DE2916223A1 - Verfahren zur herstellung eines gegenstandes aus siliziumnitrid - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines gegenstandes aus siliziumnitridInfo
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Description
' Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Siliziumnitrid
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Siliziumnitrid gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Bei der Herstellung solcher Gegenstände durch Zusammensintern von Pulver unter Anwendung isostatischen Druckes ist es zweckmäßig,
das Pulver zu einem handhabbaren Pulverkörper vorzuformen. Dies kann dadurch geschehen, daß das Pulver kompaktiert
wird, beispielsweise in einer geschlossenen Kapsel aus nachgiebigem Material, wie zum Beispiel Kunststoff.
Die Kompaktierung kann vorzugsweise ohne Bindemittel bei einem Druck von mindestens 100 MPa und Raumtemperatur oder
einer anderen Temperatur erfolgen, die wesentlich unter der Sintertemperatur beim Zusammenpressen liegt. Danach kann
dem Produkt durch Werkzeugmaschinenbearbeitung die gewünschte Form gegeben werden. Für die Vorformung kann man u.a. auch
herkömmliche Techniken zur Herstellung keramischen Guts anwenden. Hierbei wird meistens das Siliziumnitridpulver vor
dem Formen mit einem temporären Bindemittel, z.B. Methyl-
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Zellulose, Zellulosenitrat, einem Akrylatbindemittel, einem
Wachs oder einer Mischung von Wachsen gemischt. Das Bindemittel wird nach dem Vorformen durch Erhitzung entfernt, so
daß der vorgeformte Pulverkörper praktisch frei von Bindemitteln ist.
Wenn der vorgeformte Pulverkörper bei der Sintertemperatür
isostatisch gepreßt wird, dann muß er' zur Erzielung eines dichten gesinterten Produktes in eine Hülle eingeschlossen
sein, die während des Pressens das Druckmittel, normalerweise ein Gas, daran hindert, in den Pulverkörper einzudringen.
Die Hülle, die ebenso wie ihr Inhalt während eines Fertigungsvorganges vor dem Verschließen von nichterwünschten
Gasen befreit wird, muß beim Pressen eine genügend hohe Festigkeit oder Viskosität haben, damit sie nicht selbst in
die Poren des Pulverkörpers hineingedrückt wird. Wenn man als Hülle eine vorgeformte Kapsel aus Glas wählt, das einen hohen
Schmelzpunkt haben muß, um bei der hohen Sintertemperatur nicht wegzurinnen oder in den Pulverkörper einzudringen, so kann
man es nicht verhindern, daß sich das Glas, wenn es weich wird, in Taschen und andere Einbuchtungen des vorgeformten
Pulverkörpers ansammelt. Dies führt beim Abkühlen des fertiggesinterten Gegenstandes oft zu Brüchen an vorstehenden Teilen
des Gegenstandes, da die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Siliziumnitrid und Glas verschieden sind. Das Verfahren eignet
sich daher nur zur Herstellung von Gegenständen sehr einfacher
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Form. Man kann, insbesondere wenn es sich um die Herstellung
von Gegenständen komplizierter Form handelt, so vorgehen, daß die Hülle unmittelbar auf dem Pulverkörper gebildet wird,
indem man den vorgeformten Pulverkörper in eine Aufschlämmung von Partikeln aus hochschmelzendem Glas taucht oder den Körper
auf andere Weise mit einer Schicht aus Partikeln eines solchen Glases umgibt und danach den Pulverkörper unter
Vakuum bei einer solchen Temperatur erwärmt, daß die Partikel eine dichte Hülle um den Körper bilden. Mit dem letztgenannten
Verfahren kann eine dünne Hülle aufgebracht werden, die sich der Form des Pulverkörpers anpaßt, so daß Ansammlungen
von Glas auf dem fertiggßsinterten Gegenstand und die damit
verbundenen Nachteile vermieden werden. Eine dichte Hülle erhält man erst bei hohen Temperaturen, da das Glas ja hochschmelzender Art sein muß1, um nicht wegzurinnen oder beim
Sintern des Siliziumnitrids in den Pulverkörper einzudringen. Um eine Dissoziation des Siliziumnitrids unter Stickstoffaustritt
bei diesen Temperaturen zu vermeiden, wurde die Anwendung einer porösen Schicht aus hochschmelzendem Glas
vorgeschlagen. In diesem bekannten Fall wird die äußere poröse Schicht in eine für das Druckmittel undurchlässige Schicht
umgewandelt, während der Pulverkörper entgast wird. Nachdem sich eine dichte Schicht gebildet hat, kann ein Druck auf
den eingeschlossenen Pulverkörper mit Argon oder Helium ausgeübt werden, um der Dissoziation des Siliziumnitrids bei
fortgesetzter Temperaturerhöhung entgegenzuwirken. Bei der
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fortgesetzten Temperaturerhöhung reagiert das Glas der äußeren Schicht mit dem Material der inneren porösen Schicht
unter Bildung eines mehr und mehr hochschmelzenden Glases und unter Aufrechterhaltung einer für das Druckmittel undurchlässigen
Schicht. Schließlich wird eine für das Druckmittel undurchlässige Glasschicht aus dem innersten Teil der
inneren porösen Schicht gebildet, bevor das Glas in der äußeren Schicht abrinnt. Diese zuletzt gebildete Glasschicht
bildet eine dichte Hülle um den Pulverkörper, wenn das isostatische Pressen des vorgeformten Produktes bei Sintertemperatur
durchgeführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Art zu entwickeln, durch welches ein Gegenstand aus Siliziumnitrid mit hoher Dichte mit größerer Reproduzierbarkeit
als durch die bekannten Verfahren herstellbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten
Merkmale hat.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen
genannt.
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Der vorgeformte Körper wird entgast, und zwar zweckmäßigerweise
erst dann, nachdem die gasdurchlässige Hülle auf dem Körper angebracht worden ist.
. Eine mögliche Erklärung für die günstigen Resultate, die man mit dem Verfahren nach der Erfindung erreicht, "besteht
darin, daß das Verfahren effektiver als die bekannten Verfahren die Bildung einer dichten Hülle um den vorgeformten
Körper sicherstellt. Bei den bekannten Verfahren, bei denen die dichte Hülle auf dem Körper gebildet wird, erfolgt die
Bildung unter Entgasung des Körpers. Das kontinuierliche Entweichen von Gasen, die im Pulverkörper vorhanden sind oder
durch Verunreinigungen oder vom Pulvermaterial selbst im Pulverkörper gebildet werden, kann dabei zunächst zur Bildung
von Blasen und später zu Beschädigungen oder Rissen in der Hülle führen, die den Pulverkörper dicht umschließen soll.
Dieses dichte Umschließen des Körpers wird daher nicht erreicht,
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Entweichen von Gasen aus dem Pulverkörper beim Bilden der Hülle zum Einschließen
des Pulverkörpers verhindert. Dies geschieht dadurch, daß man das Druckgas auf einem Druck hält, der mindestens so hoch ist,
wie der Druck in dem in den Poren des Pulverkörpers befindlichen oder gebildeten Gas. Dies führt zur Bildung einer
fehlerfreien Hülle.
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Als Druckmittel werden Edelgase wie Argon und Helium sowie Stickstoff bevorzugt. Es ist auch möglich, als Druckgas andere
Gase zu verwenden, die dem Pulverkörper nicht durch die Bildung unerwünschter Reaktionsprodukte schaden oder eine nichtakzeptable Porosität im Pulverkörper verursachen.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung besteht die gasdurchlässige Hülle aus einer den vorgeformten Körper wenigstens
nahezu vollständig umgebenden porösen Schicht, die in eine gasdichte Schicht um den vorgeformten Körper umgewandelt
wird. Die poröse Schicht, die vorzugsweise eine Dicke von 0,05 - 1 mm hat, kann u.a. durch Eintauchen des vorgeformten
Körpers in eine Aufschlämmung aus einem Partikelmaterial für die Hülle aufgebracht werden oder durch Flammspritzen
oder ein anderes thermisches Spritzen. Die Partikel haben vorzugsweise eine Größe- von 0,1 bis 100 /um.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung bestaht die gasdurchlässige Hülle aus einem oder mehreren auf
dem vorgeformten Körper angeordneten plattenförmigen oder anders geformten Teilen, die beim Erhitzen weich werden und
unter Änderung ihrer Form dadurch in eine für das Druckmittel unddurchlässige Hülle übergehen, daß Teilbereiche dieser Teile
bei der Formänderung miteinander in Kontakt kommen und zusammensintern.
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Das Material der Hülle, das heißt das Material der Partikel beziehungsweise der im vorangegangenen Absatz genannten Teile
kann vorzugsweise ein hochschmelzendes Glas sein, wie Vycor-Glas, bestehend aus 96,7 Gewichtsprozent SiO2* 2,9 Ge-.
Wichtsprozent BpO, und 0,4 Gewichtsprozent AIpO, ferner
Quarzglas sowie Mischungen von Partikeln (bei der erstgenannten Ausführungsform) von beispielsweise SiO2 und B2O,, die beim Erhitzen
eine gasundurchlässige Glasschicht bilden. Es ist auch möglich, ein hochschmelzendes metallisches Material zu verwenden,
das die Fähigkeit hat, eine für das Druckmittel undurchlässige Schicht zu bilden, wie z.B. Molybdän, Wolfram
und andere refraktäre Metalle.
Bei der Verwendung von hochschmelzendem Glas für die Hülle wird zweckmäßigerweise eine Temperatur von 1200 - 165O°C benutzt,
wenn die Hülle für das Druckmittel undurchlässig gemacht wird.
Das Material der Hülle, d.h. das Material der Partikel beziehungsweise
die Bauteile zur Herstellung der Hülle bei den vorgenannten Ausführungsformen kann unter gewissen Voraussetzungen
auch ein niedrigschmelzendes Glas sein, nämlich dann, wenn eine poröse Schicht aus einem hochschmelzenden
Material, wie ein hochschmelzendes Glas oder ein hochschmelzendes metallisches Material, innerhalb der Hülle angeordnet
und in eine für das Druckmittel undurchlässige Schicht umgewandelt wird, nachdem die Hülle für das Druckmittel undurchlässig
gemacht worden ist. Auch bei der Anwendung von mehr als
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einer porösen Schicht kann jede Schicht auf die anfangs beschriebene
Art durch Eintauchen in eine Aufschlämmung des Partikelmaterials, durch Flammspritzen oder ein anderes
thermisches Spritzen aufgebracht werden. Jede poröse Schicht kann zweckmäßigerweise eine Dicke von 0,05 - 1 mm haben, und
die Partikel können eine Korngröße von 0,1 - 100 /um haben. Als Beispiel für anwendbare Materialien für die Hüllen aus
niedrigschmelzendem Glas kann Pyrex-Glas genannt werden, das 80,3 Gewichtsprozent SiO2, 12,2 Gewichtsprozent B2O,, 2,8 Gewichtsprozent
Al2O,, 4,0 Gewichtsprozent Na2O, 0,4 Gewichtsprozent
K2O und 0,3 Gewichtsprozent CaO enthält, ferner ein
Aluminiumsilikat, das 58 Gewichtsprozent SiO2, 9 Gewichtsprozent
B2O^, 20 Gewichtsprozent Al2O,, 5 Gewichtsprozent
CaO und 8 Gewichtsprozent MgO enthält, sowie Mischungen von
Partikeln aus Stoffen, wie z.B. SiO2, B2O3, Al2O3 sowie Alkali-
und Erdalkalimetalloxide, die beim Erhitzen eine gasundurchlässige
Glasschicht bilden.
Bei der Verwendung von niedrigschmelzendem Glas für die Hülle wird zweckmäßigerweise eine Temperatur von 6OO - 10000C benutzt,
um die Hülle für das Druckmittel undurchlässig zu machen, während zweckmäßigerweise eine Temperatur von 1200 - 16500C
benutzt wird, um die innerhalb der Hülle liegende poröse Schicht für das"Druckmittel undurchlässig zu machen. Wenn die innere
Schicht unter isostatischem Druck verdichtet wird, was geschehen kann, nachdem die äußere Schicht gasdicht geworden
ist, können jedoch auch Temperaturen von 1000 - 12000C an-
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gewendet werden. Für eine solche Verdichtung ist ein Druck in der Größenordnung von 20 - 300 MPa erforderlich.
Der Druck beim Sintern des vorgeformten Siliziumnitridkörpers
ist davon abhängig, ob dem Siliziumnitrid ein sinterungsfordernder
Zusatz, wie Magnesiumoxyd, beigefügt worden ist oder nicht. Wenn.kein solcher Zusatz verwendet wird, soll der Druck
mindestens 100 MPa, vorzugsweise 200 - 300 MPa betragen. Bei der Anwendung eines sinterungsfördernden Zusatzes kann ein
niedrigerer Druck angewendet werden, der jedoch mindestens 20 MPa betragen soll. Das Sintern des vorgeformten Körpers
wird bei mindestens 16000C, vorzugsweise 1600 - 1900°C durchgeführt
.
Anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie der schematischen Darstellungen in den Figuren soll die Erfindung
näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 einen vorgeformten Körper aus Siliziumnitrid, dessen Hülle vor der Wärmebehandlung aus einer porösen Schicht
aus hochschmelzendem Glas besteht,
Fig. 2 einen vorgeformten Körper aus Siliziumnitrid, dessen Hülle vor der Wärmebehandlung aus plattenförmigen
Teilen eines hochschmelzenden Glases besteht,
Fig. 3 den Körper nach Fig. 2 nach der Wärmebehandlung,
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Fig. 4 einen vorgeformten Körper aus Siliziumnitrid, dessen Hülle vor der Wärmebehandlung aus einer porösen
Schicht eines niedrigschmelzenden Glases besteht,
Fig. 5 einen vorgeformten Körper aus Siliziumnitrid, dessen =
Hülle aus plattenförmigen Teilen eines niedrigschmelzenden Glases besteht,
Fig. 6 den Körper nach Fig. 5 nach der Wärmebehandlung.
Siliziumnitridpulver mit einer Pulverkorngröße unter 7 /um und ungefähr 0,5 Gewichtsprozent freiem Silizium und ungefähr
0,1 Gewichtsprozent Magnesiumoxid wird in einer Kapsel aus Kunststoff, z.B. weichgemachtes Polyvinylchlorid, oder aus
Gummi eingefüllt, die ungefähr dieselbe Form wie der herzustellende vorgeformte Pulverkörper hat. Die Kapsel wird dann
verschlossen und in eine Preßanordnung gebracht, wie sie beispielsweise aus den Figuren 1 und 2 der DE-OS 2 548 740 bekannt
ist. Das Pulver wird 5 Minuten lang einer Kompaktierung bei 600 MPa ausgesetzt. Nach beendeter Kompaktierung wird die
Kapsel entfernt und dem so hergestellten, vorgeformten Pulverkörper
durch Bearbeitung mittels Werkzeugmaschinen die gewünschte Form gegeben.
Der in Figur 1 gezeigte vorgeformte Körper 10, der zylindrisch ist und scheibenförmige Flansche hat, wird vier Stunden lang im
Vakuum bei 1000° C entgast, falls er nicht aus einem Pulver vorgeformt
wurde, das seinerseits bereits vier Stunden lang im Va- = kuum bei 1000° C entgast wurde. Der entgaste oder aus im voraus
entgastem Pulver hergestellte vorgeformte Körper wird mit einer ~~ gasdurchlässigen Hülle in Form einer porösen Schicht 11 versehen,
indem er in eine Wasseraufschlämmung eines Glaspulvers, das aus 96,7 Gewichtsprozent SiO2, 2,9 Gewichtsprozent B O^ und
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und 0,4 Gewichtsprozent Al2O, besteht, getaucht und getrocknet
wird.
Der so behandelte vorgeformte Pulverkörper wird danach in einen Hochdruckofen eingebracht, der mit einer Leitung versehen
ist, über die einerseits zum Zwecke der Entgasung des Pulverkörpers Gas abgeleitet werden kann und andererseits
zur Erzeugung des erforderlichen Druckes für das isostatische
-»Gas
Pressenyzugefuhrt werden kann. Der Ofen ist ferner mit einer Heizvorrichtung versehen. Ein solcher Hochdruckofen ist beispielsweise aus der vorgenannten DE-OS 2 548 740 bekannt.
Pressenyzugefuhrt werden kann. Der Ofen ist ferner mit einer Heizvorrichtung versehen. Ein solcher Hochdruckofen ist beispielsweise aus der vorgenannten DE-OS 2 548 740 bekannt.
Der in seiner Hülle befindliche vorgeformte Pulverkörper wird zunächst etwa zwei Stunden lang bei Raumtemperatur im Hochdruckofen
entgast. Danach wird der Ofen bei Atmosphärendruck mit Stickstoff gefüllt, und gleichzeitig die Temperatur des
Ofens bei unverändertem Druck auf 12000C erhöht, was etwa
zwei Stunden dauern kann. Danach wird die Temperatur sukzessiv während einer Zeitspanne von drei Stunden von 12000C auf
165O°C erhöht, wobei gleichzeitig sukzessiv Stickstoff bis auf einen Druck von 0,7 MPa zugeführt wird, so daß der Dr.uck
außerhalb der Hülle des vorgeformten Körpers während der ganzen Zeit auf mindestens dem Druck gehalten wird, der in
dem in den Poren des vorgeformten Körpers zurückgebliebenen Gas herrscht. Wenn die Temperatur 165O°C erreicht hat, hat
sich eine für den Stickstoff undurchlässige Hülle aus der
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Schicht 11 gebildet. Danach wird weiterer Stickstoff oder Argon oder Helium bis zur Erreichung eines Druckes zugeführt,
der im Druckmittel bei der endgültigen Sinterungstemperatur einen Druck von 200 - 300 MPa ergibt. Die Temperatur wird
danach auf 1700 - 18000C erhöht, d.h. auf eine für das Siliziumnitrid
geeignete Sintertemperatur. Eine geeignete Zeit für das Sintern unter den angegebenen Bedingungen sind mindestens
2 Stunden. Nach beendetem Zyklus muß der Ofen auf eine angemessene Entleerungstemperatur abkühlen und der
gesinterte Gegenstand durch Sandstrahlbeblasung von Glas befreit
werden.
Der in Figur 2 gezeigte vorgeformte zylindrische Körper 12 wird mit einer gasdurchlässigen Hülle umgeben, die aus
zwei an den Endflächen 13 und 14 angebrachten Platten 15 und
16 aus demselben Glas besteht, wie es im Pulver des Beispiels 1 verwendet wird. Nachdem der Körper mit der Hülle
in einen Hochdruckofen eingebracht wurde, wird er derselben Behandlung unterzogen wie der Körper in Beispiel 1, d.h.
er wird entgast, wärmebehandelt und unter den im Beispiel· genannten Bedingungen isostatisch gepreßt. Während der Temperaturerhöhung
von 12000C auf 165O0C und der gleichzeitigen
Druckerhöhung wird die Platte 15 weich und nimmt die in Figur 3 gezeigte Form an. Die Enden 15a und 16 a der Platten
sintern zusammen, so daß die Hülle dicht wird.
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Der in Figur 4 gezeigte vorgeformte Körper 10, der dieselbe Form wie der Körper in Figur 1 hat, wird mit einer gasdurchlässigen
Hülle in Form einer inneren porösen Schicht aus einem Glas mit hohem Schmelzpunkt und einer äußeren
porösen Schicht 17 aus einem Glas mit niedrigem Schmelzpunkt umgeben. Dies wird dadurch erreicht, daß der Körper
zunächst in eine Wasseraufschlämmung aus Pulver eines hochschmelzenden Glases getaucht wird, das aus 96,7 Gewichtsprozent
SiO2, 2,9 Gewichtsprozent B2O, und 0,4 Gewichtsprozent
Al2O^ besteht, und nach dem Trocknen dieser Schicht
in eine Wasseraufschlämmung aus einem Pulver eines niedrigschmelzenden Glases getaucht wird, das aus 80,3 Gewichtsprozent
SiO2, 12,2 Gewichtsprozent B2O-Z, 2,8 Gewichtsprozent
Al2O-,, 4,0 Gewichtsprozent Na2O, 0,4 Gewichtsprozent K2O
und 0,3 Gewichtsprozent CaO besteht, worauf ein erneutes Trocken' erfolgt.
Der vorgeformte Körper mit den porösen Schichten wird danach in einen Hochdruckofen eingebracht und wie im Beispiel 1
bei Raumtemperatur entgast. Nach dem Einfüllen von Stickstoff
bei Atmosphärendruck wird die Temperatur des Ofens bei gleichbleibendem Druck auf 600°C erhöht, was ungefähr zwei
Stunden dauert. Danach wird die Temperatur sukzessiv während einer Zeitspanne von drei Stunden von 600°C auf 1000°C
erhöht, wobei gleichzeitig sukzessiv Stickstoff bis auf
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einen Druck von 0,7 MPa zugeführt wird, so daß der Druck außerhalb der Hüllen des vorgeformten Körpers während der
ganzen Zeit auf mindestens dem Druck gehalten wird, der in dem in den Poren des vorgeformten Körpers zurückgebliebenen
Gas herrscht. Wenn die Temperatur 1000°C erreicht hat, hat
sich eine für den Stickstoff undurchlässige Hülle aus der Schicht 17 .gebildet. Danach wird weiterer Stickstoff oder
Argon oder Helium bis zur Erreichung eines Druckes zugeführt, der einem Druck von 100 MPa bei 12000C entspricht. Die Temperatur
wird danach langsam auf 12000C erhöht. Der Druck
steigt dann gleichzeitig. Diese Temperaturerhöhung erfolgt so langsam, daß das Glas in der inneren Schicht 18 eine gasundurchlässige
Schicht bilden kann, bevor das Glas der äußeren Schicht 17 abrinnen kann. Der Druck und die Tem-
i
peraturl werden danach auf die im Beispiel 1 genannten Werte
peraturl werden danach auf die im Beispiel 1 genannten Werte
zur Sinterung des vorgeformten Körpers erhöht.
Der in Fig. 5 gezeigte vorgeformte zylindrische Körper 12 wird
mit einer gasdurchlässigen Hülle umgeben, die aus zwei an den Endflächen 13 und 14 angebrachten Platten 19 und 20
aus demselben Glas, wie es für die Schicht 17 im Beispiel 3 verwendet wird, besteht, sowie aus einer innerhalb der Platten
liegenden porösen Schicht 21 derselben Art, wie die Schicht im Beispiel 3. Nachdem der Körper mit der Hülle in einen Hochdruckofen
eingebracht worden ist, wird er derselben Behandlung unterzogen wie der Körper im Beispiel 3, d.h. er wird
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entgast, wärmebehandelt und unter den im Beispiel 3 genannten Bedingungen isostatisch gepreßt. Während der Temperaturerhöhung
von 6000C auf 10000C und der gleichzeitigen
Druckerhöhungen wird die Platte 19 weich und nimmt die in Figur 6 gezeigte Form an. Die Enden 19a und 20a der Platten sintern
dann zusammen, so daß die Hülle dicht wird.
Die Teile 15, 16, 19 und 20 in den Figuren 2 bzw. 5 müssen nicht plattenförmig sein. Sie können beispielsweise eine mehr
oder weniger gebogene Form haben oder aus einem mit Öffnung versehenen Behälter oder einer Flasche bestehen. Sie sind
jedoch zweckmäßigerweise der Form des vorgeformten Körpers angepaßt.
Wenn ein Bindemittel, wie die anfangs beschriebenen Methylzellulosen,
Zellulosenitrat, ein Akrylatbindemittel, ein Wachs oder eine Mischung von Wachsen mit verschiedenen
Schmelzpunkten bei der Herstellung des vorgeformten Pulverkörpers verwendet wird, so wird das Bindemittel vor oder
nach dem Auftragen der porösen Schichten entfernt, und zwar zweckmäßigerweise durch Erhitzung des Pulverkörpers auf
400 - 7000C im Vakuum. Danach kann die Entgasung und die
weitere Behandlung erfolgen, wie es für einen vorgeformten Pulverkörper ohne Bindemittel beschrieben wurde.
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Claims (8)
1.) Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Siliziumnitrid
durch isostatisches Pressen eines aus Siliziumnitridpulver vorgeformten Körpers mittels eines gasförmigen
Druckmittels, wobei der vorgeformte Körper mit einer gasdurchlässigen Hülle umgeben wird, die in eine für
das Druckmittel undurchlässige und den vorgeformten Körper einschließende Hülle umgewandelt wird, bevor das isostatische
Pressen unter Sinterung des vorgeformten Körpers erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung der gasdurchlässigen
Hülle in die für das Druckmittel undurchlässige Hülle stattfindet, während sich die gasdurchlässige Hülle in Kontakt
mit einem Druckgas befindet, dessen Druck so gesteuert wird, daß er mindestens so groß ist, wie der gleichzeitig herrschende
Druck des in den Poren des vorgeformten Körpers befindlichen Gases.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zur Bildung der für das Druckmittel undurchlässigen
Hülle als Druckgas ein Gas benutzt wird, das zumindest zum wesentlichen Teil aus Stickstoff besteht.
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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdurchlässige Hülle eine den vorgeformten Körper
zumindest annähernd vollständig umgebende poröse Schicht ist, die in eine für das Druckmittel undurchlässige und den
vorgeformten Körper einschließende Schicht übergeführt wird.
4.. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdurchlässige Hülle aus einem oder mehreren...außerhalb
des vorgeformten Körpers angeordneten plattenförmigen
oder anders geformten Teilen besteht, die bei Erhitzung weich werden und unter Änderung ihrer Form dadurch in eine
für das Druckmittel undurchlässige Hülle übergehen, daß Teilbereiche der Teile bei der Formveränderung miteinander in
Kontakt kommen und zusammensintern.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle ein Glas mit hohem
Schmelzpunkt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeformte Körper auf eine Temperatur von
1200 - 16500C zur Bildung der für das Druckmittel undurchlässigen
Hülle erhitzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle ein Glas mit niedrigem
Schmelzpunktyund daß eine poröse Schicht aus einem
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Material mit hohem Schmelzpunkt innerhalb der erstgenannten Hülle angebracht ist und in eine für das Druckmittel undurchlässige
Schicht umgewandelt wird, nachdem die erstgenannte Hülle für das Druckmittel undurchlässig gemacht
worden ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeformte Körper auf eine Temperatur von 600..-10000C
zur Bildung der für das Druckmittel undurchlässigen erstgenannten Hülle erhitzt wird und danach auf eine Temperatur
von 1200 - 165O°C oder auf eine Temperatur von
1000 - 12000C unter gleichzeitiger isostatischer Kompaktierung
erhitzt wird zur Umwandlung der innerhalb der erstgenannten Hülle angeordneten porösen Schicht in eine für
das Druckmittel undurchlässigen Schicht.
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