DE3444137A1 - Sphaeroide aus reaktionsgebundenem siliziumkarbid und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Sphaeroide aus reaktionsgebundenem siliziumkarbid und verfahren zu ihrer herstellung

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DE3444137A1
DE3444137A1 DE19843444137 DE3444137A DE3444137A1 DE 3444137 A1 DE3444137 A1 DE 3444137A1 DE 19843444137 DE19843444137 DE 19843444137 DE 3444137 A DE3444137 A DE 3444137A DE 3444137 A1 DE3444137 A1 DE 3444137A1
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organic liquid
carbon
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Peter Broughton Preston Kennedy
John Owen Lea Preston Ware
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Tenmat Ltd
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Description

84 029 Kü/u 3.12.84
United Kingdom Atomic Energy Authority, 11 Charles II Street, London SWlY 4QP / England ANR: 1005693
VNR: 106836
Für diese Anmeldung wird die Priorität der britischen Patentanmeldung
Nr. 8333792 vom 19.12.1983 beansprucht.
Sphäroide aus reaktionsgebundenem Siliziumkarbid und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von reaktionsgebundenen SiIiziumkarbid-Sphäroiden.
Reaktionsgebundene Siliziumkarbidkörper können durch Reaktionssintern eines kohärenten Gemischs aus Kohlenstoff- und Siliziumkarbidpulvern in Anwesenheit von geschmolzenem Silizium erzeugt werden, so daß der Kohlenstoff im Gemisch in bindendes Siliziumkarbid umgewandelt wird und eine im wesentlichen kontinuierliche Si 1iziumkarbidmatrix in einer im wesentlichen kontinuierlichen freien Siliziumphase gebildet wird.
Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren zur Erzeugung von Sphäroiden mit einem kohärentem Gemisch aus Kohlenstoff- und Siliziumkarbidpulvern für das nachfolgende Aufsi 1izieren vorgesehen, daß eine Bezugsmasse vorbereitet wird, die im wesentlichen aus einer Suspension von Siliziumkarbid- und Kohlenstoffpulvern in einer Flüssigkeit besteht, und daß Tropfen der Bezugsmasse in ein Medium eingebracht werden, in welchem die Tropfen individuelle feste Gußkörper bilden.
Die erfindungsgemäß gebildeten Sphäroide können auf bekannte Weise aufsiliziert und dann ggf. geschliffen werden, um deren Kugeligkeit, z.B. für die Verwendung als Kugellager, zu verbessern.
5
Zur Vorbereitung der Bezugsmasse werden Kohlenstoff/ Siliziumkarbid-Pulver vorzugsweise in Wasser dispergiert, dem ein Dispergiermittel zugegeben worden ist. Handelsübliche Entflockungsmittel, wie beispielsweise Dispex, sind geeignet.
Die Bezugsmasse sollte Natriumalginat enthalten, welches die Stabilisierung der Tropfen begünstigt.
Es ist daran gedacht, daß die Bildung eines festen Gußkörpers aus Kohlenstoff/Siliziumkarbid-Bezugsmasse am besten in einer wäßrigen Lösung eines Elektrolyten bewirkt wird. Die Effektivität des Elektrolyten als Entflockungsmittel wird sich normalerweise mit der Ladung an den Kationen im Elektrolyten erhöhen. Eine wäßrige Kalziumcloridlösung bildet einen zufriedenstellenden Elektrolyten. Bei einer solchen Lösung und in Anwesenheit von Natriumalginat in der Bezugsmasse erhöht sich die Starrheit der Sphäroide, wenn sie durch die Lösung hindurchfallen, und zwar wegen der Bildung von relativ unlöslichem Kaliziumalginat durch Ionenaustausch zwischen dem Kalziumchlorid und dem Natriumalginat.Ähnliche Ionenaustauschreaktionen treten bei Lösungen von anderen Kalziumsalzen auf.
Eine organische FlUssigphasenschicht wird vorzugsweise auf der Oberfläche des Elektrolyten vorgesehen, wobei die organische Flüssigkeit mit dem Elektrolyten nicht mischbar ist. Diese Schicht unterstützt die Bildung von kugeligen Tropfen und dämpft den Fall der Tropfen in den Elektrolyten ab, wodurch deren Deformierung begrenzt wird.
Eine bevorzugte organische Flüssigkeit ist Petroläther3 doch haben sich auch Kerosin und Zyklohexanol als geeignet herausgestellt. Die Größe der erzeugten Sphäroide hängt von der Größe der Düse ab, durch welche die Tropfen in die organische Flüssigkeit eingebracht werden, und auch, wenn die Tropfen unter der Oberfläche der organischen Flüssigkeit freigegeben werden, von der Beziehung der Dichte der ausgewählten organischen Flüssigkeit zur Dichte der Bezugsmasse. Sphäroide im Durchmesserbereich von 1 bis 5 mm sind durch das im folgenden Beispiel beschriebene Verfahren erzeugt worden.
Beispi el
Eine Bezugsmasse mit folgenden Bestandteilen wird hergestel1t:
Kohlenstoffruß 40 g
Siliziumkarbidpulver
(welches durch ein
britisches Standardsieb mit 1200 Maschen
hindurchgeht) 100 g
Wasser 74 g
Dispex G40 0,25 g
Natriumalginat 1,0 g
Kohlenstoffruß und Siliziumkarbidpulver werden zunächst in einer Kugelmühle etwa zwei Stunden lang trocken vermischt, und das trockene Gemisch wird dem Wasser zugegeben, das Dispex G40 als Entf1ockungsmittel enthält. Dieses Gemisch wird weitere zwei Stunden lang in einer Kugelmühle mit Natriumalginat gemahlen, um Aglomerate zu zerbrechen und eine gleichförmige Bezugsmasse zu bilden, die durch ein Sieb passiert wird, um jegliche übriggebliebene Klumpen zu beseitigen, bevor die Bezugsmasse durch eine 2 mm-Düse in eine Säule getropft wird, die eine obere Schicht aus Kerosin und eine untere Schicht aus einer 3-Molar-Lösung von Kalzium-
chlorid in Wasser enthält. 4 mm-Sp ha roide sammeln sich am Boden der Säule. Beim Trocknen und Aufsi 1izieren werden 3,5 mm-Sphäroide aus selbstgebundenem Siliziumkarbid in einer Dichte von 3,08 g pro Milliliter erzeugt. 5
Die silizierten Sphä'roide können, wie vorher erwähnt, geschliffen werden, um ihre Kugeligkeit zu verbessern, und können dann beispielsweise als Kugellager verwendet werden. In einem anderen Beispiel können sie als Kugel für Schreibinstrumente mit Kugelspitze verwendet werden.

Claims (13)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen von Sphäroiden mit einem kohärenten Gemisch aus Kohlenstoff- und Siliziumkarbid-Pulvern für das nachfolgende SiIizieren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bezugsmasse (Slip) vorbereitet wird, die im wesentlichen aus einer Suspension von Siliziumkarbid- und Kohlenstoffpulvern in einer Flüssigkeit besteht, und daß Tropfen der Bezugsmasse in ein Medium eingebracht werden, welche individuelle feste Gußkörper bi1 den.
10
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser ist, dem ein Dispergiermittel zugegeben worden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel ein Entflockungsmittel ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsmasse Natriumalginat enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Medium eine wäßrige Lösung eines Elektrolyten ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt eine wäßrige Lösung eines Kalziumsalzes ist.
3A4A137
7. Verfahren nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt eine wäßrige Lösung von Kalziumchlorid ist und das Natriumalginat in der Bezugsmasse zur Bildung von relativ unlöslichem Kaiziumalginat führt und in einer Zunahme der Starrheit der Sphäroide, wenn diese durch die Lösung fallen, resultiert.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine organische Flüssigphasenschicht auf der Oberfläche des Elektrolyten vorgesehen wird, wobei die organische Flüssigkeit mit dem Elektrolyten unmischbar ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit Petroläther ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit Kerosin ist.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit Zyklohexanol ist.
12. Sphäroide mit einem kohärentem Gemisch aus Kohlenstoff und Siliziumkarbid, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt sind.
13. Sphäroide nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie nachfolgend aufsiliziert und anschließend ggf. zur Verbesserung ihrer Kugeligkeit geschliffen werden.
DE19843444137 1983-12-19 1984-12-04 Sphaeroide aus reaktionsgebundenem siliziumkarbid und verfahren zu ihrer herstellung Withdrawn DE3444137A1 (de)

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