DE2910943A1 - Verfahren zur herstellung von keramikformteilen aus siliziumnitrid - Google Patents

Verfahren zur herstellung von keramikformteilen aus siliziumnitrid

Info

Publication number
DE2910943A1
DE2910943A1 DE19792910943 DE2910943A DE2910943A1 DE 2910943 A1 DE2910943 A1 DE 2910943A1 DE 19792910943 DE19792910943 DE 19792910943 DE 2910943 A DE2910943 A DE 2910943A DE 2910943 A1 DE2910943 A1 DE 2910943A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon nitride
silicon
powder
molded parts
ceramic molded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19792910943
Other languages
English (en)
Inventor
Werner Dr Ing Huether
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines GmbH
Original Assignee
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH filed Critical MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Priority to DE19792910943 priority Critical patent/DE2910943A1/de
Priority to SE8001500A priority patent/SE8001500L/
Priority to US06/129,452 priority patent/US4500482A/en
Priority to FR8006109A priority patent/FR2451904A1/fr
Priority to GB8009343A priority patent/GB2045807B/en
Publication of DE2910943A1 publication Critical patent/DE2910943A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • C04B35/593—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained by pressure sintering

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Keramikformtexlen aus Siliziumnitrid, wie es im
Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.
Ein Verzug dieses bekannten Verfahrens besteht darin,, daß die hergestellten Keramikformteile, abgesehen von der
linearen Schrumpfung beim Heißisostatpressen (HIP) nahezu in der Endkontur hergestellt werden können. Ein wesentlicher Wachteil dieses bekannten Verfahrens ist die
lange Gesamtprozeßzeit, die dadurch zustande kommt, daß
der Nitriervorgang sehr langwierig ist (100 bis 300 Stunden) . Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beim
Nitriervorgang auch wesentliche Anteile von /3 -Si^.N. entstehen. Wünschenswert wäre jedoch ein hoher Anteil an
(// -Si3N4, da sich die o^-Phase während des HIP in die /£?-Phase
T-597
030 039/0381
SAD 0%^
überführen läßt und so höhere Festigkeiten erzielt werden können. Schließlich besteht ein weiteres Problem bei dem bekannten Verfahren im Einbringen von Sinterhilfen in das poröse Si_N.-Teil, was im allgemeinen durch Tauchen in geeignete Salzlösungen und nachfolgendem Austrocknen erfolgt. Beim Austrocknen ergeben sich Konzentrationsschwankungen innerhalb des Si^N.-Körpers, was beim HIP Verzug hervorrufen kann.
Die Mehrzahl der dem vorgenannten Verfahren anhaftenden Schwierigkeiten könnten nun dadurch beseitigt werden, daß man bei der Herstellung von Siliziumnitrid-Keramikformtexlen nicht von Siliziumpulver ausgeht sondern von Siliziumnitridpulver und mit diesem wie auch bei dem vorgenannten Verfahren unter Verwendung eines organischen Bindemittels einen Rohling herstellt, der nachfolgend heißisostatisch gepreßt wird. Die Anwendung von Siliziumnitridpulver hätte den Vorteil, daß man C^-Si3N4 verwenden kann, daß die Zugabe von Sinterhilfen denkbar einfach ist, nämlich in Form von entsprechenden Pulvern und, was der wesentlichste Vorteil wäre, daß die Gesamtprozeßzeit wegen des nicht mehr erforderlichen Reaktionssintern er heblich verkürzt werden könnte. Es zeigt sich jedoch, daß bei der Verwendung von Siliziumnitridpulver eine andere sehr bedeutsame Schwierigkeit auftritt. Wird nämlich nach
T-597
20.03.1979
030039/03 81
äem Herstellen des Rohlings aus Siliziumnitridpulver und dem organischen Binder das Bindemittel durch Ausbrennen von dem Rohling entfernt, so entsteht ein sehr locker gebundener, höchst empfindlicher Formkörper, dessen Handhabung sehr schwierig, wenn nicht gar unmöglich ist. Eine Handhabung des Si^.-Formkörpers nach dem Entfernen des organischen Binders ist jedoch notwendig, um ihn kapseln und dann heißisostatisch pressen zu können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, mit dem sowohl eine geringe Gesaratherstellungsdauer für Formkörper aus Siliziumnitrid erzielt wird als auch eine einfache und sichere Handhabung der Rohlinge während des Herstellungsverfahrens möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Verfahren das im Kennzeichnungsteil dieses Patentanspruchs angegebene Ausgangsmaterial verwendet.
Der Hauptvorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Nitrierzeit und damit die Gesamtherstellzeit für ein Keramikformteil wesentlich kürzer ist als bei dem gattungsgemäßen Verfahren, bei dem als Aus-
T-597
20.03.1979
030039/0381
gangswerkstoff nur Siliziumpulver verwendet wird, da nur noch der Siliziumanteil nitriert werden muß und nicht der ganze Körper. Andererseits besteht nicht mehr die Gefahr des Zerfalls des Rohlings im Rahmen der Handhabung für das Heißisostatpressen, da durch die Umwandlung des Siliziums zu Si-N4 das bereits vorhandene OC-Si-N. abgebunden wird und ein kompakter Formkörper entsteht. Dieser Rohling ist ausreichend stabil, um gekapselt und anschließend heißisostatisch gepreßt zu werden. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß der Anteil an 0^-Si3N4 verglichen mit Keramikkörpern die nach dem herkömmlichen Reaktionssinterverfahren hergestellt wurden, sehr hoch ist. Schließlich wird auch der Vorteil des leichten Einbringens der Sinterhilfe erzielt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens soll der Siliziumanteil im Ausgangswerkstoff zwischen 5 und 60 Gew.% des Pulvergemisches betragen. Als Sinterhilfe sollen vorzugsweise vom Stempelheißpressen her bekannte Oxide in den dort üblichen Konzentrationen (0,1 bis 10 Gew.%) angewendet werden wie z. B. MO, Al9O.,, Y0O-., Cr0O-., Fe0O,, und FeO. Schließlich soll das Nitrieren des Rohlings in einer Stickstoffatmosphäre bei 1100 bis' 1600 0C stattfinden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Nitrieren oberhalb der Schmelztemperatur des Siliziums stattfindet, da hierdurch die Nitrierzeit verkürzt werden kann. Das
T-597
20.03.1979
03003 9/0381
Nitrieren in diesem Temperaturbereich ist beim erfindungsgemäßen Verfahren deshalb möglich, weil der Rohling aufgrund seines Ausgangsgehaltes an Si^N4 seine Form ' auch dann behält, wenn die Siliziumanteile schmelzen.
T-597
2O.O3.1979
030039/0381

Claims (1)

  1. Patent an Sprüche
    Verfahren zur Herstellung von Keramikformteilen aus Siliziumnitrid, wonach unter Verwendung von Siliziumpulver (Si) und einem organischen Bindemittel ein Rohling hergestellt, nachfolgend das organische Bindemittel durch Wärmebehandlung entfernt und das Silizium zu Siliziumnitrid -(Si3N4) nitriert und dann heißisostatisch gepreßt wird, dadurch gekenn- . zeichnet, daß als Ausgangsmaterial ein Pulvergemisch aus Siliziumpulver (Si), oO -Siliziumnitridpulver (C^-Si-N.) und einer Sinterhilfe verwendet wird.
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Si-Anteil zwischen 5 und 60 Gew.% des Pulvergemisches beträgt.
    T-597
    030039/0381
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sinterhilfe vom Stempelheißpressen her bekannte Oxide in den dort üblichen Konzentrationen (0,1 bis 10 Gew.%) angewendet werden wie z. B. MO, Al„0-,, Y?O,, Cr3O-,, Fe„0-., FeO.
    4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Nitrieren des Rohlings in einer Stickstoffatmosphäre bei 1100 bis 1600 0C stattfindet.
    5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während einer ersten Phase bei niedriger Temperatur (1050 - 1400 0C)' und anschließend in einer zweiten Phase bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Si nitriert wird.
    T-597
    2O.O3.1979
    030039/0381
DE19792910943 1979-03-20 1979-03-20 Verfahren zur herstellung von keramikformteilen aus siliziumnitrid Withdrawn DE2910943A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792910943 DE2910943A1 (de) 1979-03-20 1979-03-20 Verfahren zur herstellung von keramikformteilen aus siliziumnitrid
SE8001500A SE8001500L (sv) 1979-03-20 1980-02-26 Forfarande for framstellning av keramikformdelar av kiselnitrid
US06/129,452 US4500482A (en) 1979-03-20 1980-03-11 Method of manufacture silicon nitride ceramic molded articles
FR8006109A FR2451904A1 (fr) 1979-03-20 1980-03-19 Procede pour fabriquer des elements moules en matiere ceramique a base de nitrure de silicium
GB8009343A GB2045807B (en) 1979-03-20 1980-03-20 Making silicon nitrode mouldings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792910943 DE2910943A1 (de) 1979-03-20 1979-03-20 Verfahren zur herstellung von keramikformteilen aus siliziumnitrid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2910943A1 true DE2910943A1 (de) 1980-09-25

Family

ID=6065923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792910943 Withdrawn DE2910943A1 (de) 1979-03-20 1979-03-20 Verfahren zur herstellung von keramikformteilen aus siliziumnitrid

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4500482A (de)
DE (1) DE2910943A1 (de)
FR (1) FR2451904A1 (de)
GB (1) GB2045807B (de)
SE (1) SE8001500L (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3216308A1 (de) * 1982-04-30 1983-11-03 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Gesinterter formkoerper auf basis von siliziumnitrid
DE3337025A1 (de) * 1983-10-12 1985-05-02 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Verfahren zur herstellung eines siliziumnitridbauteils
EP0361148A1 (de) * 1988-09-10 1990-04-04 Hoechst Aktiengesellschaft Siliziumnitrid-Keramik und Verfahren zu ihrer Herstellung
US5188781A (en) * 1988-09-10 1993-02-23 Hoechst Aktiengesellschaft Silicon nitride ceramic and a process for its preparation
DE4336311A1 (de) * 1993-10-25 1995-04-27 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von dichten Siliciumnitrid-Werkstoffen sowie entsprechende Siliciumnitrid-Werkstoffe

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU565753B2 (en) * 1982-09-30 1987-09-24 Ford Motor Company Of Canada Limited Method of making reaction bonded/hot pressed si3n4 for use as a cutting tool
WO1984001373A1 (en) * 1982-09-30 1984-04-12 Ford Motor Canada METHOD OF MAKING HIGH STRENGTH HOT PRESSED Si3N4
AU554493B2 (en) * 1982-10-12 1986-08-21 Ford Motor Company Of Canada Limited Making hot pressed silicon nitride by use of low density reaction bonded body
CH654564A5 (en) * 1983-09-14 1986-02-28 Ver Drahtwerke Ag Process for making a shaped object from nitride of elements selected from groups III, IV, V or VI of the Periodic Table, in particular from silicon nitride
DE3514284A1 (de) * 1985-04-19 1986-10-23 Elektroschmelzwerk Kempten GmbH, 8000 München Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus reaktionsgebundenem siliciumnitrid durch nitridierung unter hohem stickstoffgasdruck
US4961767A (en) * 1987-05-20 1990-10-09 Corning Incorporated Method for producing ultra-high purity, optical quality, glass articles
US5275985A (en) * 1987-10-22 1994-01-04 Cooper Industries, Inc. Production of a sintered reaction bonded silicon nitride insulator
US4919868A (en) * 1988-03-31 1990-04-24 Champion Spark Plug Company Production and sintering of reaction bonded silicon nitride composites containing silicon carbide whiskers or silicon nitride powders
JP2736387B2 (ja) * 1988-07-27 1998-04-02 日本特殊陶業株式会社 転がり軸受材料用窒化珪素基焼結体及びその製造方法
JP2737323B2 (ja) * 1989-12-08 1998-04-08 日産自動車株式会社 窒化珪素質焼結体の製造方法
CN111423247A (zh) * 2020-03-31 2020-07-17 深圳麦克韦尔科技有限公司 多孔陶瓷、制备方法及其发热体

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB717555A (en) * 1952-08-07 1954-10-27 Arthur Abbey Improvements in or relating to shaped silicon nitride bodies and their manufacture
US3108985A (en) * 1960-11-02 1963-10-29 Dow Corning Polysiloxane polymer with a calcined volatile-free filler
GB1006518A (en) * 1963-03-21 1965-10-06 Doulton & Co Ltd Improvements in or relating to moulding ceramic material
GB1206468A (en) * 1967-04-10 1970-09-23 Lucas Industries Ltd Method of manufacturing silicon nitride powder
GB1273145A (en) * 1968-04-26 1972-05-03 Plessey Co Ltd An improved process for nitriding silicon
US3562371A (en) * 1968-10-16 1971-02-09 Corning Glass Works High temperature gas isostatic pressing of crystalline bodies having impermeable surfaces
GB1302446A (de) * 1969-04-23 1973-01-10
GB1312315A (en) * 1969-04-30 1973-04-04 Tokyo Shibaura Electric Co Method for manufacturing heat-resistant reinforced composite materials
GB1340696A (en) * 1970-07-10 1973-12-12 Lucas Industries Ltd Method of manufacturing silicon nitride products
AU458193B2 (en) * 1970-09-26 1975-02-20 Joseph Lucas (Industries) Limited Silicon nitride products
DE2349277A1 (de) * 1973-10-01 1975-04-24 Feldmuehle Anlagen Prod Verfahren zur herstellung dichter formkoerper aus siliziumnitrid
JPS5830264B2 (ja) * 1975-10-18 1983-06-28 トウホクダイガク キンゾクザイリヨウケンキユウシヨチヨウ キンゾクチツカブツシヨウケツセイケイタイノセイゾウホウホウ
CA1084241A (en) * 1976-08-02 1980-08-26 Andre Ezis Method of forming a silicon nitride article
US4310477A (en) * 1977-03-25 1982-01-12 Ford Motor Company Method of making a silicon nitride part
US4177230A (en) * 1978-06-02 1979-12-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Process for producing reaction sintered silicon nitride of increased density

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3216308A1 (de) * 1982-04-30 1983-11-03 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Gesinterter formkoerper auf basis von siliziumnitrid
DE3337025A1 (de) * 1983-10-12 1985-05-02 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Verfahren zur herstellung eines siliziumnitridbauteils
EP0361148A1 (de) * 1988-09-10 1990-04-04 Hoechst Aktiengesellschaft Siliziumnitrid-Keramik und Verfahren zu ihrer Herstellung
US5188781A (en) * 1988-09-10 1993-02-23 Hoechst Aktiengesellschaft Silicon nitride ceramic and a process for its preparation
DE4336311A1 (de) * 1993-10-25 1995-04-27 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von dichten Siliciumnitrid-Werkstoffen sowie entsprechende Siliciumnitrid-Werkstoffe
EP0650943A1 (de) * 1993-10-25 1995-05-03 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von dichten Siliciumnitrid-Werkstoffen
DE4336311C2 (de) * 1993-10-25 1996-03-14 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von dichten Siliciumnitrid-Werkstoffen

Also Published As

Publication number Publication date
FR2451904B1 (de) 1984-05-04
SE8001500L (sv) 1980-09-21
GB2045807B (en) 1983-01-26
FR2451904A1 (fr) 1980-10-17
GB2045807A (en) 1980-11-05
US4500482A (en) 1985-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2910943A1 (de) Verfahren zur herstellung von keramikformteilen aus siliziumnitrid
DE2621523A1 (de) Verfahren zur herstellung keramischer formkoerper
DE3527367A1 (de) Auf pulvermetallurgischem wege hergestellte bauteile
DE618063C (de) Verfahren zur Herstellung von Verbundmetallen
DE2812986C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus Siliciumnitrid
DE3825250C2 (de)
DE2900440A1 (de) Fluessiges sinterhilfsmittel und verfahren zur herstellung keramischer sinterkoerper damit
DE1924991B2 (de) Wasserloesliche salzkerne
DE834362C (de) Feuerfester Werkstoff
DE3403917C1 (de) Verfahren zum Verdichten poroeser keramischer Bauteile fuer das heissisostatische Pressen
DE3313736A1 (de) Hochfester formkoerper aus einer mechanisch bearbeitbaren pulvermetall-legierung auf eisenbasis, und verfahren zu dessen herstellung
DE3337025C2 (de)
DE2843140A1 (de) Verfahren zum herstellen eines weichmagnetischen werkstoffes
DE1471433C3 (de) Verfahren zur Herstellung gepreßter, insbesondere stranggepreßter keramischer Werkstoffe
DE564254C (de) Verfahren zur Herstellung von poroesen Metallstuecken
DE1671002C (de) Keramikbehälter zum Sintern von hoch permeablen Ferritkernen
DE1173196B (de) Verfahren zur Herstellung eines weich-magnetischen Sinterkoerpers mit grosser Permeabilitaet und kleinen Wirbelstromverlusten
EP0441301B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Siliciumnitrid
DE1209477B (de) Verfahren zur Vorbehandlung von Pulvern, die durch Pressen und Sintern zu Formkoerpern, insbesondere zu Magnetkernen verarbeitet werden
AT212575B (de) Sinterkörper
DE537124C (de) Verfahren zur Herstellung von Massekernen aus druckempfindlichen, pulverfoermigen Eisen-Nickel-Legierungen, insbesondere mit 781/2 % Nickel
DE4229316C2 (de) Verfahren zur Herstellung von langgestreckten Keramikkörpern beliebiger geometrischer Formen
DE1471430C (de) Verfahren zur Herstellung von Ferriten
AT217836B (de) Verfahren zur Herstellung von Kolbenringen
DE3029831C2 (de) Dichter, Yttriumoxid enthaltender Formkörper aus Siliziumnitrid und Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8130 Withdrawal