temperatur unter 1200⁰C die Nitrierungsreaktion, d.h. die Nitridbildung des Preßlings verzögert, was die zum Erhalt des Reaktionssinterkörpers erforderliche Zeit verlängert, während eine 1550⁰C überschreitende Temperatur den Si-, SiO₂- oder Si₃N₄-Bestandteil verdampft, was den Sinterkörper porös macht oder die Bildung des Sialons der Y-Phase ansteigen läßt, wodurch im Sinterkörper leicht Risse auftreten können. Die bevorzugte Sintertemperatür und Sinterzeit beträgt 1400 bis 1500⁰C bzw. .5: bis 20 Stunden. · '

Der derartig erhaltene Reaktionssinterkörper (nachfolgend als nach dem ersten Verfahren erhaltener Sinterkörper bezeichnet) kann des weiteren in einem nicht-reaktiven Füllstoff pulver, so wie es ist oder nach der Bearbeitung mittels eines Diamantschneiders oder -Schleifers - sofern erforderlich - eingebettet werden und in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre bei 1600 bis 1900⁰C erhitzt werden. Auf diese Weise kann ein Reaktionssinterkörper erhalten werden, der

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hauptsächlich ß'-Sialon enthält (nachfolgend als nach einem zweiten Verfahren erhaltener Sinterkörper bezeichnet).

Das bedeutet, während das vorgenannte erste Verfahren ein Verfahren darstellt, bei dem das Sintermaterial· wirksam mit ß'-Sialon reagieren gelassen und die Sintertemperatür auf 1200 bis 1550⁰C begrenzt wird, handelt es.sich bei dem zweiten Verfahren um ein solches, nach dem der hergestellte ß'-Sialon-Preßling durch weiteres Sintern verdichtet wird. In diesem Fall ist es schwierig, einen Preßling auf der Basis von ß'-Sialon durch einfaches Erhöhen der Temperaturen auf 1600 bis 19 00⁰C zu erhalten, was auf das vorstehend erwähnte teilweise Verdampfen zurückgeht. Daher ist der Preßling vor dem Anheben der Temperatur auf 1600 bis 1900⁰C in einem Füllstoffpulver einzubetten, das gegen Hitze beständig und gegenüber ß'-Sialon nicht reaktiv ist.

Das nicht-reaktive Füllstoffpulver _r das nach dem zweiten Verfahren zur Anwendung kommt, kann z.B. Bornitrid (BN)-Pulver, Aluminiumnitrid (AlN)-Pulver, Siliciumnitridpulver oder Graphit sein.

Das bei dem zweiten Verfahren verwendete nicht-oxidierende Gas kann ein einzelnes oder ein Mischgas sein, das z.B. unter den folgenden Gasen ausgewählt worden ist: Stickstoffgas, Ammoniakgas oder inerte Gase, wie Argongas und Neongas.

Gemäß dem zweiten Verfahren wird die Erhitzungstemperatur auf den vorgenannten Bereich beschränkt, da es bei Temperaturen unter 1600⁰C schwierig ist, die Bildung einer festen Lösung von Al₃O₃ und AlN mit ß'-Sialon in dem Sinterkörper zu beschleunigen, während eine Temperatur über 1900⁰C Anlaß zu einem Anstieg der Menge an SiO₃- und Si₃N,-Bestandteilen gibt, die trotz der Tatsache verdampfbar sind, daß der Sinterkörper in einem Füllstoffpulver eingebettet ist, wodurch die Menge an herzustellendem ß'-Sialon vermindert und die

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Menge an Sialon der Y-Phase angehoben wird, so daß die Bildung einer porösen verschlechterten Schicht auf der Oberfläche des Sinterkörpers hervorgerufen wird. In diesem Fall liegt die bevorzugte Erhitzungstemperatur zwischen 1700 und 1750⁰C. Da diese Erhitzungstemperatur viel höher als die vorstehend erwähnte Sintertemperatur (1200 bis 1550⁰C) ist, kann vermutet werden, daß die Si-, SiO₂- und Si ^N^-Bestandteile des Sinterkörpers bei dem Erhitzungsschritt verflüchtigt würden. Da jedoch der zu sinternde Preßling in einem hitzebeständigen Füllstoffpulver, das mit ß¹-Sialon nicht reagiert, eingebettet ist, wird eine derartige Verdampfung tatsächlich aufgehalten. Der einmal bei der vorgenannten Sintertemperatur erhaltene Reaktionssinterkörper ist im wesentlichen bezüglich der thermischen Stabilität bei erhöhten Temperaturen verbessert und zeigt kaum irgendeine Verflüchtigung der Bestandteile bei der vorgenannten Erhitzungstemperatur (1600 bis 1900⁰C).

Bei dem ersten Verfahren kann das Ausgangsmaterial durch Zugabe einer kleinen Menge von (0,2 bis 10 Gewichtsprozent) Aluminiumoxid, Siliciumnitrid, Aluminiumnitrid, ß'-Sialon oder verschiedenartiges Aluminiumnitrid-Sialon (aluminum nitride polytype sialon) in sehr feiner Form zu der pulvrigen Mischung des Siliciumdioxids, Aluminiums und metallischen Siliciums hergestellt werden, sofern es gerade verlangt wird.

Nach einem dritten Verfahren kann das Ausgangsmaterial durch Mischen von Aluminiumoxid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, ß¹-Sialon, Zirkonerde oder Zirkonium in mittlerer oder grober Körnung mit einer Mischung von Siliciumdioxidpulver, Aluminiumpulver und metallischem Siliciumpulver zwecks Verbesserung des Sinterausmaßes bei der Nitrierungsreaktion wie auch der Korrosionsbeständigkeit und der Teraperaturwechselbeständigkeit hergestellt werden, was die Herstellung von Produkten großen Formats möglich macht. Das bedeutet, das Siliciumdioxidpulver, Aluminiumpulver und metallisches Siliciumpulver enthaltende Mischpulver wird mit einer Art

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oder mehreren Arten von feuerfesten Gemengepulvern gemischt, die aus der folgenden Gruppe von Verbindungen ausgewählt worden sind: Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Mullit, Zirkonium, Zirkonerde, ß'-Sialon, verschiedenartiges Aluminiumnitrid-Sialon und Siliciumcarbid. Die erhaltene Mischung wird zur. gewünschten Form nach verschiedenen Formgebungsverfahren geformt, wie durch Gesenkpressen, Gummipressen, Schlickergießen und Extrusion. Dann wird der erhaltene Grünling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1200 bis 1550⁰C gesintert, wodurch ein feuerfestes Produkt hergestellt wird, das das feuerfeste Gemengepulver mit ß'-Sialon als bindende Matrix gebunden enthält.

Im Hinblick auf die Verbesserung der "Dichtfülleigenschaft" (close-filling property) wird das bei dem dritten Verfahren verwendete feuerfeste Gemengepulver (aggregate powder) vorzugsweise in drei Gruppen verschiedener Teilchengröße! klassifiziert, d.h. mit grober (1 mm oder mehr Durchmesser), mit mittlerer (0,25-1 mm Durchmesser) und feiner Körnung (0,25 mm oder weniger). In einigen Fällen kann Ton oder ein anderes bindendes feuerfestes Material als Siebfeines zugemischt werden. Insbesondere wenn Aluminiumoxid, Mullit, ß'-Sialon, verschiedenartiges Aluminiumnitrid-Sialon und Siliciumnitrid für das feuerfeste Gemengepulver gemischt werden, wird die feste Auflösung zwischen dem von der Nitrierung herrührenden Bestandteil und dem Gemengebestandteil beträchtlich entwickelt, was zu einer verbesserten Bindung zwischen dem Gemenge und der Matrix wie auch zu einem feuerfesten Produkt starker Korrosionsbeständigkeit führt. Wenn Siliciumcarbid als feuerfestes Gemenge bzw. Zuschlagsstoff verwendet wird, ist es ratsam, vorher einen Oxidfilm auf der Oberfläche des Siliciumcarbidpulvers zu bilden, was im Hinblick auf die Verbesserung der Bindung zwischen dem Gemenge und der aus ß'-Sialon bestehenden Matrix erfolgt.

Das Mischungsverhältnis des gemischten Bindepulvers zum feuerfesten Gemengepulver bzw. Zuschlagpulver gemäß dem dritten

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Verfahren kann wie folgt angegeben werden: 20 bis 40 Gewichtsprozent gemischtes Bindepulver zu 80 bis 60 Gewichtsprozent feuerfestes Gemengepulver.

Bezüglich der Bedingungen des Formens wird der Preßling vorzugsweise derartig geformt, daß er eine 25prozentige oder höhere Porosität zeigt, was deswegen geschieht, um eine große Menge an N--Gas in den Preßling zur zufriedenstellenden Nitriersinterung eintreten zu lassen.

Die Sintertemperatur des dritten Verfahrens ist auf den vorgenannten Bereich begrenzt, da eine Temperatur unter 1200⁰C die Nitrierreaktion des gemischten Bindepulvers verzögern und die zur Bildung eines feuerfesten Produktes erforderliche Zeit verlängern würde, während eine Temperatur über 1550⁰C den Si- oder SiO₂-Bestandteil im gemischten Bindepulver verdampfen würde oder der einmal gebildete Si₃N₄-Bestandteil das feuerfeste Produkt porös machen oder die Bildung von Sialon der Y-Phase verstärken würde, was in dem Sinterkörper leicht Risse hervorrufen kann. In diesem Fall wird das Sintern zweckmäßigerweise durch Anheben der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 400⁰C pro Stunde auf eine Temperatur von 1400 bis 1500⁰C durchgeführt, wobei die Temperatur 5 bis "10 Stunden lang aufrechterhalten wird.

Des weiteren kann gemäß dem dritten Verfahren der Reaktionssinterkörper nach der Nitrierungsreaktion in einem nichtreaktiven Füllstoffpulver so wie er ist oder, wenn gewünscht, nach Bearbeitung mittels eines Diamantschneiders oder -Schleifers eingebettet und in eina: nicht-oxidierenden Atmosphäre bei 1600 bis 1900⁰C erhitzt werden. Mit einer derartigen Behandlung wird die Ausbildung einer festen Lösung und das Sintern der gebundenen Phase beschleunigt, um eine festere und homogenere, aus ß¹-Sialon bestehende Matrix zu bilden. Somit kann ein feuerfestes Produkt mit einer verbesserten Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Abriebbeständigkeit und Festigkeit erhalten werden. Bezüglich des nicht-reaktiven Füllstoff-

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pulvers und des nicht-oxidierenden Gases kann in diesem Fall bemerkt werden, daß sie die gleichen sein können, die bereits beim zweiten Verfahren verwendet werden.

Die Erhitzungstemperatur ist auf den vorgenannten Bereich beschränkt, da es bei einer Temperatur unter 1600⁰C schwierig wird, die Bildung einer festen Lösung von Al₃O₃ und AlN mit ß'-Sialon in der Matrix des ReaktionsSinterkörpers zu beschleunigen, während eine Temperatur über 1900°C Anlaß zum Anstieg der verdampften Menge der SiO₃- und Si₃N₄~Bestandteile gibt, die in der Matrix verbleiben, obwohl der Reaktionssinterkörper in dem Füllstoffpulver eingebettet ist, wodurch die herzustellende Menge an ß'-Sialon vermindertoder die Menge an Sialon der Y-Phase erhöht wird und die Eigenschaften des feuerfesten Produktes verschlechtert werden. In diesem Fall schwankt die bevorzugte Erhitzungstemperatur in dem Bereich von 1700 bis 1750⁰C. Da diese Erhitzungstemperatur viel höher als die vorgenannte Sintertemperatur (1200 bis 1550⁰C) liegt, könnte vermutet werden, daß die Si-, SiO^^- und Si^N^-Bestandteile der Matrix der Reaktionssinterkörper bei dem Erhitzungsschritt verdampft würden. Jedoch wird tatsächlich eine derartige Verdampfung verhindert, da dieses zu erhitzende Reaktionssinterprodukt in einem hochhitzebeständigen Füllstoffpulver, das gegenüber dem Sinterkörper nicht reaktiv ist,eingebettet ist. Des weiteren ist der einmal bei der vorgenannten Sintertemperatür erhaltene Reaktionssinterkörper von hoher thermischer Stabilität bei erhöhter Temperatur, so daß eine derartige Verdampfung der Bestandteile kaum bei der vorgenannten Erhitzungstemperatur (1600 bis 1900⁰C) verursacht würde.

Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Reaktionssinterkörper auf der Basis von ß'-Sialon, erhalten nach dem ersten oder zweiten Verfahren, wieder pulverisiert und durch Sieben in Gruppen von drei verschiedenen Teilchengrößen aufgetrennt werden, wobei es sich um Gruppen feiner, mittlerer und grober Körnung handelt. Eine Mischung dieser Körner wird nach dem herkömmlichen Verfahren geformt und der erhaltene Preßling

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in ein nicht-reaktives Füllstoffpulver eingebettet und in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre, vorzugsweise einer stickstoffhaltigen Atmosphäre, bei Temperaturen von etwa 1600 bis 1900⁰C gesintert, um dadurch einen Sinterkörper mit ß'-Sialon als Hauptbestandteil herzustellen. In diesem Fall kann das Schrumpfen des Preßlings während des Sinterns im wesentlichen verhindert, Deformierungen und Risse vollständig ausgeschlossen und die Herstellung eines relativ großstückigen Produktes ermöglicht werden. Daher kann ein hochkompakter Sinterkörper auf der Basis von ß'-Sialon mit extrem niedriger Porosität hergestellt werden.·

Des weiteren wird nach einem vierten Verfahren das nach dem ersten und zweiten Verfahren erhaltene Material auf der Basis von ß'-Sialon zu einem Pulvermaterial auf der Basis von ß'-Sialon bis auf eine mittlere Teilchengröße von 1,6 μ oder weniger pulverisiert· und das Pulver zu einem Preßling einer Dichte von 1,7 g/cm³ oder mehr geformt. Dann wird der Preßling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C gesintert. Auf diese Weise kann ein kompakter ß'-Sialon-Sinterkörper erhalten werden.

Das heißt, das Pulvermaterial auf der Basis von ß'-Sialon wird dadurch hergestellt, daß das nach dem ersten oder zweiten Verfahren erhaltene Material auf der Basis von ß'-Sialon solange pulverisiert wird, bis die mittlere Teilchengröße davon auf

1.6 μ oder weniger, vorzugsweise 1,2 μ oder weniger, vermindert worden ist (gemessen mittels eines Bodensatzmeßgerätes von Fischer). Das Pulverisierungsverfahren kann entsprechend den Naß- oder Trockenpulverisierungsverfahren durchgeführt werden. Das erstere, bei dem eine Wolframcarbid- oder Aluminiumoxid-Kugelmühle in' Alkohol angeordnet wird, ist deswegen effektiver, da es eine kürzere Pulverisierungszeit erfordert. Nachfolgend wird das Pulver des auf ß'-Sialon basierenden Materials zu der gewünschten Form des Preßkörpers mit einer. Dichte von

.,7 g/cm³ oder mehr nach verschiedenen Formgebungsverfahren geformt, wie durch Gesenkpressen, Gummipressen, Schlickergießen oder Extrusion. Dieser Preßling wird in einer nichtr oxidierenden oder vorzugsweise stickstoffhaltigen Gasatmos-

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phäre (näherungsweise der gleiche Druck wie Atmosphärendruck) bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C gesintert, um somit einen kompakten ß'-Sialon-Sinterkörper zu erhalten.

Bei diesem vierten Verfahren ist die Teilchengröße des Materials auf der Basis von ß'-Sialon begrenzt, da eine mittlere Teilchengröße von mehr als 1,6 μ keine kompakten ß'-Sialon-Sinterkörper niedriger Porosität gewährleistet.

Die anfängliche Dichte des kompakten Körpers wird begrenzt, da ein kompakter ß'-Sialon-Sinterkörper niedriger Porosität nicht erhalten wird, wenn eine solche Dichte niedriger als 1/7 g/cm³ ist. Das stickstoffhaltige, nicht-oxidierende Gas kann Stickstoffgas alleine oder eine Mischung aus Stickstoffgas und einem inerten Gas, wie Argongas und Neongas, sein.

Bei dem vierten Verfahren ist die Sintertemperatur auf den vorgenannten Bereich beschränkt, da eine Temperatur unter 1600⁰C das Sintern des Preßlings verzögern und die zum Erhalt des kompakten ß'-Sialon-Sinterkörpers erforderliche Zeit verlängern wird, während eine Temperatur über 1900⁰C einen Teil des ß'-Sialons in ein Y-Phasen-Sialon überführt, wodurch es unmöglich wird, einen verdichteten ß'-Sialon-Sinterkörper mit einem hohen ß'-Si ilongehalt zu erhalten. Es ist erstrebenswert, daß eine solche Sintertemperatür üblicherweise 1 bis 5 Stunden aufrechterhalten werden sollte. Wenn die Sinterzeit weniger als 1 Stunde beträgt, kann der Preßling nicht vollständig gesintert werden.. Auf der anderen Seite ruft eine Sinterzeit von mehr als 5 Stunden ein Überwachsen d,er Körner des Sinterkörpers hervor und verschlechtert die Eigenschaft (insbesondere die Festigkeit) des erhaltenen ß'-Sialon-Sinterkörpers. Die Geschwindigkeit, mit der die Temperatur beim Sintern angehoben wird, sollte 200°C/h oder weniger, vorzugsweise 100°C/h oder weniger betragen, was im Hinblick auf das Hemmen bzw. Ausschließen eines plötzlichen Sinterschrumpfens des Preßlings erfolgt, was wiederum Risse öder eine Verschlechterung der Maßhaltigkeit verursachen würde. Weiter kann als Sinterofen _f der für das

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Sintern geeignet ist, ein Graphit-ausgekleideter Ofen benutzt werden, der gewöhnlich mit einem Graphitwiderstandheizer und einem Hochfrequenzinduktionsheizgraphitsuszeptor ausgerüstet ist, obwohl derartige Sinterofen etwas CO-Gas entstehen lassen, das beim Sintern aus dem Graphitheizer gebildet wird, wodurch die Oberfläche des erhaltenen Sinterkörpers carbonisiert wird, wodurch darauf ein Siliciumcarbidfilm ausgebildet wird. Darüber hinaus ist es schwierig, den Preßling bei einer bestimmten Temperatur gleichmäßig zu sintern, so daß der Sinterkörper einer Rißbildung oder Deformation unterliegen kann. Um diese Probleme zu lösen/ wird der Preßling vorzugsweise in einem mit einem Füllstoffpulver aus Bornitrid (BN) und Aluminiumnitrid (AlN) gefüllten Graphitbehälter eingebettet und gesintert, ~ mit dem Behälter in den Ofen gebracht, um so die Bildung eines Siliciumcarbidfilms auf der Oberfläche des Sinterkörpers zu vermeiden.

Des weiteren kann nach dem vierten Verfahren das Sintern des Preßlings durch Verwendung eines Pulvers auf der Basis von ß'-Sialon mit einem Gehalt von 0,5 bis 40 Gewichtsprozent SiIiciumnitridpulver und/oder Alumiriiumnitridpulver beschleunigt werden. Außerdem kann die Korngrenzphase zu einer kristallinen Phase modifiziert werden, die ß'-Sialon (Sig__zAl_zO„Ng__z; 0<Z^5) enthält, so daß dabei ß'-Sialon-Sinterkörper hoher Dichte und großer Maßhaltigkeit wie auch zufriedenstellender Beständigkeit gegen Alkalien, guter Temperaturwechselbeständigkeit und hoher mechanischer Festigkeit gewonnen werden können. Durch die Verwendung des ß'-Sialon-Mischmaterialpulvers, das Siliciumnitridpulver mit Aluminiumnitridpuiver kombiniert, kann insbesondere die Korngrenzphase in eine kristalline Phase hohen ß'-Sialongehalts modifiziert werden, so daß ein hochwertiger kompakter ß'-Sialon-Sinterkörper erhalten werden kann, der stark einem Einzelphasen-ß'-Sialon ähnlich ist und hohe Beständigkeit gegen Alkalien, Temperaturwechselbeständigkeit, mechanische Festigkeit, Beständigkeit gegen Abrieb und niedrige Wärmeausdehnung zeigt.

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In diesem Fall wird vorzugsweise eine Teilchengröße des SiIiciumnitridpulvers und Aluminiumnitridpulvers von 1 bis 5 μ gewählt.

Das Mischungsverhältnis des Siliciumnitridpulvers und/oder Aluminiumnitridpulvers mit dem ß'-Sialon-Mischmaterialpulver wird durch den vorgenannten Bereich begrenzt, weil die Beschleunigung des Sinterprozesses wie auch die Modifikation der "Kornbereichsbindephase" (granular-field bond phase) nicht vollständig erreicht wird, wenn es auf einen Wert von unter 0,5 Gewichtsprozent herabgesetzt wird. Auf der anderen Seite wird die Struktur des erhaltenen Sinterkörpers Siliciumnitrid oder Y—Phasen-Sialon einschließen, wenn das Mischungsverhältnis 40 Gewichtsprozent überschreitet, was zu einer Verschlechterung der Eigenschaften wie auch zu höheren Kosten führt.

Des weiteren kann der kompakte ß'-Sialon-Sinterkörper auch durch Mischen eines Pulvers auf der Basis von ß'-Sialon von 1,6 μ, oder weniger Teilchengröße und eines nach dem vierten Verfahren hergestellten kompakten ß'-Sialon-Sinterkörpers, der pulverisiert und durch Sieben aufgeteilt worden ist, in einem geeigneten Verhältnis mittlerer und grober Körner, durch Formen der erhaltenenMischung zu einem Preßling und durch Sintern des Preßlings in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei 1600 bis 1900⁰C hergestellt werden.

Gemäß einem solchen Verfahren kann das Schrumpfen des Preßlings während des Sinterns auf ein Minimum zurückgeführt werden, so daß der erhaltene Sinterkörper niemals Gegenstand irgendeiner Deformation ist oder Rißbildung auftreten läßt, was die Möglichkeit der Herstellung großstückiger Produkte erschließt und zur Verbesserung der Formstabilität führt, wie auch die Herstellung des kompakten ß'-Sialon-Sinterkörpers mit besonders hoher Temperaturwechselbeständigkeit ermöglicht.

Bei dem vorgenannten vierten Verfahren kann der Sinterprozeß in zwei Stufen durchgeführt werden. Das bedeutet, daß gemäß einem fünften erfindungsgemäßen Verfahren das Material auf der

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Basis von ß'-Sialon zu einem Pulver auf der Basis von B'-Sialon mit einer mittleren Teilchengröße von 1,6 μ oder weniger pulverisiert wird. Dieses Pulver wird zu einem Preßling einer Dichte von 1,7 g/cm³ oder mehr geformt und dann in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C gesintert und dann des weiteren in der gleichen Atmosphäre bei einer Temperatur von 1500 bis 1750⁰C (mindestens 30°C niedriger als die Temperatur beim ersten Sintern) während 1 oder mehrerer Stunden, vorzugsweise 4 oder mehr Stunden, gesintert.

Bei diesem fünften Verfahren ist die Temperatur beim ersten Sintern auf den vorgenannten Bereich beschränkt, da eine Temperatur unter 1600⁰C das Sintern des Preßlings verzögert und die zur Erlangung des ß'-Sialon-Sinterkörpers erforderliche Zeit verlängert, während eine Temperatur über 1900⁰C einen Teil des ß'-Sialons in ein Sialon der Y-Phase überführt, wodurch es unmöglich wird, einen kompakten ß'-Sialon-Sinterkörper mit einem hohem ß'-Sialongehalt zu. erhalten. Es ist erstrebenswert, daß eine Temperatur beim ersten Sintern gewöhnlich 0,5 bis 5 Stunden aufrechterhalten werden sollte; denn, wenn die Sinterzeit weniger als 0,5 Stunden beträgt, kann der Preßling nicht vollständig gesintert werden, während die Sinterzeit von mehr als 5 Stunden ein überwachsen der Körner des Sinterkörpers hervorrufen würde, was die Eigenschaft (insbesondere die Festigkeit) des erhaltenen ß'-Sialon-Sinterkörpers verschlechtern würde.

Unterdessen wird die Temperatur des zweiten Sinterns auf den vorgenannten Bereich beschränkt, da eine Temperatur, die lediglich um einen Spielraum von weniger als 30⁰C unter der Temperatur des ersten Sinterns liegt, ein überwachsen der Körner des Sinterkörpers wie auch eine schnelle Diffusion im festen Zustand hervorrufen würde, so daß eine gleichmäßige Kristallisation der Korngrenze wie auch die Bereitstellung des kompakten ß¹'-Sialon-Sinterkörpers mit hoher Formstabilität ausbleiben würde. Wenn die Temperatur des zweiten Sinterns weniger als

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1500 C beträgt, wird die Diffusion im festen Zustand und die Kristallisation der Korngrenze nicht vollständig durchgeführt. Auf der anderen Seite würde das Überwachsen der Körner eine schnelle Diffusion im festen Zustand hervorrufen, um die gleichmäßige Kristallisation der Korngrenze zu hemmen, wenn eine solche Temperatur 1750⁰C überschreitet. Des weiteren ist die Verweilzeit bei der Temperatur des zweiten Sinterns, wie vorstehend erwähnt, begrenzt, da eine Zeit von weniger als 1 Stunde nicht ausreicht, um eine zufriedenstellende Diffusion im festen Zustand und eine Korngrenzkristallisation zu gewährleisten, was die Bereitstellung eines ß'-Sialon-Sinterkörpers hoher Qualität nicht zuläßt.

Dieses fünfte Verfahren ist genau das gleiche wie das vierte Verfahren bezüglich der Bedingungen, wobei lediglich der Unterschied in dem Zweischritt-Sinterprozeß liegt. Wie es bereits vorstehend erwähnt wurde, kann z.B. der Sinterkörper durch die Zugabe von Siliciumnitridpulver und Aluminiumnitridpulver modifiziert werden.

Somit kann gemäß diesem Verfahren ein Teil von Substanzen, die in dem Preßling enthalten sind und sich von ß'-Sialon unterscheiden, zu ß'-Sialon umgesetzt werden. Pulver in dem Preßling können leicht miteinander gesintert werden, wodurch das Auftreten von Rissen und die Deformation durch das erste Sintern des Preßlings aus einem feinen Pulver auf ß'-Sialonbasis der vorgeschriebenen mittleren Teilchengröße verhindert wird. Des weiteren kann er leicht in einer vorgeschriebenen Dichte in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei Temperaturen mit der vorgeschriebenen Begrenzung geformt werden, so daß ein kompakter ß'-Sialon-Sinterkörper mit im wesentlichen hohem Gehalt an ß'-Sialon und guter Formstabilität erhalten werden kann. Bei dem zweiten Sinterverfahren wird eine Diffusion im fes.ten Zustand passenderweise erreicht, um eine kompakte kristalline Phase zu bilden, während das Kornwachstum der feinen Pulver auf ß'-Sialonbasis gehemmt wird. Eine Menge des ß'-Sialons diffundiert in die

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Korngrenze, um eine kristallisierte Phase zu bilden, wodurch im wesentlichen die Korngrenze eine Modifizierung erfährt. Folglich wird die Struktur eine im wesentlichen einzelne Phase des ß'-Sialons. Somit kann ein kompakter ß'-Sialon-Sinterkörper hoher chemischer Stabilität (insbesondere Stabilität gegen Alkalien), Wärmewiderstand, Temperaturwechselbeständigkeit, niedriger.Wärmeausdehnung, mechanischer Festigkeit und Abriebbeständigkeit erhalten werden.

Gemäß einem sechsten Verfahren kann das Pulver auf der Basis von ß'-Sialon, auf eine mittlere Teilchengröße von 1,6 μ oder weniger pulverisiert,wie beim vierten und fünften Verfahren erläutert, in Übereinstimmung mit dem dritten Verfahren mit einer Art oder mehreren Arten feuerfester Gemengepulver, die aus der aus Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Mullit, Zirkonium, Zirkonerde, ß'-Sialon, einem Aluminiumnitrid-Sialon mehrfacher Art (aluminum nitride polytype sialon) und Siliciumcarbid bestehenden Gruppe ausgewählt worden sind, gemischt werden. Die erhaltene Mischung wird zu einem Preßling geformt und dann der erhaltene Preßling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C gesintert.

In diesem Fall wird die Sintertemperatür auf den vorgenannten Bereich beschränkt, da eine Temperatur unter 1600⁰C das Sintern des Preßlings verzögert und die zum Erhalt des angestrebten feuerfesten Produktes erforderliche Zeit verlängert, während eine Temperatur über 1900⁰C einen Teil des ß'-Sialons in dem Pulver auf der Basis von ß'-Sialon in ein Y-Phasensialon überführt, wodurch keine genügende Menge an ß'-Sialon für die Matrix des Gemenges bereitgestellt wird und sich die Eigenschaften verschlechtern. Es ist erstrebenswert, daß eine solche Sintertemperatur gewöhnlich 1 bis 5 Stunden lang aufrechterhalten wird; denn, wenn die Verweilzeit kürzer als 1 Stunde ist, kann der Preßling nicht vollständig gesintert werden, während bei einer 5 Stunden überschreitenden Verweilzeit ein überwachsen der Körner des Materials auf Basis von ß'-Sialon in dem Preßling hervorgerufen würde, was die Eigen-

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schäften des erhaltenen feuerfesten Produktes verschlechtern würde, insbesondere die Festigkeit. Die Erhöhungsgeschwindigkeit der Sintertemperatür sollte bei 200°C/h oder niedriger liegen, vorzugsweise 100°C/h oder weniger betragen, was im Hinblick auf die Hemmung einer schnellen Sinterschrumpfung des Preßlings zu sehen ist, die Risse oder die Verminderung der Maßhaltigkeit verursachen würde. Der Sinterofen, der zum Sintern brauchbar wäre,und die Sinterbedingungen sind die gleichen wie bei dem vierten Verfahren.

Des weiteren kann mit dem sechsten Verfahren das feuerfeste Produkt mit ß'-Sialon als Bindematrix ebenfalls durch Mischen von 0,5 bis 40 Gewichtsprozent Siliciumnitridpulver und/oder Aluminiumnitridpulver einer Teilchengröße von etwa 1 bis 5 μ mit einem Pulver auf der Basis von ß'-Sialon hergestellt werden, um ein ß'-Sialon-Mischpulver herzustellen, wonach das Mischpulver in das feuerfeste Gemengepulver eingemischt wird, das geformt und die erhaltene Mischung gesintert wird. Unter Verwendung eines solchen ß'—Sialon-Mischpulvers kann ein feuerfestes Produkt mit einer modifizierten Matrix des feuerfesten Gemenges und einem hohen Ausmaß an Dichte und Formstabilität wie auch insbesondere verbesserter Beständigkeit gegen Alkalien, Temperaturwechselbeständigkeit und mechanischer Festigkeit erhalten werden.

Des weiteren kann bei diesem sechsten Verfahren der aus einem Material auf der Basis von ß'-Sialon und aus feuerfestem Gemengepulver hergestellte Preßling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C (erstes Sintern) gesintert werden. Dann kann des weiteren in der gleichen Atmosphäre bei einer Temperatur von mindestens 30⁰C weniger als der Temperatur des ersten Sinterns und in einem Bereich von 1500 bis 1750⁰C, sofern es der Zweck erfordert, gesintert werden. Ein derartiges zweites Sintern wird die Ausbildung einer Lösung im festen Zustand und das Sintern der Bindephase beschleunigen, um die Bildung einer kompakteren und homogeneren Matrix aus ß'-Sialon zu ermöglichen, wodurch ein

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feuerfestes Produkt mit insbesondere verbesserter Korrosionsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Oxidation, Abriebbeständigkeit und Festigkeit bereitgestellt wird.

unterdessen wird das feine Pulver auf der Basis von ß'-Sialon mit der vorstehend vorbeschriebenen mittleren Teilchengröße mit einer oder mehreren Arten feuerfester Gemengepulver gemischt, die aus der aus Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Mullit, Zirkonium, Zirkonerde, ß'-Sialon, verschiedenartigem Aluminiumnitrid-Sialon und Siliciumcarbid bestehenden Gruppe ausgewählt worden ist, gemischt und dann die erhaltene Mischung zu einem Preßling geformt. Dann wird der erhaltene Preßling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur des vorbeschriebenen Bereiches gesintert. Somit kann das Sintern des feinen Pulvers auf der Basis von ß¹-Sialon erleichtert werden, um die Bildung von Rissen und die Deformation! zu vermeiden. Die Zugabe des feuerfesten Gemenges verhindert das Sinterschrumpfen, wodurch die Formstabilität verbessert wird. Des weiteren kann ein Teil der Substanzen in der Bindephase, die sich vom ß'-Sialon unterscheiden, zu ß¹-Sialon während des Sintern umgesetzt werden, um eine genügende Menge an ß¹-Sialon in der Gemengematrix zu bilden. Die feste Lösung kann zwischen der Matrix und den Gemengebestandteilen gebildet werden, um im wesentlichen die Bindung zwischen ihnen zu festigen und die hervorragenden Eigenschaften des ß'-Sialohs selbst zu verbessern. Als Ergebnis können feuerfeste Produkte mit ß¹-Sialon als Bindematrix erhalten werden, die große Festigkeit, Abriebbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, wie gegen geschmolzene Metalle, Beständigkeit gegen Oxidation, Säurebeständigkeit und Beständigkeit gegen Alkalien zeigen. Zusätzlich verhindert die Gemengemischung das Sinterschrumpfen, wodurch die Formstabilität verbessert wird, so daß die Herstellung großstückiger feuerfester Produkte möglich gemacht werden kann.

Erfindungsgemäß wird ein kompakter Reaktxonssinterkörper aus hauptsächlich ß¹-Sialon erhalten, der eine zufriedenstellende Formstabilität und hervorragende Beständigkeit gegen Oxidation,

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chemische Stabilität (insbesondere Stabilität gegen Alkalien), Korrosionsbeständigkeit, wie gegen geschmolzene eisenhaltige und nicht-eisenhaltige Metalle, einschließlich Al, Zn, Pb usw.) sowie große Festigkeit, Härte, Temperaturwechselbeständigkeit und Wärmebeständigkeit aufweist.

Obwohl der Mechanismus der Bildung des erfindungsgemäßen Reaktionssinterkörpers mit diesen hervorragenden Eigenschaften noch nicht definitiv bekannt ist, könnten vorgenommene Studien durchaus anzeigen, daß der Sinterkörper wie folgt gebildet wird:

1) Bei einer Temperatur unter 1000⁰C:

3SiO₂ + 4Al —> 3Si + 2Al₃O₃ (I)

2Al + N₂ —t- 2AlN (II)

2) Bei einer Temperatur von 1000⁰C und darüber:

3Si + 2N₂ ± B-Si₃N₄ (III)

feste Lösung von

Al₂O₃ und AlN in B-Si₃N₄'—*■ ß'-Sialon (IV)

Das heißt, bei Temperaturen unter 1000⁰C schmilzt das Aluminiumpulver eines Schmelzpunktes von 66O⁰C und dringt in die Räume zwischen dem Siliciumdioxidpulver und dem Pulver des metallischen Siliciums ein, um gemäß Formel (I) hochaktives Silicium zu bilden, wenn es in engen Kontakt mit dem SiO₂ tritt. Zur gleichen Zeit wird das Aluminiumpulver veranlaßt, bei etwa 60O⁰C durch die nitrierende Reaktion gemäß Formel (II) in AlN überführt zu werden, während ein Teil des Aluminiumpulvers mit AlN bedeckt wird, so daß es selbst bei Temperaturen über 66O⁰C so bleibt, wie es ist. Die durch die Formeln (I) und (II) dargestellten Reaktionen sind exothermer Natur, wodurch die Tempe-

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ratur des Preßlings angehoben wird, um die nachfolgenden Reaktionen gemäß Formeln (III) und (IV) zu beschleunigen.

Bei Temperaturen von 1000⁰C und darüber wird das metallische Siliciumpulver in dem Preßling durch AI₂Ot- und AlN-Kristalle getrennt, die entsprechend den Reaktionen der Formeln (I) und (ΓΙ) gebildet worden sind, so daß es daran gehindert wird, zu schmelzen, selbst wenn Hitze durch die Reaktionen der Formeln (I), (II) und (III) erzeugt wird, die die Temperaturen über den Schmelzpunkt des Siliciums (1420⁰C) anheben, Zusätzlich ist das entsprechendder Reaktion (I) gebildete Silicium hochaktiv und fein, so daß es leicht nitriert werden kann, um B-Si₃N₄ gemäß Formel (III) zu bilden, wodurch die Trennung des ursprünglichen gemischten metallischen Siliciumpulvers beschleunigt und das metallische Siliciumpulver am Schmelzen des durch die Reaktion (I) gebildeten Siliciums gehindert wird. Demzufolge kann das anfängliche gemischte metallische Siliciumpulver in dem pulvrigen Zustand ohne inneres Schmelzen oder ohne mit dem gebildeten Silicium vereinigt zu werden, gehalten werden, wodurch die wirksame Nitrierungsreaktion gemäß Formel (III) gewährleistet wird, um B-Si₃N₄ in ausreichender Menge zu bilden und um im wesentlichen die Menge des verbleibenden, nicht-uitgesetzten Silieiums zu vermindern.

Nachfolgend reagieren das bei der Reaktion (I) gebildete Al-O., und AlN und eine ausreichende Menge des bei der Reaktion (III) gebildeten B-Si₃N₄ miteinander und lassen eine feste Lösung in Übereinstimmung mit der Formel (IV) entstehen, um ß'-Sialon zu bilden.

Somit kann erfindungsgemäß sehr leicht und wirksam ein Reaktionssinterkörper auf der Grundlage der durch die Formell (I) bis (IV) gegebenen Reaktionen mit den vielfältigen, vorgenannten Eigenschaften erhalten werden, der hauptsächlich aus ß'-Sialon besteht.

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Darüber hinaus kann, wie bei dem vorgenannten zweiten Verfahren, das Sinterverfahren wie auch die Ausbildung einer festen Lösung des Al₃O₃ und AlN in B-Si₃N₄ beschleunigt werden, um die Menge an ß'-Sialon anzuheben, die durch Einbetten des gesinterten Körpers in das nicht-reaktive Füllstoffpulver und durch weiteres Erhitzen in der nicht-oxidierenden Atmosphäre bei 1600 bis 1900⁰C gebildet wird, so daß dabei Reaktionssinterkörper erhalten werden können, die zusätzlich insbesondere bezüglich des Ausmaßes der Dichte, der Formstabilität, dem Widerstand gegen die Oxidation und der Festigkeit oder der anderen vorgenannten Eigenschaften verbessert sind.

Gemäß der Erfindung, wie sie detailliert beschrieben wurde, wird ein feuerfestes Produkt mit ß'-Sialon als Grundbestandteil bereitgestellt, das eine hohe Abriebfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, wie gegen geschmolzene Metalle, Beständigkeit gegen Oxidation, Säurebeständigkeit und Beständigkeit gegen Alkalien zeigt. Ganz besonders wird nach dem zweiten, vierten und fünften Verfahren gemäß der Erfindung ein feuerfestes Produkt bereitgestellt, das frei von jeglichen Rissen während des Sinterns und von sehr niedriger Porosität ist. Des weiteren wird entsprechend dem dritten und sechsten Verfahren gemäß der Erfindung ein feuerfestes Material mit ß'-Sialon als Bindematrix bereitgestellt/ das eine verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit und Formstabilität hat, wobei es sich um die schwachen Punkte der bekannten gesinterten feuerfesten Produkte auf der Basis von ß'-Sialon handelt. Nach diesem Verfahren kann ein feuerfestes Produkt großer'Form hergestellt werden, das in einem weiten Anwendungsbereich brauchbar ist, z.B. bei geschmolzenen nicht-eisenhaltigen Metallen wie auch beim Verhütten bzw. Schmelzen.

Demzufolge können die gesinterten feuerfesten Produkte gemäß der Erfindung auf einer großen Zahl von Anwendungsgebieten zur Anwendung kommen, die nachfolgend wiedergegeben werden:

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_ ₂₇ _ 280S292

(T) Feuerfeste Produkte für geschmolzene nicht eisenhaltige Metalle:

Auskleidungsmaterialien für Hochöfen, Auskleidungsmaterialien für Transportrohre von geschmolzenen nicht eisenhaltigen Metallen, Schutzrohre für Thermoelemente zum Messen der Temperaturen geschmolzener nicht eisenhaltiger Metalle, Heizer für das Niedrigdruckgießen, Ausgüsse für das kontinuierliche Gießen, Einsetzausgüsse für Stichlöcher, das Fließen regulierende Ventile für geschmolzene nicht eisenhaltige Metalle, gleitende Teile von Pumpen für geschmolzene nicht eisenhaltige Metalle (Heißkammerkolben, Zylinder, S-Bögen usw.), Schmelztiegel zum Schmelzen von Halbleitern, wie Germanium und Silizium usw.

(2) Feuerfeste Produkte zum Schmelzen von:

Ausgüsse für das kontinuierliche Gießen, Platten von gleitenden Ausgüssen, Tauchrohre usw.

(3) Maschinenteile:

Kolbenköpfe und Zylinder für Regeneratoren und Kolbenmaschinen, Verbrennungskammerteile von Gasturbinenmaschinen (Rotoren, Ständer, Hauben usw.), Raketendüsen usw.

(4) Korrosionsbeständige Materialien:

säure- und alkali-beständige Behälter, Transportleitungen für Chlor oder Schwefelwasserstoffgas, Gebläseluftrohre bzw. Blasrohre für Grundgas, Auskleidungsmaterialien für Sinteröfen für Kunststoffe usw.

Beispiele .1 bis 4

Verschiedene konbinierte Ausgangsmaterialpulver, die in der Tabelle 1 gezeigt werden, wurden getrennt mittels eines V-Mischers trockengemischt und zu einem Grünling der Ausmasse χ 100 χ 10 mm (Breite, Länge, Höhe) mittels einer Gummipresse (1 t/cm²) geformt. Dann wurde der Grünling in einer Stickstoff-

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atmosphäre bei 1450⁰C bei einer Geschwindigkeit von 100°C/h erhitzt und bei der 10 Stunden lang aufrechterhaltenen gleichen Temperatur gesintert. Somit wurden vier Arten von Reaktionssinterkörpern mit ß"-Sialon als Hauptbestandteil erhalten.

Ein Ausgangsmaterial wurde zur Kontrolle durch Vermischen feinen Pulvers verdampfbaren Siliziumdioxids mit verdüstern Aluminiumpulver (0,063 mm bzw. 250 mesh) mittels eines V-Mischers hergestellt und zu einem Grünling der Ausmasse 10 χ 100 χ 10 mm mittels einer Gummipresse (100 t/cm²) geformt. Dann wurde der Grünling in der Stickstoffatmosphäre auf 1500⁰C mit einer Geschwindigkeit von 40°C/h erhitzt und bei der gleichen Temperatur 10 Stunden lang gesintert. Auf diese Weise wurde ein Reaktionssinterkörper mit ß'-Sialon als Hauptbestandteil erhalten.

Dann wurden die Eigenschaften der hauptsächlich ß'-Sialon enthaltenden Reaktionssinterkörper, die nach den Beispielen 1 bis 4 wie auch nach dem Vergleichsbeispiel hergestellt worden waren, geprüft. Die Ergebnisse einer derartigen Oberprüfung werden von der Tabelle 1 erfaßt.

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Tabelle 1

	Ausgangs- T-—-——_____ materialpulver 1) ~~~~— _____	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel -4^	Kontrolle 1
	■ ■ ■ ■ Siebfeines, verdampfbares SiO^	30	50	60	70	60
	At-Verdüsungspulver (0,063 mm)	70	50	40	30 ·	40
	Metallisches Siliciumpulver (0,063 mm)	70	50	50	180
90981	Eigenschaften . ~~""~[——-—-——______
co	Scheinporosität (%)	11	22	18	28	41,
0632	Raumgewicht	2,5	2.4	2.6	2.1	1.9
	(i'-Siaiongehalt (%)	60	80	95	60	80
	Biegefestigkeit (kg/cm²)	950	1,120	1,240	770	380
	Eintauchen in geschmolzenes AZ (bei 1 000⁰C für 5 Tage)	Minimale Erosion	Keine Erosion	keine Erosion	keine Erosion	Bildung einer schwarzen. Reaktionsschicht (1 bis 2 mm stark)
	Eintauchen in geschmolzenes £!u (bei 1 300⁰C für 5 Std.)	udgl.	dgl.	dgl.	dgl.	I Bildung einer Ober flächenreaktionsschicht
	Eintauchen in unverdünnte HCl *2) (5 Std. Kochen)	-5	0	0	-6	-17
Eintauchen in unverdünnte H₉SO," *2) (5 Std. lfor.hP.n^ ^Z ⁴ ..	-1	+0.2 ^J;	₊0.2*³>	-1	-2
Eintauchen in 50Z wäßrige NaOH- *2) lösung f5 Si-H.. KVmT₁Pn)	-5.1	-0.6	0	-13	-71 K>
Durch Oxidation hervorgerufener Ge wichtsanstieg 6ng_£m²)durch Erhitzen in Luft bei 1 Wbn_Tfür 40 Std.	33	16 ·	14	23	CD 39 Oi K3

Anmerkung:

*1): Die Menge jedes Bestandteiles des Ausgangsmaterialpulvers wird in Gewichtsteilen angegeben.

*2): Veränderung in Gewichtsprozent.

*3): Der Gewichtsanstieg ist adsorbierten Sulfatresten zuzuschreiben, die kaum irgendeine Erosion zeigen.

Wie es aus der Tabelle 1 deutlich wird, sind die Reaktionssinterkörper, die erfindungsgemäß hergestellt wurden, denjenigen nach einem herkömmlichen Verfahren im wesentlichen in allen Eigenschaften überlegen, einschließlich des B-- Sialongehalts, der Festigkeit, der chemischen Stabilität und dem Widerstand gegen die Oxidation.

Beispiele 5 und 6

Die Reaktionssinterkörper der Beispiele 2 und 3 wurden getrennt in einem Füllstoffpulver eingebettet, das 60 Gew.-% Siliciumnitrid und 40 Gew.-% Bornitrid enthielt, das in einem Graphitbehälter angeordnet war. Die Reaktionssinterkörper wurden in der Stickstoffatmosphäre auf 1700⁰C mit einer Geschwindigkeit von 200°C/h erhitzt und diese Temperatur 4 Stunden lang aufrechterhalten. Danach wurde der Reaktionssinterkörper allmählich mit einer Geschwindigkeit von 200°C/h abgekühlt. Bei den so erhaltenen Sinterkörpern handelt es sich um die beabsichtigten. Die Eigenschaften dieser erhaltenen Sinterkörper wurden ermittelt uiri werden von der Tabelle 2 erfaßt.

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- 31 Tabelle 2

Eigenschaften	Beispiel 5	Beispiel 6
Scheinporosität (%)	9,2	7,7
Raumgewicht	2,6	2,7..
ß'-Sialongehalt (%)	90	Ci100.
Biegefestigkeit (kg/cm²)	1 030	1 180.
Eintauchen in geschmolzenes Al (bei 1000⁰C für 5 Tage)	keine Erosion	keine Erosion
Eintauchen in geschmolzenes Cu (bei 1300⁰C für 5 h)	dgl.	dgl.
Eintauchen in unverdünnte HCl (5h, Kochen) *	0	0 . -
Eintauchen in unverdünnte Schwefelsäure (5h, Kochen) *	0	0
Eintauchen in 50%-ige wässrige NaOH-Lösung (5h, Kochen)	-0,3	0 ...

Ewrch Oxidation hervorgerufener Üewichtsanstieg (mg/cm²) durch Erhitzen in Luft bei 1200⁰C für 40h

11

Anmerkung:

*i Veränderung in Gew.-%

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Wie es aus der Tabelle 2 deutlich wird, sind Sinterkörper^die aufgrund eines weiteren Erhitzens der Reaktionssinterkörper (Beispiele 2 und 3) erhalten wurden, die bereits einmal gesintert worden sind, im wesentlichen verbessert im Hinblick auf den ß'-Sialongehalt, die Dichte, die Stabilität gegen Alkalien und die Beständigkeit gegen die Oxidation, wenn mit denjenigen vor dem Erhitzen verglichen wird.

Beispiel 7

Gemischte Bindepulver @er Zusammensetzung nach Tab.3)und Siliciumcarbidpulver der Teilchengrößenverteilung, die in der Tabelle 3 gezeigt wird, wurden mittels eines V-Mischers miteinander vermischt und zu einem großstückigen Preßling der Ausmasse 200 χ 200 χ 20 mm mittels einer Gummipresse (1 t/cm²) geformt. Dann wurde der Preßling in der Stickstoffatmosphäre bei 1450⁰C bei einer Geschwindigkeit von 10°C/h erhitzt und bei der Temperatur 10 Stunden einer Nitrierungssinterung unterzogen. Auf diese Weise wurde ein feuerfestes Produkt mit ß'-Sialon als Bindematrix erhalten.

Die Eigenschaften des erhaltenen feuerfesten Produktes wurden ermittelt und werden in der Tabelle 3 gezeigt.

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Tabelle 3

Materialpulver

Beispiel 7.

gemischtes
Bindepulver

Siebfeines, verdampfbares SiO„

Al-Verdüsungspulver (0,063 mm bzw. 250 mesh)

Metallisches Siliciumpulver (0,063 mm bzw. 250 mesh)

14 Gew.-%

Teilchengröße: 3-1 mm

Siliciumcarbidpulver

Teilchengröße: 1 - 0,25 jnm

Anmerkung:

*: Veränderung in Gew.-%

40· ·

Teilchengröße: weniger als 0,25 mm	Eigenschaften	20
Scheinporosität (%)
Raumgewicht	• 19 · ·
Prozentuale Schrumpfung beim Sintern (%)	2,58
Biegefestigkeit (kg/cm²)	0,1
Eintauchen in geschmolzenes Al (bei 1000⁰C für 5 Tage)	350
Eintauchen in geschmolzenes Cu (bei 1300⁰C für 5 h)	keine Erosion
Eintauchen in unverdünnte HCl (5 h, Kochen) *	dgl.
Eintauchen in unverdünnte H„SO. (5 h, Kochen) ^⁴*	-0,9 :
50%-ige wässrige NaOH-Lösung (5 h, Kochen) * - .	0
Durch Oxidation hervorgerufener Gewichtsanstieg (mg/cm-²) durch Erhitzen in Luft bei 1200⁰C für 40 h '	-0,7
7 '

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Wie es aus der Tabelle 3 deutlich wird, erweist sich das feuerfeste Produkt gemäß der Erfindung bezüglich aller Eigenschaften als außergewöhnlich hervorragend, einschließlich der Festigkeit, der Formstabilität, der Korrosionsbeständigkeit, wie .gegen geschmolzene Metalle, chemische Stabilität und Beständigkeit gegen Oxidation. Des weiteren zeigt ein solches Produkt, selbst wenn es großstückig vorliegt, keine Risse und zeigt eine allgemeine Homogenität.

Beispiel 8

Gemischte Bindepulver wurden mit einem zusammengesetzten Aluminiumoxidpulver einer in der Tabelle 4 gezeigten Teilchengrößenverteilung mittels eines V-Mischers gemischt und zu einem großstückigen Formling der Ausmasse 80 χ 250 χ 30mm mittels einer Gummipresse (1 t/cm²) geformt. Dann wurde der Preßling unter den gleichen nitrierenden Bedingungen wie im Beispiel 7 gesintert. Auf diese Weise wurde ein feuerfestes Produkt mit ß'-Sialon als Bindematrix erhalten. Die Eigenschaften des erhaltenen feuerfesten Produktes, die ermittelt wurden, werden in der Tabelle 4 gezeigt.

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Tabelle

Mischbinde pulver

Siebfeines, verdampfbares SiO₂

-Verdüsungspulver (0,0063mm)

Metallisches Siliciumpulver (0,0063mm

(wt.%)

Aluminiumt

oxid pulver

Teilchengröße : 3 - 1 mm

Teilchengröße : 1 - 0,25 mm

Teilchengröße : kleiner als 0,25mm

Scheinporosität (%)

Raumgewicht 2.67

Prozentuale Schrunpfung beim Sintern (%) 0.3

Biegefestigkeit (kg/cm²) 310

Eintauchen in geschmolzenes Ai. (bei IQOO⁰C für 5 Tage)

Keine Erosion

Eintauchen in geschmolzenes Cu (bei 1300⁰C für 5 Std.)

dgl.

Eintauchen .in geschmolzenes SüS (bei 163O⁰C für 3 Std.) Tiefe der Erosion < 1mm

Eintauchen in unverdünnte Salzsäure (5 Std. Kochen) -0,4

Eintauchen- in unverdünnte Schwefelsäure (5 Std. Kochen)

Eintauchen in 50% wäßrige NaOH-Lösung (5 Std. Kochen) -0.5

Durch Oxidation hervorgerufener Gewichtsanstieg (mg/cm²) durch Erhitzen in Luft bei 1200⁰C für 40 Std.

/„ _a _Λ 909813/0632

* Veränderung in Gew.-%

Beispiele 9 und 1O

Die feuerfesten Produkte (Reaktionssinterkörper) der Beispiele 7 und 8 wurden in nicht-reaktives Füllstoffpulver mit einem Gehalt an 60 Gew.-% Siliciumnitrid und 40 Gew.-% Bornitrid eingebettet und in einem Graphitbehälter gelagert, in der Stickstof fatmosphäre bei 1700⁰C mit einer Geschwindigkeit von 200°C/h erhitzt und 4 Stunden bei dieser Temperatur belassen- Danach wurden die feuerfesten Produkte allmählich mit einer Geschwindigkeit von 200°C/h abgekühlt. Auf diese Weise wurden die angestrebten feuerfesten Produkte mit ß'-Sialon als Bindematrix erhalten.

Die Eigenschaften dieser erhaltenen feuerfesten Produkte wurden ermittelt und werden in der Tabelle 5 wiedergegeben.

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Tabelle 5

Eigen- ~~ "—■——___ scnaften — ____	Beispiel 9	Beispiel 10
Scheinporösität {%)	10	9
Faumgewicht	2.70	2.85
Prozentuales Schrunpfen Mim Sintern (%)	5.0	5.4
Biegefestigkeit;;..: (kg/cm²)	380	410
Eintauchen in geschmolzenes At- (bei 1 000 ° C f ür 5 Tage)	keine Erosion	keine Erosion
Eintauchen in geschmolzenes Cu (bei 1 300 ° C für 5 Stunden)	dgl.	dgl. ■
Eintauchen in unverdünnte HCl (5 Std. Kochen) . *	-0.7	-0.1
Eintauchen in unverdünnte H^SO* (5 Std.Kochen) *	0	0
* Eintauchen in 50%-ige wässrige NaCH- Lösung (5 Std. Kochen)	-0.3	-0:3
Durch Oxidation hervorgerufener Ge wichtsanstieg (mg/cm²) durch Er hitzen in Luft bei 1200° C für 40 Std,	4.8	3.2

Veränderung· in Gew.-%

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Wie es aus der Tabelle 5 deutlich wird, sind die feuerfesten. Produkte der Beispiele 9 und 10 des weiteren verbessert im Hinblick auf die Dichte, die Festigkeit und die Beständigkeit gegen Oxidation, wenn mit den feuerfesten Produkten der Beispiele 7 und 8 verglichen wird, die lediglich durch den vorgenannten Sinterprozeß erhalten worden sind.

Beispiele 11 und 12 und Kontrolle 2

Das gleiche Ausgangsmaterialpulver wie beim Beispiel 3 wurde zu einem röhrenförmigen Grünling einer Wandstärke von 2,5 cm mittels einer Gummipresse (1 t/cm²) geformt. Dann wurde der Grünling in der Stickstoffatmosphäre bei 1500⁰C mit einer Geschwindigkeit von 200°C/h erhitzt und 10 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Auf diese Weise wurden Materialien auf der Basis von ß¹—Sialon hergestellt. Eine Überprüfung dieser Materialien auf der Basis von ß'-Sialon mittels des Röntgenstrahlenpulververfahrens zeigte, daß sie hauptsächlich aus ß'-Sialon bestehen und starke Peaks des ß'-Sialons und kleine Peaks des 0-Al₃O₃ zeigen.

Dann wurden die Materialien auf ß'-Sialon-Basis zunächst mittels eines Backenbrechers grobjzerstoßen und nachfolgend mittels eines Hammerbrechers pulverisiert. Danach wurde das pulverisierte Pulver (1) des weiteren 70 Stunden mittels eines Naßpulverisierungsverfahrens unter Anwendung einer Aluminiumoxidkugelmühle, die Alkohol enthielt, pulverisiert und dann (2) 24 Stunden lang mittels eines Naßpulverisierungsverfahrens pulverisiert, wobei ein Pulvermaterial auf der Basis von ß^r-Sialon mit einer mittleren Teilchengröße von 1,2 μ. (Beispiel 11) und einem Pulvermaterial auf der Basis von ß'-Sialon mit einer mittleren Teilchengröße von 1,6 μ (Beispiel 12) hergestellt. Als Kontrolle 2 wurde ein Materialpulver auf der Basis von ß'-Sialon mit der mittleren Teilchengröße von 1,8 μ durch (3) Pulverisieren des vorgenannten pulverisierten Pulvers während 24 Stunden durch

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das Trockenpulverisierungsverfahren unter Anwendung einer Aluminiumoxidkugelmühle hergestellt.

Danach wurden diese drei Arten von Pulvern auf der Basis von ß'-Sialon jeweils mit 7,5 Gew.-% Vinylacetat gemischt, durch ein 0,289mm (50 mesh)-Nylonsieb zur Granulierung durchtreten gelassen, einmal getrocknet und dann zu drei plattenähnlichen Grünlingen (40 χ 70 χ 9 mm) mittels einer Gesenkpresse unter einem Druck von 550 kg/cm² geformt. Diese Preßlinge wurden in der Luft bqi 400⁰C 12 Stunden erhitzt, um das Bindemittel (Vinylacetat) zu verdampfen und zu entfernen. Die Dichten der Preßlinge nach einer derartigen Entfernung wurden geprüft. Es wurde gefunden, daß sie 1,92 g/cm³ (Beispiel 11), 1,95 g/cm³ (Beispiel 12) und 1,94 g/cm³ (Kontrolle 2) betrugen. Diese Preßlinge wurden jeweils in ein Füllstoffpulver mit einem Gehalt an 60 Gew.-% Siliciumnitrid und 40 Gew.-% Bornitrid, angeordnet in Graphitbehältern, eingebettet und dann zusammen mit diesen Behältern in einen Sinterofen eingebracht, in einer Stickstoffatmosphäre auf 1750⁰C mit einer Geschwindigkeit von 400°C/h erhitzt und bei der gleichen Temperatur, die 4 Stunden lang beibehalten wurde, gesintert. Auf diese Weise wurden drei Arten von ß'-Sialon-Sinterkörpern hergestellt.

Überprüfungen der drei erhaltenen ß'-Sialon-Sinterkörper nach dem Röntgenstrahlenpulververfähren zeigten lediglich einen Peak für ß'-Sialon für alle Sinterkörper der Beispiele 11 und 12 und einen Peak für das ß'-Sialon wie auch einen kleinen Peak für das Ot-Al₂O, des Sinterkörpers der Kontrolle 2. Die Porositätswerte der ß'-Sialon-Sinterkörper wurden ermittelt. Als Ergebnis zeigten die Sinterkörper der Beispiele 11 und 12 Porositäten von 4 % bzw. 10,2 %, was ihre hohe Dichte auswies, während die Kontrolle 2 eine Porosität von 24,6 % zeigte. Es kann daraus ersehen werden, daß die mittlere Teilchengröße des Pulvermaterials auf der Basis von ß'-Sialon bedeutsam die Dichte der erhaltenen ß'-Sialon-Sinterkörper beeinflußt. Tests mit dem ß'-Sialon-Sinterkörper des Beispiels 11 wurden wie folgt durchgeführt:

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(A) fünftägiges Eintauchen in geschmolzenes Aluminium bei 1000⁰C;

(B) dreistündiges Eintauchen in geschmolzenes Kupfer bei 1300⁰C;

(C) jeweiliges fünfstündiges Eintauchen in siedende unverdünnte Schwefelsäure und unverdünnte Salzsäure und

(D) vierzigstündiges Erhitzen in Luft bei 1200⁰C.

Es wurde gefunden, daß der ß'-Sialon-Sinterkörper bei den Tests (A) bis (C) keine Erosion zeigte, während die durch die Oxidation hervorgerufene Anhebung des Gewichtes beim Test (D) 4,5 mg/cm² betrug.

Beispiel 13 und Kontrollen 3 und 4

Das Pulvermaterial auf der Basis von ß'-Sialon (mittlere Teilchengröße 1,2 μ), das im Beispiel 11 verwendet wurde, wurde mit Vinylacetat vermischt, mittels eines 0,289 mm-Siebes (50 mesh-Sieb) granuliert, einmal getrocknet und dann zu drei plattenähnlichen Preßlingen (40 χ 70 χ 9 mm) mittels einer Gesenkpresse unter Drücken von 600 kg/cm² (Beispieli3), 110 kg/cm² (Kontrolle 3) und 55 kg/cm² (Kontrolle 4) gepreßt. Diese Preßlinge wurden in Luft bei 400⁰C 12 Stunden lang erhitzt, um das Bindemittel (Vinylacetat) zu verdampfen und zu entfernen. Die Dichten der Preßlinge nach einer derartigen Entfernung wurden ermittelt und wie folgt gefunden: 1,92 g/cm³ (Beispiel 13), 1,68 g/cm³ (Kontrolle 3) und 1,53 g/cm³ (Kontrolle 4). Dann wurden diese Preßlinge nach dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 11 gesintert. Auf diese Weise wurden drei Arten von ß'-Sialon-Sinterkörperη hergestellt.

Die Porositäten der erhaltenen ß'-Sialon-Sinterkörper wurden ermittelt. Als Ergebnis zeigte der Sinterkörper gemäß der Erfindung (Beispiel 13) eine Porosität von 3,6 %, was auf einen hohen Dichtegrad hinwies, während diejenigen Werte der Kontrollen 3 und 4 12,3 % bzw. 28,3 % betrugen. Hieraus kann ersehen

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werden, daß die Dichte des Preßlings auch bedeutsam die Dichte des erhaltenen ß'-Sialon-Sinterkörpers beeinflußt.

Die Korrosionsbeständigkeit, die Säuxebeständigkeit und die Beständigkeit gegen Oxidation des ß'-Sialon-Sinterkörpers des Beispiels 13 wurde entsprechend den Testverfahren (A) bis (D) geprüft. Es wurde gefunden, daß dieser Sinterkörper, wie der des Beispiels 1Λ_έ zufriedenstellende Eigenschaften hatte.

Beispiel 14

Das. Material auf der Basis von ß'-Sialon, das gemäß Beispiel 2 erhalten wurde, wurde zunächst grob mittels eines Backenbrechers zerstoßen und dann nachfolgend mittels eines Hammerbrechers pulverisiert. Danach wurde das-pulverisierte Produkt des weiteren 96 Stunden lang einem Naßpulverisierungsverfahren unter Anwendung einer Wolframcarbidkugelmühle, die einen Alkohol enthielt, pulverisiert, wodurch ein Pulver auf der Basis von ß'-Sialon mit einer mittleren Teilchengröße von 0,7 μ erhalten wurde. Danach wurde dieses Pulver auf der Basis von ß'-Sialon mit Vinylacetat in der gleichen Weise wie im Beispiel 11 gemischt, granuliert und mittels einer Gesenkpresse (550 kg/cm²) geformt. Das Bindemittel in dem erhaltenen geformten Körper wurde verdampft und entfernt und auf diese Weise ein Preßling mit der Dichte von 1,86 g/cm³ hergestellt. Dann wurde dieser Preßling in Füllstoffpulver eines Gehaltes von 60 Gew.-% Siliciumnitrid und 40 Gew.^% Bornitrid,angeordnet in einem Graphitbehälter eingebettet und zusammen mit diesem Behälter in den Sinterofen überführt, in einer Stickstoffatmosphäre auf 1750⁰C unter Anheben der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 4Ö0°C/h erhitzt und bei der gleichen Temperatur, die 3 Stunden lang aufrechterhalten wurde, gesintert. Auf diese Weise wurde ein -■*■-■" ß'-Sialon-Sinterkörper erhalten.

Der erhaltene ß¹-Sialon-Sinterkörper wurde mittels des Röntgenstrahlenpulververfahrens identifiziert. Es wurde gefunden, daß

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er ß'-Sialon sowie eine minimale Menge an ct-Al^O- enthält. Dieser ß'-Sialon-Sinterkörper zeigte eine Porosität von 0,4 %_f was auf seinen hohen Dichtegrad hinwies,

Beispiel 15

Das Pulvermaterial auf der Basis von ß'-Sialon (mittlere Teilchengröße 1,2 μ), das im Beispiel 11 verwendet wurde, wurde mit 10 Gew.-% Siliciumnitridpulver, das durch ein 0,049mm ' (300 mesh)-Sieb trat, gemischt, um ein ß'-Sialon-Mischmaterialpulver herzustellen, das in der gleichen Weise wie im Beispiel 11 geformt (Preßlingdichte 1,92 g/cm³) und gesintert wurde. Auf diese Weise wurde ein ß'-Sialon-Sinterkörper erhalten.

Der erhaltene ß'-Sialon-Sinterkörper wurde mittels des Röntgenstrahlenpulververfahrens identifiziert. Es wurde gefunden, daß er im wesentlichen aus ß'-Sialon allein besteht. Dieser ß'-Sialon-Sinterkörper zeigte eine Porosität von 2,7 %, was auf einen sehr hohen Dichtegrad hinwies. Des weiteren wurde der ß'-Sialon-Sinterkörper in einer 50%-igen wässrigen NaOH-Lösung 5 Stunden lang gekocht. Die überprüfte Gewichtsverminderung betrug 2,4 %, was auf eine hohe Beständigkeit gegenüber Alkalien hinwies.

Beispiel 16

Das Pulvermaterial auf der Basis von ß'-Sialon (mittlere Teilchengröße 1,2 μ), das im Beispiel 11 verwendet wurde, wurde mit 10 Gew.-% eines Siliciumnitridpulvers, das durch ein 0,044mm (325 mesh)-Sieb trat und 3 Gew.-% eines Aluminiumnitridpulvers, das durch ein 0,063mm (250 mesh)-Sieb trat, gemischt, um ein ß'-Sialon-Mischpulvermaterial herzustellen, das in der gleichen Weise wie im Beispiel 11 (Preßlingdichte 1,91 g/cm³) geformt und gesintert wurde. Auf diese Weise wurde ein ß'-Sialon-Sinterkörper erhalten.

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Der erhaltene ß'-Sialon-Sinterkörper wurde mittels des Röntgenstrahlenpulververfahrens identifiziert. Es wurde gefunden, daß er im wesentlichen aus ß'-Sialon allein besteht. Dieser ß'-Sialon-Sinterkörper zeigte eine Porosität von 2,2 %, was einen sehr hohen Dichtegrad bewies. Des weiteren wurde der ß'-Sialon-Sinterkörper in 50%-iger wässriger NaOH-Lösung 5 Stunden lang gekocht. Die Verminderung des Gewichts wurde überprüft und belief sich auf 1,4 %, was eine sehr hohe Bestänr digkeit gegen Alkalien auswies.

Beispiele 17 und 18 und Kontrolle 5

Preßlinge, die durch Formen des Materialpulvers auf der Basis von ß'-Sialon in der gleichen Weise wie in den Beispielen 11 und 12 und der Kontrolle 2 erhalten wurden, wurden jeweils in ein Füllstoffpulver eingebettet, das 6 0 Gew.-% Siliciumnitrid und 4 0 Gew.-% Bornitrid enthielt, wobei dieses Pulver in Graphitbehältern gelagert war. Die Preßlinge wurden zusammen mit diesen Behältern in den Sinterofen überführt, in einer Stickstoffatmosphäre auf 1730⁰C mit einer Geschwindigkeit von 400°C/h erhitzt, zuerst bei der gleichen Temperatur, die zwei Stunden lang aufrechterhalten wurde, gesintert und dann darauf in der gleichen Atmosphäre bei einer Temperatur von 1680⁰C, die 10 Stunden aufrechterhalten wurde, gesintert. Auf diese Weise wurden drei Arten von ß'-Sialon-Sinterkörpern erhalten.

Die erhaltenen ß'-Sialon-Sinterkörper wurden mittels des Röntgenstrahlenpulververfahrens identifiziert. Es wurde gefunden, daß die ß'-Sialon-Sinterkörper der Beispiele 17 und 18 lediglich ß'-Sialon enthielten, während die Kontrolle 5 ß'-Sialon und eine kleine Menge an a-Al„O, enthielt. Die Porositäten dieser ß'-Sialon-Sinterkörper wurden ermittelt. Als Ergebnisse zeigten die Sinterkörper der Beispiele 17 und 18 Porositäten von 2 % bzw..6 %, was ihren hohen Dichtegrad bewies, während bei der Kontrolle 5 eine Porosität von 13 % gefunden wurde. Es kann daraus ersehen werden, daß die mittlere

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Teilchengröße des pulverigen Materials auf der Basis von ß'-Sialon die Dichte des erhaltenen ß'-Sialon-Sinterkörpers bedeutsam beeinflußt. Schließlich wurden Tests mit dem ß'-Sialon-Sinterkörper des Beispiels 17 wie folgt durchgeführt:

(A) fünftägiges Eintauchen in geschmolzenes Aluminium bei 1000⁰C;

(B) dreistündiges Eintauchen in geschmolzenes Kupfer bei 1300⁰C;

(C) jeweiliges fünfstündiges Eintauchen in siedende unverdünnte Schwefelsäure und unverdünnte Salzsäure;

(D) vierzigstündiges Erhitzen in Luft bei 1200⁰C und

(E) fünfstündiges Kochen in einer 50%-igen wässrigen NaOH-Lösung.

Es wurde gefunden, daß der ß'-Sialon-Sinterkörper gemäß der ' Erfindung keine Erosion bei den Tests (A) bis (C) zeigte, während der durch die Oxidation bedingte Anstieg des Gewichts beim Test (D) lediglich 3,5 mg/cm² betrug. Des weiteren betrug die Gewichtsverminderung beim Test (E) 1,7 %, was eine hohe Beständigkeit gegen Alkalien auswies.

Beispiel 19 und Kontrollen 6 und 7

Das Pulver auf ß'-Sialon-Basis (mittlere Teilchengröße 1,2 μ), das im Beispiel 11 verwendet wurde, wurde mit Vinylacetat gemischt, durch ein 0,289mm (50 mesh)-Nylonsieb zwecks Granulierung durchgeleitet und dann zu drei plattenähnlichen Preßlingen (der Maße 40 χ 70 χ 9 mm) mittels einer Gesenkpresse unter Drücken von 600 kg/cm² (Beispiel 19), 110 kg/cm² (Kontrolle 6) und 55 kg/cm² (Kontrolle 7) geformt. Diese Formlinge wurden in Luft bei 400⁰C 12 Stunden lang erhitzt, um das Bindemittel (Vinylacetat) zu verdampfen und zu entfernen. Die Dichten der Preßlinge nach einer solchen Entfernung wurden mit 1,92 g/cm^a (Beispiel 19), 1,68 g/cm³ (Kontrolle 6) und 1,53 g/cm³ (Kontrolle 7) ermittelt. Dann wurden diese Preßlinge im Verlaufe

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von zwei Stufen gesintert, d.h. dem ersten und dem zweiten Sintern nach dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 17.

Auf diese Weise wurden drei Arten von ß'-Sialon-Sinterkörpern

erhalten.

Die Porositäten der erhaltenen ß'-Sialon-Sinterkörper wurden ermittelt. Der erfindungsgemäße Sinterkörper (Beispiel 19) zeigte eine Porosität von 2 %, was seinen hohen Dichtegrad bewies, während diejenigen der Kontrollen 6 und 7 mit 10 bzw. 19 % ermittelt wurden. Es kann daraus ersehen werden, daß die Dichte des Preßlings auch bedeutsam durch die Dichte des erhaltenen ß'-Sialon-Sinterkörpers beeinflußt wird.

Die Korrosionsbeständigkeit, die Säurebeständigkeit, die Beständigkeit gegen Oxidation und die Beständigkeit gegen Alkalien des ß'-Sialon-Sinterkörpers des Beispiels 19 wurde entsprechend den Verfahrensweisen der Tests (A) bis (E) überprüft. Bei diesem Sinterkörper wurden, wie beim Beispiel 17, zufriedenstellende Eigenschaften gefunden.

Beispiel 20

Das Material auf der Basis von ß'-Sialon, das nach dem Beispiel 3 erhalten wurde, wurde vorher grob mittels eines Backenbrechers zerstoßen und dann nachfolgend mittels eines Hammerbrechers pulverisiert. Danach wurde das pulverisierte Pulver des weiteren 96 Stunden mittels eines Naßpulverisierungsverfahrens.unter Anwendung einer Wolframcarbidkugelmühle, die Alkohol enthielt, pulverisiert, wodurch ein Pulver auf der Basis von ß'-Sialön mit einer mittleren Teilchengröße von 0,7 μ hergestellt wurde. Danach wurde dieses Pulver auf der Basis von ß'-Sialon mit Vinylacetat in der gleichen Weise wie im Beispiel 17 gemischt, granuliert und mittels einer Gesenkpresse (550 kg/cm²) geformt. Das Bindemittel in dem erhaltenen geformten Körper wurde verdampft und entfernt und somit ein Preßling mit der Dichte von 1,86 g/cn? hergestellt..Dann wurde

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dieser Preßling in ein Füllst offpulver eingebettet, das Siliciumnitrid und Bornitrid enthielt, wobei dieses Füllstoffpulver in einem Graphitbehälter vorlag. Zusammen mit diesem Behälter wurde der Preßling in den Sinterofen überführt, in einer Stickstoffatmosphäre auf 1700⁰C unter Anhebung der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 180°C/h erhitzt, dann zuerst bei der gleichen Temperatur, die 3 Stunden lang aufrechterhalten wurde, gesintert und darauf in der gleichen Atmosphäre bei einer Temperatur von 155O⁰C, die 15 Stunden lang aufrechterhalten wurde, ein zweites Mal gesintert. Auf diese Weise wurde ein ß'-Sialon-Sinterkörper erhalten.

Der erhaltene ß'-Sialon-Sinterkörper wurde mittels des Röntgenstrahlenpulververfahrens identifiziert. Es wurde gefunden, daß er ß'-Sialon und eine geringe Menge an ct-Al_O_ enthielt. Dieser ß¹-Sialon-Sinterkörper zeigte eine Porosität von 2%, was einen hohen Dichtegrad bewies. Die Korrosionsbeständigkeit, die Beständigkeit gegen Oxidation und die Beständigkeit gegen Alkalien wurden bei diesem ß¹-Sialon-Sinterkörper entsprechend den Verfahrensweisen der Tests (A) bis (E) überprüft. Es wurde gefunden, daß der Sinterkörper wie der des Beispiels 17 zufriedenstellende Eigenschaften Jiatte.

Beispiel 21

Das Pulver auf der Basis von ß'-Sialon (mittlere Teilchengröße 1,2 μ), das im Beispiel 17 verwendet wurde, wurde mit 10 Gew.-% eines Siliciumnitridpulvers, das durch ein 0,049mm (300 mesh)-Sieb trat, gemischt, um ein ß'-Sialon-Mischpulver herzustellen, das in der gleichen Weise wie im Beispiel 17 (Preßlingdichte 1,92 g/cm³) geformt und dann einem ersten und einem zweiten Sintern unterzogen wurde. Auf diese Weise wurde ein ß¹-Sialon-Sinterkörper erhalten.

Der erhaltene ß'-Sialon-Sinterkörper wurde mittels des Röntgenstrahlenpulververfahrens identifiziert. Es wurde festgestellt,

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daß er im wesentlichen aus ß'-Sialon allein bestand. Dieser ß'-Sialon-Sinterkörper zeigte eine Porosität von 1 %, was seine sehr hohe Dichte bewies. Des weiteren wurde die Korrosionsbeständigkeit, die Beständigkeit gegen Oxidation und gegen Alkalien bei diesem ß'-Sialon-Sinterkörper entsprechend den Verfahrensweisen der Tests (A) bis (D) ermittelt. Es wurde gefunden, daß der ß'-Sialon-Sinterkörper gemäß der Erfindung durch geschmolzenes Metall oder Säure nicht erodiert worden war und eine niedrige, durch Oxidation hervorgerufene Gewichtsverminderung zeigte. Darüberhinaus betrug die Verminderung des Gewichts durch den Einfluß einer 50%-igen wässrigen NaOH-Lösung 1,5 %, was eine sehr hohe Beständigkeit gegen Alkalien auswies.

Beispiel 22

Das Pulvermaterial auf der Basis von ß'-Sialon (mittlere Teilchengröße 1,2 μ), das im Beispiel 17 verwendet wurde, wurde mit 10 Gew.-% Siliciumnitridpulver, das durch ein 0,044mm (325 mesh)-Sieb trat, und mit 3 Gew.-% Aluminiumnitridpulver, das durch ein 0,063mm (250 mesh)-Sieb trat, gemischt, um ein ß'-Sialon-Mischpulver herzustellen, das in der gleichen Weise wie im Beispiel 17 (Preßlingdichte 1,91 g/cm³) geformt und einem ersten und zweiten Sintern unterzogen wurde. Auf diese Weise wurde ein ß'-Sialon-Sinterkörper erhalten.

Der erhaltene ß'-Sialon-Sinterkörper wurde mittels des Röhtgenstrahlenpulververfahrens identifiziert. Es wurde gefunden, daß er aus einer einzigen Phase des ß'-Sialons bestand. Dieser ß¹-Sialon-Sinterkörper zeigte eine Porosität von 1 %, was seinen sehr hohen Dichtegrad bewies. Des weiteren wurde die Korrosionsbeständigkeit, die Beständigkeit gegen Säuren, die Beständigkeit gegen Oxidation und die Beständigkeit gegen Alkalien bei diesem ß¹-Sialon-Sinterkörper entsprechend den Verfahrensweisen der Tests (A) bis (E) überprüft. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß der ß¹-Sialon-Sinterkörper gemäß der

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Erfindung durch.geschmolzenes Metall oder Säure nicht erodiert worden war und eine niedrige, auf die Oxidation zurückzuführende Gewichtsverminderung zeigte. Darüberhinaus war die Gewichtsverminderung in einer 50%-igen wässrigen NaOH-:Lösung nur 1,3 %, was auf eine sehr hohe Beständigkeit gegen Alkalien hinwies.

Beispiel 23

Dieses Material auf der Basis von ß'-Sialon, das nach Beispiel 3 erhalten wurde, wurde vorher grob mittels eines Backenbrechers zerstoßen und nachfolgend mittels eines Hammerbrechers pulverisiert. Danach wurde das pulverisierte Pulver des weiteren 70 Stunden lang nach dem Naßpulverisierungsverfahren unter Anwendung einer Alumxniumoxidkugelmühle, die Alkohol enthielt, pulverisiert, wodurch ein Pulvermaterial auf der Basis von ß'-Sialon mit der mittleren Teilchengröße von 1,2 μ hergestellt wurde.

Dann wurde dieses Pulver auf der Basis von ß'-Sialon und Siliciumcarbidpulver mit einer Teilchengrößenverteilung in dem aus der Tabelle 6 ersichtlichen Verhältnis gemischt, vollständig mit einer hinzugegebenen kleinen Wassermenge geknetet und zu einem großstückigen zylindrischen Preßling der Ausmasse 50 0 χ 200 mm mittels einer Gummipresse (1t/cm²) geformt. Dann wurde der Preßling in einem Mischpulver aus Bornitrid und Siliciumnitrid eingebettet, in der Stickstoffatmosphäre auf 1750⁰C mit einer Geschwindigkeit von 100°C/h erhitzt und bei der Temperatur 3 Stunden gesintert. Auf diese Weise wurde ein feuerfestes Produkt mit ß'-Sialon als Bindematrix erhalten.

Die Eigenschaften des erhaltenen feuerfesten Produktes werden von der nachfolgend wiedergegebenen Tabelle 6 erfaßt.

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Tabelle 6

Materialpulver Beispiel 1

Pulver auf der Basis von ß'-Sialon (1,2 μ) 30 Gew.-%

Teilchengröße:	3	- 1	nun	mm	40
Teilchengröße:	1	- 0	,25	20

Siliciumcarbidpulver

Teilchengröße: kleiner als 0,25 mm 10

Eigenschaften .	4,6
Scheinporosität (%)	2,88
Raumgewicht	7,1
Prozentuale Schrumpfung, beim Sintern (%)	505
Biegefestigkeit (kg/cm²)	keine Erosion
Eintauchen in geschmolzenes Al (bei 1000⁰C für 5 Tage)	dgl.
Eintauchen in geschmolzenes Cu (bei 1300⁰C für 5h)	-0,4
Eintauchen in unverdünnte Salzsäure (5 h, Kochen) " *	0
Eintauchen in unverdünnte Schwefelsäure (5h, Kochen) *	-0,2
Eintauchen in 50%-ige wässrige NaOH-Lösung (5 h, Kochen) *	40
Auf die Oxidation zurückgehender Gewichts anstieg (mg/cm²) durch Erhitzen in Luft bei 1200⁰C für 4 oh

Anmerkung: *: Veränderung in Gew.-%

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Wie es aus der Tabelle 6 deutlich wird, ist das erfindungsgemäße Produkt im Hinblick auf sämtliche Eigenschaften, einschließlich der Festigkeit, der Formstabilität, der Korrosionsbeständigkeit, wie gegen geschmolzene Metalle, der chemischen Beständigkeit und der Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation außergewöhnlich hervorragend.

Beispiel 24

Das gleiche Pulver auf der Basis von ß'-Sialon (mittlere Teilchengröße 1,2 μ) wie im Beispiel 23 und Aluminiumoxidpulver mit einer Teilchengrößenverteilung, wurden in dem in der Tabelle 7 gezeigten Verhältnis gemischt, geformt und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 23 im Verlaufe des Sinterns einer Nitrierung unterzogen. Auf diese Weise wurde ein feuerfestes Produkt mit ß'-Sialon als Bindematrix erhalten.

Die Eigenschaften des erhaltenen feuerfesten Produktes werden von der Tabelle 7 erfaßt.

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- 51 Tabelle 7

Pulvermaterial	Basis	von	ß	'-Sialon	(1	,2	μ)	Beispiel 2
Pulver auf der							35 Gew.-%

Aluminiumoxidpulver

Teilchengroße:	3	- 1	jnm	mm	30
Teilchengröße:	1	- 0	,25	20

Teilchengröße: kleiner als 0,25	Eigenschaften	mm 15'
Scheinporosität (%)
Raumgewicht	7,7
Prozentuale Schrumpfung beim "Sintern (%)	3,34 ' '
Biegefestigkeit (kg/cm²)	6,8
Eintauchen in geschmolzenes Al (bei 1000⁰C für 5 Tage)	520 ·
Eintauchen in geschmolzenes Cu (bei 1300⁰C für 5 h)	keine Erosion
Eintauchen in geschmolzenes SUS 304 (bei 1630⁰C für 3 h)	dgl. ■ ··
Eintauchen in unverdünnte Salzsäure (5 h, kochen) *	Tiefe der Erosion< 1 mm
Eintauchen in unverdünnte Schwefelsäure (5 h, kochen) *	-0,3
Eintauchen in eine 50%-ige wässrige NaOH-Lösung (5 h, kochen)- .	0
durch Oxidation hervorgerufener Gewichts anstieg (mg/cm²) durch Erhitzen in Luft bei 1200⁰C für 40 h	-0,3
2,7

Anmerkung: *: Veränderung in Gew.-%

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers auf der Basis von ß'-Sialon, dadurch gekennzeichnet, daß ein pulvriges Ausgangsmaterial durch Zugabe von 10 bis 1000 Gewichtsteilen metallischen Siliciumpulvers zu 100 Gewichtsteilen eines Pulvergemisches aus 20 bis 80 Gewichtsprozent Siliciumdioxidpulver und 80 bis 20 Gewichtsprozent Aluminiumpulver hergestellt, diese pulvrige Mischung gründlich gemischt, das pulvrige Ausgangsmaterial zu einem Grünling geformt und dann der Grünling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei Temperaturen von 1200 bis 1550⁰C gesintert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erhaltene ß'-Sialon-Sinterkörper in einem nicht-reaktiven Füllstoff pulver eingebettet und in einer nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Siliciumdioxidpulver, Aluminiumpulver und metallisches Siliciumpulver ent-

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ORiQiNALfMSPECTED

haltendes Pulvergemisch mit einer Art oder mehreren ' ' ■ Arten feuerfester pulvriger Gemenge, deren Bestandteile aus der aus Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Mullit, Zirkonium, Zirkonerde, ß'-Sialon, verschiedenartiges Aluminiumnitridsialon und Siliciumcarbid bestehenden Gruppe ausgewählt worden sind, gemischt wird, die erhaltene Mischung zu einem Preßling geformt und dieser in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei Temperaturen von 1200 bis 1550⁰C nitriert und gesintert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erhaltene Sinterkörper in ein nicht-reaktives Füllstoffpulver eingebettet und in einer nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C erhitzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erhaltene Sinterkörper auf der Basis von ß'-Sialon zu einem Pulver auf der Basis von ß'-Sialon einer mittleren Teilchengröße von 1,6 μ oder weniger pulverisiert, das pulvrige Material zu einem Preßling einer Dichte von 1,7 g/cm³ oder mehr geformt und der Preßling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C gesintert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch, gekennzeichnet, daß in das Pulver auf der Basis von ß'-Sialon zur Herstellung eines ß'-Sialon- Mischmaterialpulvers des weiteren Siliciumnitridpulver und/oder Aluminiumnitridpulver zugemischt und das erhaltene Pulver zu einem Preßling einer Dichte von 1,7 g/cm³ oder mehr geformt wird, wonach dieser Preßling in Ür* einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C gesintert wird.

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" ³" 2S05292

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erhaltene Sinterkörper auf der Basis von ß'-Sialon zu einem Pulver auf der Basis von ß'-Sialon einer mittleren Teilchengröße von 1,6 μ oder weniger pulverisiert, das Pulver zu einem Preßling einer Dichte von 1,7 g/cm³ oder mehr geformt und dann dieser Preßling zuerst in einer stick- , stoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C gesintert und dann des weiteren in der gleichen Atmosphäre bei einer Temperatur von 1500 bis 1750⁰C (mindestens 3O⁰C niedriger liegend als die Sintertemperatur der ersten Sinterstufe) während 1 Stunde oder mehr gesintert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein ß'-Sialonmischpulver durch weiteres Zumischen von Siliciumnitridpulver und/oder Aluminiumnitridpulver zu dem Pulver auf der Basis von ß'-Sialon hergestellt und zu einem Preßling einer Dichte von 1,7 g/cm³ oder mehr geformt wird, wonach dieser Preßling zuerst in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von 1600 bis 1900⁰C gesintert und dann in der gleichen Atmosphäre bei einer Temperatur von 1500 bis 1750⁰C (mindestens um 30°C niedriger als die Sintertemperatur . der ersten Sinterstufe) gesintert wird.

9. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterkörper auf der Basis von ß'-Sialon zu einem Pulver auf der Basis von ß'-Sialon mit einer mittleren Teilchengröße von 1,6 μ oder weniger pulverisiert, das Pulver mit einer oder mehreren Arten feuerfester pulvriger Gemenge, deren Bestandteile aus der aus Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Mullit, Zirkonium, Zirkonerde, ß'-Sialon, verschiedenartiges Aluminiumnitrid-Sialon und Siliciumcarbid bestehenden Gruppe ausgewählt worden sind,

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gemischt wird, die erhaltene Mischung zu einem Preßling geformt und dann dieser Preßling in einer stickstoffhaltigen, nicht-oxidierenden Gasatmosphäre bei einer Temperatur von -1600 bis 1900⁰C gesintert wird.

10. Sinterkörper auf der Basis von ß'-Sialon, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Arten feuerfester pulvriger Gemenge, deren Bestandteile aus der aus Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Mullit, Zirkonium, Zirkonerde, ß'-Sialon, verschiedenartiges Aluminiumnitrid Sialon und Siliciumcarbid bestehenden Gruppe ausgewählt worden sind, und durch ß'-Sialon als Bindemittel für die feuerfesten Gemenge.

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