DE3836392A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung rohrfoermiger keramischer koerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung rohrförmiger keramischer Körper aus Silizium und Siliziumkarbid.

Siliziumkarbid ist eine kristalline Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff und besitzt bekanntlich vorteilhafte Eigen­ schaften hinsichtlich Härte, Festigkeit und Widerstands­ fähigkeit gegen Oxidation und Korrosion. Silizium hat einen niedrigen Ausdehnungskoeffizient, gute Wärmeübertragungs­ eigenschaften und zeigt auch eine hohe Festigkeit und besitzt eine sehr gute Dauerstandfestigkeit bei erhöhten Temperaturen. Diese vorteilhaften Eigenschaften können einer starken kovalenten chemischen Bindung zugeschrieben werden, welche auch der Grund für eine unerwünschte Eigenschaft von Silizium­ karbid ist, nämlich daß es schwierig ist, das Material mit einer geeigneten Formgebung herzustellen und zu verarbeiten. Beispielsweise weil Siliziumkarbid bei hohen Temperaturen dissoziiert und nicht schmilzt, ist es nicht ohne weiteres möglich, derartige Produkte durch Schmelzverfahren herzustel­ len. Da Siliziumkarbid eine sehr kleine Diffusionsrate hat, ist auch eine Herstellung durch plastische Deformationsver­ fahren nicht möglich.

Es wurde bereits vorgeschlagen, geformte Körper aus Silizium­ karbid dadurch herzustellen, daß Körper aus Siliziumkarbid­ teilchen geformt werden und entweder die Teilchen gebunden oder bei hohen Temperaturen gesintert werden, um einen ver­ festigten Körper zu bilden. Wenn das Ausgangsmaterial aus Siliziumkarbid fein genug ist und geeignete Sinterhilfs­ mittel zugesetzt werden, zeigt das feine teilchenförmige Material eine derart ausreichende Selbstdiffusion bei höheren Temperaturen, daß das teilchenförmige Material gesintert wird und in ein im wesentlichen dichtes einphasiges Material ver­ formt werden kann. Sinterverfahren erfordern im allgemeinen fein pulverisierte Ausgangsmaterialien. Insbesondere benötigen druckfreie Sinterverfahren ein noch feineres Ausgangsmaterial. Wegen der erforderlichen Feinheit und hohen Reinheit der Ausgangsmaterialien sind durch Sinterverfahren hergestellte Körper verhältnismäßig teuer.

Von gröberem Pulver aus Siliziumkarbid mit geringerem Rein­ heitsgrad ist es bekannt, daß eine anhaftende Bindung bei hohen Temperaturen erfolgt. Die resultierenden Gegenstände be­ sitzen jedoch eine beträchtliche Porosität, aus welchem Grund sie normalerweise nicht so stark oder so korrosionsbeständig sind wie stärker verdichtete Materialien. Die Eigenschaften derartiger Materialien können beträchtlich verbessert werden, wenn in die Poren der Materialien Silizium in dampfförmiger oder flüssiger Form eingebracht wird, um so ein zweiphasiges Silizium-Siliziumkarbid -Produkt herzustellen. Obwohl bei der­ artigen Verfahren relativ billiges grobes Pulver als Aus­ gangsmaterial benutzt werden kann, sind dabei zwei Brennvor­ gänge bei hoher Temperatur erforderlich, wobei der eine zur Ausbildung einer Bindung für das Siziliumkarbid dient, während der zweite getrennte Brennvorgang zum Einbringen des Siliziums dient.

Mischungen von gröberen Pulvern aus Siliziumkarbid mit ge­ ringerem Reinheitsgrad mit teilchenförmigem Kohlenstoff oder mit einem kohlenstoffhaltigen Material können vorgeformt und danach mit Silizium bei hoher Temperatur imprägniert werden, um durch eine Reaktion gebundene oder durch eine Reaktion ge­ sinterte Produkte aus Siliziumkarbid herzustellen. Die Kohlen­ stoffkomponente kann in der Form von teilchenförmigem Graphit oder von amorphem Kohlenstoff verwandt werden, oder kann in der Form eines Kohlenstoff enthaltenden Trägermaterials zuge­ führt werden, beispielsweise durch Verkohlung von organischen Materialien wie Pech oder Harz, welche Materialien sich bei einem Brennvorgang unter Bildung von Kohlenstoff zersetzen. Das Einbringen von Silizium reagiert mit dem Kohlenstoff in dem vorgeformten Körper unter Bildung von zusätzlichem Silizium­ karbid, welches mit den ursprünglichen Siliziumkarbidteilchen bindet, um einen Gegenstand aus verdichtetem Siliziumkarbid zu bilden. Typische durch Reaktion gebundene Siliziumkarbid­ materialien sind dadurch gekennzeichnet, daß sie nahezu keine Poren aufweisen und daß eine zweite Phase aus Silizium von gewöhnlich mehr als etwa 8 Volumenprozent vorhanden ist.

Bei typischen Verfahren zur Herstellung von Siliziumbindungen oder typischen Reaktionsverfahren wird das Ausgangsmaterial aus teilchenförmigem Siliziumkarbid und Kohlenstoff zunächst vorgeformt, welcher Formkörper als grüner Körper bezeichnet wird, der danach einem Brennvorgang unterzogen wird. Die Aus­ gangsmischung aus teilchenförmigem Siliziumkarbid und Kohlen­ stoff wird im allgemeinen mit einem Bindemittel versetzt, um die Formgebung zu begünstigen. Wenn das Bindemittel trocken oder relativ trocken ist, kann das Pulver zu dem gewünschten grünen Formkörper unter Verwendung einer Presse zusammenge­ preßt werden. Wenn das Bindemittel flüssig oder halbflüssig ist und in ausreichender Menge zugesetzt wird, kann die Mischung durch Vergießen, Extrudieren oder Spritzgußverfahren zu einem grünen Körper verformt werden.

Komponenten von Wärmetauschern für hohe Temperaturen besitzen wünschenswerterweise verhältnismäßig dünne Wandstärken, um einen guten Wärmeübergang zu ermöglichen. Es wurde bereits versucht, rohrförmige Körper aus Siliziumkarbid durch unter­ schiedliche Verfahren herzustellen, von welchen Verfahren je­ doch bisher keines mit ausreichender Wirtschaftlichkeit ein­ setzbar war. Beispielsweise ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs aus Siliziumkarbid bekannt (US-PS 8 01 296), bei dem auf einem massiven Kohlenstoffstab eine äußere Schicht aus Siliziumkarbid gebildet wird und dann der inneren Kohlenstoff ausgebrannt wird, um aus der äußeren Schicht einen rohr­ förmigen Körper aus Siliziumkarbid zu bilden. Ein anderes be­ kanntes Verfahren (US-PS 12 66 478) dient zur Vorformung eines rohrförmiges Körpers aus Siliziumkarbid und Kohlenstoff, wobei durch Zusatz von Silizium ein rohrförmiger Körper aus Silizium­ karbid hergestellt wird. Bei einem weiteren Verfahren (US-PS 17 56 457) erfolgt eine Reaktion von Siliziumdioxid und Kohlenstoff in vorgeformten Säulen, um ein Rohr aus Silizium­ karbid herzustellen. Es ist ferner bekannt (US-PS 34 95 939), rohrförmiges Siliziumkarbid durch Vorformung eines Rohrs aus teilchenförmigen Siliziumkarbid und Kohlenstoff herzustellen, das Rohr in vertikaler Richtung in einem Ofen anzuordnen, und Silizium zuzuführen, indem der Boden des Rohrs in Berührung mit flüssigem Silizium gebracht wird. Aus der US-PS 38 82 210 ist es bekannt, aus einem vorgeformten Rohr aus Alpha-Silizium­ karbid und Graphit ein Rohr aus Siliziumkarbid herzustellen. Aus der US-PS 42 65 843 ist die Herstellung von Siliziumkarbid in rohrförmiger Form bekannt, wobei anfänglich ein vorgeformtes Kohlenstoffrohr in der Anwesenheit von Silizium rotiert und auf eine niedrige Temperatur erhitzt wird, um das Rohr zu imprägnieren, wonach auf eine höhere Temperatur erhitzt wird, um das Silizium und den Kohlenstoff zur Reaktion zu bringen, so daß ein Rohr aus Siliziumkarbid gebildet wird.

Die Herstellung von langen (z.B. mit einer Länge von 1,20 m bis 2,40 m), einen großen Durchmesser (z.B. 10 bis 20 cm Außendurchmesser) aufweisenden dünnwandigen (mit einer Wand­ stärke von beispielsweise 3 bis 6,5 mm) Rohren verursacht be­ trächtliche Schwierigkeiten. Die rohrförmigen grünen Körper, die notwendigerweise bei bekannten Verfahren zunächst herge­ stellt werden, sind strukturell schwach und können leicht deformiert oder beschädigt werden, wenn nicht mit größter Sorgfalt gearbeitet wird. Bei folgenden Verfahrensschritten müssen die rohrförmigen grünen Körper sorgfältig getrocknet und/oder gebrannt werden und danach in einem Ofen für das Einbringen von Silizium angeordnet werden. Die Zerbrechlichkeit der vorgeformten Körper und die erforderlichen mehrfachen Hand­ habungen bedingen einen verhältnismäßig großen Arbeitsaufwand, weshalb es bereits aus Kostengründen bisher nicht möglich war, rohrförmige Produkte aus Siliziumkarbid in großem Umfang her­ zustellen.

Die im folgenden benutzte Bezeichnung "Reaktionssinterung" be­ deutet eine Verfestigung durch chemische Reaktion und umfaßt die Reaktion von Silizium mit Kohlenstoff entweder allein oder in Mischung mit Siliziumkarbid.

Die Bezeichnung "Kohlenstoff" bedeutet Kohlenstoff oder ein Kohlenstoff enthaltendes Material, durch das beim Erhitzen Kohlenstoff erzeugt wird, der mit dem eindringenden Silizium reagiert, um in situ zusätzliches Siliziumkarbid zu bilden.

Unter "rohrförmig" ist zu verstehen, daß der Körper die Form eines Rohrs hat, daß er also fistelartig ausgebildet ist. Obwohl bei den Ausführungsbeispielen von Rohren mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgegangen wird, können auch Rohre mit elliptischem, rechteckförmigem oder vielseitigem Quer­ schnitt hergestellt werden. Es kann auch eine Außenfläche mit einer Querschnittsform und eine Innenfläche mit einer anderen Querschnittsform hergestellt werden, da eine Vielfalt von Querschnittsformen in einfacher Weise gemäß der Erfindung her­ stellbar ist. Die Erfindung ist auch auf rohrförmige Gegen­ stände anwendbar, die innere Trennwände aufweisen, um eine Mehrzahl von Kanälen in dem Rohr zu begrenzen.

Die Erfindung befaßt sich mit rohrförmigen Gegenständen aus Siliziumkarbid und Silizium und mit einem Verfahren und eine Vorrichtung zu der Herstellung derartiger Gegenstände. Die Gegenstände sind dadurch gekennzeichnet, daß sie Silizium in metallischer und chemisch gebundener Form enthalten.

Das Verfahren besteht aus den Schritten, daß konzentrisch mindestens eine vertikale rohrförmige Säule aus teilchen­ förmigem Silizium angrenzend oder benachbart zu mindestens einer vertikalen rohrförmigen Säule aus teilchenförmigem Siliziumkarbid, Kohlenstoff oder Mischungen von Silizium und Kohlenstoff angeordnet wird, daß die angrenzenden Säulen auf eine eine Bindung mit Silizium ermöglichende Temperatur erhitzt werden, also auf eine Temperatur, die über der Schmelz­ temperatur von Silizium liegt (etwa 1410 bis 1420°C) und weniger als etwa 2400°C ist. Bei derartigen Temperaturen ver­ schmilzt die teilchenförmige Siliziumkomponente oder ver­ dampft und dringt in die Poren der Säule ein, welche das teilchenförmige Siliziumkarbid, den Kohlenstoff oder Mischungen davon enthält, um ein rohrförmiges keramisches Pro­ dukt zu bilden.

Die Vorrichtung besteht aus einer Anzahl von Einfüllgefäßen, die zuzuführenden teilchenförmiges Material enthalten, einer Beladeeinrichtung mit mindestens zwei getrennten, konzentrisch angeordneten dimensionell stabilen rohrförmigen Formgliedern. Die Beladeeinrichtung besitzt eine derartige Größe, daß sie mit einem Abstand in das Ofenrohr eines vertikal angeordneten elektrischen Induktionsofens eingesetzt werden kann und in und aus dem Ofenrohr beweglich ist. Ausgewählte teilchenförmige Materialien werden in trockener Form eingegossen, zweckmäßiger­ weise in einem fließfähigen Zustand, und in die Zwischenräume zwischen und um die Formglieder eingebracht. Beispielsweise wird die Beladeeinrichtung anfänglich zentral oder koaxial in dem Ofenrohr angeordnet, so daß das Heizelement des Ofens in einem Abstand davon umgeben wird. Nach Beendigung des Einfüll­ vorgangs wird die Beladeeinrichtung aus dem Ofen entfernt. Der Raum zwischen dem äußeren Formglied und der inneren Ofenwand ist dann geeignet mit einem teilchenförmigen wärmeisolierenden Material ausgefüllt, wobei der Abstand zwischen den Formgliedern selektiv mit Silizium, Kohlenstoff oder Mischungen davon ausge­ füllt ist und der Abstand zwischen der inneren Form und dem Heizelement selektiv mit Silizium ausgefüllt ist. Nach dem trockenen Vergießen verbleiben getrennte vertikale hohle Säulen von teilchenförmigem Material konzentrisch in dem Ofen angeordnet. Der Ofen wird dann fortschreitend von der Oberseite zu der Unterseite auf eine eine Siliziumverbindung ermöglich­ ende Temperatur erhitzt. Die Siliziumkomponente infiltriert dann in die Säule, die Siliziumkarbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon enthält. Die infiltrierte Säule wird dann gekühlt, um ein dichtes rohrförmiges Produkt aus Siliziumkarbid zu bilden.

Das als Ausgangsmaterial dienende teilchenförmige Silizium­ karbid besitzt eine ausreichend grobe Teilchengröße, so daß das Material in einem fließfähigen Zustand durch die Vorrichtung ohne Verstopfen in einfacher Weise eingefüllt werden kann. Geeignete Teilchengrößen weisen einen Durchmesser von mehr als 50 Mikrometer und weniger als 500 Mikrometer auf, so daß der Bezeichnung "teilchenförmig" im folgenden diese Bedeutung zu­ kommt. Das teilchenförmige Ausgangsmaterial aus Siliziumkarbid kann eine gleichförmige Teilchengröße besitzen oder aus einer Kombination unterschiedlicher Teilchengrößen bestehen, um eine höhere Packungsdichte zu ermöglichen.

Teilchenförmiger Kohlenstoff kann als alleiniges Zufuhrmaterial benutzt werden, oder kann in Mischung mit teilchenförmigem Siliziumkarbid verwandt werden. Die teilchenförmige Kohlenstoff­ komponente reagiert mit dem eindringenden Silizium um in situ Siliziumkarbid zu bilden, wodurch die Menge von freiem Silizium, mit dem keine Reaktion erfolgte, in dem Fertigprodukt ver­ ringert wird. Die gewünschten Menge von freiem Silizium in dem Fertigprodukt hängt von der Benutzung des Produkts ab. Wenn beispielsweise für das Endprodukt eine Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, Oxidation oder Korrosion erforderlich ist, ist eine minimale oder verhältnismäßig geringe Menge von freiem Silizium und freiem Kohlenstoff in dem Produkt wünschenswert, da die Härte und die chemische Beständigkeit von Silizium und Kohlenstoff geringer als diejenige von Siliziumkarbid ist.

Bei einem besonders nützlichen Ausführungsbeispiel der Er­ findung werden teilchenförmiger Graphit und teilchenförmiges Silizium als Ausgangsmaterialien verwandt. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel werden getrennte angrenzende Säulen von teilchenförmigem Graphit und teilchenförmigem Silizium auf eine Temperatur erhitzt, die eine Siliziumbindung ermöglicht. Das in die Graphitsäule eindringende Silizium reagiert mit dem Graphit unter Bildung von Siliziumkarbid. Wenn die Teilchen­ größe des Graphits weniger als etwa 50 Mikrometer beträgt, wird der Graphit praktisch vollständig in Siliziumkarbid umge­ wandelt. Wenn die Graphitteilchen einen Durchmesser von mehr als etwa 50 Mikrometer aufweisen, wird eine dünne Schicht aus Siliziumkarbid auf den Graphitteilchen ausgebildet und ein dreiphasiges Material wird hergestellt. Ein derartiges Material enthält Silizium und Graphit als hauptsächliche Phasen mit einer kleineren Phase aus Siliziumkarbid.

Die Anwesenheit einer größeren Menge der Graphitphase beein­ flußt die physikalischen Eigenschaften der so hergestellten Produkte. Graphit, das eine kristalline Form von Kohlenstoff ist, hat einen geringen Elastizitätsmodul, einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizient, und eine hohe thermische Leitfähigkeit. Beim Einbau von Mengen mit mehr als etwa 10 Volumenprozent zeigen die Produkte verbesserte Eigenschaften hinsichtlich eines Temperaturschocks und einen verbesserten Widerstand beim Auftreten thermischer Spannungen. Mengen von mehr als etwa 60 Volumenprozent sind bei Verwendung eines Ver­ fahrens zum einfiltrieren von Silizium schwierig zu erzielen.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß im Gegensatz zu bekannten Herstellungsverfahren von rohr­ förmigen Körpern kein grüner Körper benötigt oder bei dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden muß. Teil­ chenförmiges Material wird in den Ofen eingefüllt und nach dem Brennvorgang kann ein keramisches Rohr als Fertigprodukt aus dem Ofen entfernt werden.

Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte rohr­ förmige Gegenstände enthalten Silizium in freiem, nicht reagierendem Zustand und in chemisch gebundenem Zustand. Das Verbundmaterial enthält freies Silizium und Material, das aus Siliziumkarbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon ausgewählt ist. Das Fertigprodukt enthält zwischen etwa 5 und etwa 60 Prozent, vorzugsweise zwischen etwa 10 und 55 Volumenprozent freies Silizium. Es enthält etwa 40 zu etwa 95 Prozent, vor­ zugsweise zwischen etwa 45 und etwa 90 Volumenprozent Silizium­ karbid, sowie zwischen etwa 0 und etwa 40 Volumenprozent freien Kohlenstoff.

Die zusammengesetzten rohrförmigen Gegenstände werden durch trockenes Vergießen hergestellt, um eine Formgebung zu er­ möglichen, zweckmäßigerweise in einem fließfähigen Zustand, in angrenzende oder benachbarte hohle koaxial angeordnete, vertikale Säulen aus ausgewählten teilchenförmigen Ausgangs­ materialien. Die hohlen konzentrischen Säulen aus teilchen­ förmigem Material werden dann erhitzt, um die Materialien in den Säulen zur Bildung eines rohrförmigen Produkts zu einer Reaktion zu bringen. Die Säulen bestehen individuell aus teilchenförmigem Silizium und aus teilchenförmigem Silizium­ karbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon. Die in Verbindung mit dem dargestellten Ausführungsbeispiel noch zu beschrei­ bende Vorrichtung ist besonders zur Durchführung eines trockenen Gießverfahrens geeignet. Der Erhitzungsschritt wird vorzugsweise durch Induktionserhitzung durchgeführt, und zwar unter einer inerten Atmosphäre oder in Vakuum. Geeignete, eine Siliziumverbindung ermöglichende Temperaturen liegen über dem Schmelzpunkt des Siliziums, normalerweise über etwa 1500°C, aber unter etwa 2400°C.

Als Siliziumkomponente kann teilchenförmiges Silizium mit handelsüblichem Einheitsgrad benutzt werden, das eine durch­ schnittliche Teilchengröße zwischen etwa 1500 und weniger als etwa 40 Mikrometer aufweist. Ein besonders geeignetes Silizium­ material hat Teilchendurchmesser zwischen etwa 100 und etwa 1000 Mikrometer. Die Größe der Siliziumteilchen ist nicht kritisch, ausgenommen hinsichtlich der Fließfähigkeit und der Packungsdichte, da die Siliziumkomponente vollständig bei dem Verfahren geschmolzen wird.

Die Siliziumkarbidkomponente ist ebenfalls teilchenförmig, und es finden Teilchengrößen mit einem Durchmesser von weniger als etwa 500 Mikrometer und vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße zwischen etwa 75 und etwa 300 Mikrometer Durch­ messer Verwendung. Als Siliziumkarbidkomponente kann Alpha- oder Beta-Siliziumkarbid Verwendung finden. Es können auch Mischungen aus einem Material mit einer Alpha- und einer Beta- Phase Verwendung finden. Das Ausgangsmaterial aus Siliziumkar­ bid erfordert keine Trennung oder Reinigung, da kleinere Mengen von nicht reagiertem Kohlenstoff, Silizium und Siliziumdioxid vorhanden sein können, sowie kleinere Mengen von Verunreini­ gungen aus Eisen, Kalzium, Magnesium und Aluminium etc., ohne daß dadurch wesentlich Nachteile verursacht werden.

Als Kohlenstoffkomponente kann entweder amorpher Kohlenstoff oder Graphit verwandt werden, falls eine Größe vorhanden ist, die ein freies Fließen bei Benutzung in Mischungen mit Silizium­ karbid und für sich allein ermöglicht. Frei fließende Kohlen­ stoffmaterialien haben eine Teilchengröße zwischen etwa 0,01 und etwa 50 Mikrometer, vorzugsweise eine durchschnitt­ liche Teilchengröße zwischen etwa 0,5 und etwa 25 Mikrometer, falls kein Kohlenstoff in dem Endprodukt vorhanden sein soll, der keine Reaktion eingegangen ist. Wenn Kohlenstoff in dem Endprodukt enthalten sein soll, der keine Reaktion eingegangen ist, wird ein gröberes Ausgangsmaterial aus Kohlenstoff benutzt, in welchem Fall Kohlenstoffmaterialien mit Teilchengrößen zwischen etwa 50 und etwa 1500 Mikrometer, und vorzugsweise zwischen etwa 100 und etwa 1000 Mikrometer verwendbar sind.

Bei der Durchführung der Siliziumreaktion wird die hohle Säule aus teilchenförmigem Silizium geschmolzen und dringt in die teilchenförmige Siliziumkarbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon enthaltende hohle Säule ein. In einem derartigen Fall kann die Wand der zuletzt genannten Säule teilweise zusammenfallen, wegen des Verlusts der Abstützung durch die angrenzende Wand, wenn die Siliziumkomponente durch Verschmelzen entfernt wird. Dieser Vorgang kann weitgehend oder vollständig verhindert werden, indem eine kleine Menge eines trockenen teilchen­ förmigen zwischenzeitlichen Bindemittels Verwendung findet, beispielsweise ein wärmehärtendes Harz, vorzugsweise Phenol­ harz, das dem Zufuhrmaterial zugesetzt wird, das für die Säule aus Siliziumkarbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon benutzt wird. Wahlweise kann Harz dem Zufuhrmaterial zugesetzt werden, das in einem Lösungsmittel wie Aceton aufgelöst wird, welche Harzlösung mit dem Zufuhrmaterial vermischt wird. Bei einem folgenden Trockenvorgang wird das Harzmaterial in einer kohärenten, im wesentlichen gleichförmigen Weise auf den Teilchen des Zufuhrmaterials abgeschieden. Harzmengen zwischen etwa 1/2 und etwa 10 Gewichtsprozent des Zufuhrmaterials sind im allgemeinen zweckmäßig. Das Bindemittel soll die Eigenschaft aufweisen, daß ein Rückstand aus Kohlenstoff in der Säule nach dem Erhitzen verbleibt, in welchem Fall der Rückstand zu­ sätzlichen Kohlenstoff für eine Reaktion mit der Silizium­ komponente bildet.

Der Schritt zum Einbringen des Siliziums wird bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts von Silizium durchge­ führt, bei einer Temperatur von etwa 1410 bis 1420°C und einer Temperatur von weniger als 2400°C. Der Schritt zum Einbringen des Siliziums wird in einer inerten Atmosphäre oder vorzugsweise in Vakuum durchgeführt. Ein Vakuum zwischen etwa 0,001 Torr und etwa 2,0 Torr ist in diesem Zusammenhang sehr gut geeignet. Wenn in einer inerten Atmosphäre gearbeitet wird, werden norma­ lerweise etwas höhere Temperaturen benötigt. Geeignete inerte Gase sind Stickstoff oder Edelgase wie Argon und Helium. In einer inerten Atmosphäre werden keine nachteiligen Einflüsse beim Einbringen von Silizium verursacht. Nach Beendigung dieses Vorgangs wird das rohrförmige Produkt vorzugsweise in dem Ofen auf eine Temperatur unter etwa 1200°C abgekühlt,während die inerte Atmosphäre oder das Vakuum beibehalten wird, um eine Oxidation des Produkts zu verhindern. Die Gewichtsmenge des Siliziums für eine vollständige Durchdringung der hohlen Säule aus teilchenförmigen Siliziumkarbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon kann aus der Packungsdichte des Siliziumkarbids oder der Korngröße des Kohlenstoffs, der Menge und Art des Kohlenstoffs, der Teilchengröße der Komponenten und der gewünschten Dicke und Zusammensetzung des rohrförmigen Produkts berechnet werden. Die geeignete Menge kann von diesen Daten berechnet oder auch empirisch bestimmt werden.

Vorzugsweise erfolgt die Erhitzung durch elektrische Induktions­ erhitzung und ein bevorzugter Ofen ist ein vertikaler Vakuum- Induktionsofen, der einen Kern aufweisen kann. Die Erhitzung erfolgt von der Oberseite des Ofens her zu der Unterseite, so daß der Silizium-Vorgang fortschreitend durchgeführt wird, beginnend von der Oberseite der konzentrisch angeordneten hohlen Säulen aus Ausgangsmaterialien, und zu der Bodenseite der Säulen fortschreitend.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderan­ sicht einer Vorrichtung zur Beladung des Ofens,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht des Induktionsofens in Fig. 1 bei Anordnung der Beladevorrichtung in dem Ofen,

Fig. 4 eine Schnittansicht des Induktionsofens in Fig. 1, nach Beladung und Entfernung der Beladevorrichtung,

Fig. 5 eine Schnittansicht des Induktionsofens in Fig. 1 während des Erhitzungsvorgangs,

Fig. 6 eine Schnittansicht des Induktionsofens in Fig. 1 bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel, bei dem kein inneres Heizelement benutzt wird und

Fig. 7 eine Schnittansicht des Induktionsofens in Fig. 1 bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel, bei dem für die Säulen eine zusätzliche Stützeinrichtung vorgesehen ist.

Bei dem in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird teilchenförmiges Zufuhrmaterial mit Hilfe von Einfüllgefäßen 11, 13, 15 zugeführt. Zweckmäßigerweise ist ein Einfüllgefäß für jede hohle vertikale Säule aus teilchenförmigem Material vor­ gesehen, die in dem Ofen gebildet werden soll. Beispielswiese dient ein Einfüllgefäß zur Zufuhr von teilchenförmigem Silizium, eines zur Zufuhr von teilchenförmigem Silizium­ karbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon, und eines zur Zufuhr von teilchenförmigem, wärmeisolierendem Material. Die Belade­ einrichtung 17 besteht aus mindestens zwei konzentrisch ange­ ordneten ausreichend versteiften hohlzylindrischen Form­ gliedern 19 und 21, die zweckmäßigerweise dünne Metallrohre sind. Die Beladeeinrichtung 17 hat eine derartige Größe, daß sie in einen vertikalen Vakuum-Induktionsofen 23 mit geeigneten Abständen hineinpaßt. Die Beladeeinrichtung 17 wird auf Isoliermaterial 28 angeordnet, das beispielsweise aus teil­ chenförmigem geschmolzenem Quarz besteht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Induktionsofen 23 ein Ofenrohr 25 und eine in vertikaler Richtung bewegliche Induktionsspule 27, die an eine Spannungsquelle 29 angeschlossen ist. Wie in den Fig. 1 bis 5 und 7 dargestellt ist, enthält die Spule ein als Heizkern ausgebildetes Heizelement 31. Das Ofenrohr 25 ist zweckmäßigerweise aus geschmolzenem Quarz hergestellt, welches Material ein guter elektrischer Isolator ist, ist praktisch undurchlässig, bei verhältnismäßig hohen Temperaturen be­ ständig, hat gute Widerstandsfähigkeit bei plötzlichen Temperaturveränderungen und ist im Handel in Form von großen Rohren verfügbar. Das Heizelement 31 besteht zweckmäßigerweise aus Graphit und kann ein einfaches Graphitrohr sein, das weder Wendeln noch Einschnitte aufweist, wie es normalerweise bei Elementen für eine Widerstandsheizung der Fall ist. Die Be­ ladeeinrichtung 17 kann mit Hilfe einer Hebeeinrichtung 30 in einfacher Weise in das und aus dem Ofenrohr 25 bewegt wer­ den, welche Hebeeinrichtung beispielsweise durch eine einstell­ bare Schraube, durch eine Zahnstange mit einem Ritzel oder durch ein Schneckenrad gebildet ist.

Fig. 2 zeigt eine zentrierende Einrichtung in Form von Abstands­ haltern 39, die entlang dem Außenumfang der Beladeeinrichtung 17 angeordnet sind. Die Abstandshalter 39 sind sehr vorteil­ haft hinsichtlich einer Zentrierung der Beladeeinrichtung 17 in dem Ofenrohr 25. Die Abstandshalter 39 können als Ansätze ausgebildet sein oder die Form von schmalen, vorzugsweise intermittierenden Streifen aufweisen, die entlang dem Umfang des äußeren Formglieds 19 angeordnet sind.

Zum Beladen des Ofens 23 wird die Beladeeinrichtung durch die Hebeeinrichtung 30 in die in Fig. 3 dargestellte Lage abge­ senkt, so daß sie in Berührung mit der Isolation 28 auf dem Boden des Ofenrohrs 25 steht. Die Beladeeinrichtung wird der­ art in dem Ofen 25 angeordnet, daß sie zumindest weitgehend zentriert ist. An den Einfüllgefäßen 11, 13, 15 sind Einfüll­ leitungen 33, 35 und 37 angeordnet, die als Schläuche oder Rutschen ausgebildet sein können, welche das betreffende Ein­ füllgefäß mit den Zwischenräumen um und zwischen den Form­ gliedern 19 und 21 verbinden. Die Einfülleinrichtung kann Ein­ füllventile 36 zur Steuerung des Materialdurchflusses auf­ weisen. Die Zwischenräume innerhalb und außerhalb der Form­ glieder 19 und 21 sind in Umfangsrichtung durch die Innenwand des Ofenrohrs, die Formglieder und das Heizelement begrenzt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird die Beladeeinrichtung 17 zentriert in dem Ofenrohr 25 angeordnet. Die Ringräume zwischen der Innenwand des Ofenrohrs 25, der Beladeeinrichtung 17 und dem Heizelement 31 werden mit teilchenförmigem Material aus den Einfüllgefäßen 11, 13 und 15 gefüllt. Der Ringraum zwischen der Innenwand des Ofenrohrs 25 und der Außenwand des zylindri­ schen Formglieds 19 der Beladeeinrichtung 17 wird teilweise mit teilchenförmigem Isoliermaterial 41 gefüllt. Das Isolier­ material 41 dient zum Abstützen einer Oberfläche des teilchen­ förmigen Reaktionsmaterials, isoliert das Ofenrohr gegen hohe Temperaturen und ermöglicht, daß das Endprodukt in einfacher Weise aus dem Ofenrohr entfernt werden kann. Das Isoliermaterial kann irgend ein Material sein, das nicht mit Silizium, Silizium­ karbid, Kohlenstoff oder dem Material des Ofenrohrs reagiert. Das Material ist ferner ein solches Material, das nicht durch geschmolzenes Silizium benetzt wird, das also nicht von Silizium durchsetzt werden kann. Geeignete Materialien sind Bornitrid, Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid und Oxide wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid und geschmolzener Quarz. Vorzugs­ weise finden Bornitrid, Aluminiumnitrid oder geschmolzener Quarz Verwendung. Der Ringraum zwischen der Außenseite des zylindrischen Formglieds 21 und der Innenwand des zylindri­ schen Formglieds 19 wird mit teilchenförmigem Material 43 aus Siliziumkarbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon gefüllt. Der Ringraum zwischen der Innenseite des Formglieds 21 und des Heizelements 31 wird mit teilchenförmigem Silizium 45 gefüllt. Die Außenfläche des Heizelements 31 ist mit einer dünnen Schicht aus Bornitrid, Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid beschichtet, um zu verhindern, daß geschmolzenes Silizium das Heizelement 31 benetzt oder damit reagiert. Es wurde festge­ stellt, daß Heizelemente mit feinkörmigem Graphit mit hoher Dichte widerstandsfähiger gegenüber geschmolzenem Silizium sind, als Heizelemente aus grobkörnigem Graphit mit niedriger Dichte.

Fig. 4 zeigt die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung nach der Beladung des Ofenrohrs 25. Dabei ist die Beladeeinrichtung 17 aus dem Ofenrohr 25 entfernt, wonach hohle Säulen aus Reaktionsmaterialien und Isoliermaterial zurückbleiben. Eine Abdeckung 32 ist über dem Rohr 25 angeordnet. Der Zwischen­ raum zwischen der Ofenfüllung und der Abdeckung 32 kann mit einem Isoliermaterial gefüllt werden, welches aus Material wie das Isoliermaterial auf dem Boden des Ofens besteht.

Die bewegliche Induktionsspule 27 wird dann im obersten Bereich des Ofenrohrs 25 angeordnet und an die Spannungsquelle ange­ schlossen, um eine Erhitzung des Heizelements 31 zu verursachen. Sobald das Heizelement eine ausreichend hohe Temperatur er­ reicht hat, wird die hohle Säule aus teilchenförmigem Silizium geschmolzen und dringt in die angrenzende Säule aus teilchen­ förmigem Material ein. Die Induktionsspule 27 wird dann fort­ schreitend nach unten entlang dem Ofenrohr 25 bewegt, mit Hilfe der eine Hin- und Herbewegung ermöglichenden Hebeein­ richtung 30, um die Durchsetzung mit Silizium fortschreitend zu bewirken.

Fig. 5 zeigt die Vorrichtung in Fig. 4 nach Beginn der anfäng­ lichen Beheizung des Ofens. Wie im oberen Bereich dargestellt ist, ist dann die Siliziumsäule teilweise geschmolzen und in die Säule infiltriert, die Siliziumkarbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon enthält. Die Erhitzung zum Schmelzen des Siliziums wird dann von der Oberseite zu der Unterseite des Ofens fortschreitend durchgeführt, wobei ein Rohr 34 gebildet wird.

Fig. 6 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Vor­ richtung, wobei ein Ofen ohne ein als Kern ausgebildetes Heizelement benutzt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel findet eine vertikale Säule 47 aus Kohlenstoff, vorzugsweise aus Graphit, Verwendung, die sowohl als Reaktionsmittel als auch als Heizelement dient. Der zentrale Teil wird dabei mit einem Isoliermaterial 49 ausgefüllt.

Fig. 7 zeigt ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem als zwischenzeitliche Stützelemente 51, 53 dienende Mittel vorgesehen sind, um eine zusätzliche Stabilität für die Säulen aus teilchenförmigem Material zu erzielen, und um eine einfachere Entfernung der Beladeeinrichtung 17 zu ermöglichen. Die Stützelemente 51, 53 sind aus einem verbrennbaren Material wie Papier hergestellt. Das Papier kann gewachstes Papier oder beschichtetes Papier sein. Materialien, die vollständig ver­ brennbar sind oder Materialien, von denen als Rückstand Kohlen­ stoff verbleibt, sind ebenfalls verwendbar.

Im folgenden sollen einige spezielle Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1

Es fand eine Beladeeinrichtung der dargestellten Art Ver­ wendung. Die Beladeeinrichtung enthielt ein äußeres Formglied 19 mit einem Außendurchmesser von 57,15 mm und einem Innen­ durchmesser von 54,65 mm. Ein Ende des Rohrs war zu der Innen­ seite abgeschrägt, um eine messerförmige Kante mit einem Durch­ messer von etwa 54,6 mm zu bilden. Die Vorrichtung hatte ein inneres Formglied 21 mit einem Außendurchmesser von 50,8 mm und einen Innendurchmesser von 48,3 mm. Ein Ende des inneren rohrförmigen Formglieds war zu der Außenseite hin abgeschrägt, um eine messerförmige Kante mit einem Durchmesser von 50,8 mm zu bilden. Das innere Formglied wurde in einer konzentrischen Lage in dem äußeren Formglied mit Hilfe von Stellschrauben ge­ halten.

Die Beladeeinrichtung wurde in einem Ofenrohr aus geschmolze­ nem Quarz zentriert, welches einen Innendurchmesser von 70,03 mm, einen Außendurchmesser von 76,80 mm und eine Länge von 610 mm aufwies. Das Ofenrohr wurde vertikal in einem Stützrahmen angeordnet. Das untere Ende des Ofenrohrs wurde mit einer ebenen Vakuumdichtung aus Gummi verschlossen, die durch eine Aluminiumplatte gehaltert wurde, an die ein Vakuum­ schlauch und eine Vakuumpumpe angeschlossen wurde. Das untere Ende des Quarzrohrs wurde mit 6 Scheiben mit 12,7 mm Dicke aus Kohlenstoffilz ausgefüllt, um die Vakuumdichtung thermisch zu isolieren.

Es fanden drei Einfüllgefäße Verwendung. Das eine enthielt Bornitrid mit einer Korngröße SHP-40, das zweite enthielt granuliertes Silizium (Siligrain SGl-20 mesh) und das dritte Einfüllgefäß enthielt granuliertes Siliziumkarbid in einer Mischung aus 95 Gewichtsprozent eines von der Firma Exolon-ESK Company erhältlichen Produkts mit 50/100 mesh No. 1 und 5% trockenes Phenolharz (Dyphene Gütegrad 877P) der Firma Sherwin-Williams Company.

Das teilchenförmige Material wurde durch 18 Kunststoffschläuche mit einem Innendurchmesser von 6,35 mm zugeführt, wobei jeweils 6 Schläuche für jedes der Materialien vorgesehen war. Die Zu­ führschläuche wurden entlang dem Umfang der Oberseite der Be­ ladeeinrichtung in Winkelabständen von 60° angeordnet. Die Zuführschläuche dienten zur Zufuhr von teilchenförmigem Bor­ nitrid in den Zwischenraum zwischen dem äußeren Formglied der Beladeeinrichtung und der Innenseite des Ofenrohrs, von teil­ chenförmigem Siliziumkarbid zwischen die Rohre der Belade­ einrichtung, sowie von teilchenförmigem Silizium in den Zwischen­ raum zwischen der Innenseite der Beladeeinrichtung und der Außenseite des rohrförmigem Heizelements des Ofens.

Nach dem Auffüllen wurde die Beladeeinrichtung langsam ange­ hoben, um getrennte konzentrisch angeordnete hohle Säulen aus teilchenförmigem Bornitrid, Siliziumkarbid-Harz und Silizium zurückzulassen. Nach Entfernen der Beladeeinrichtung wurde der obere Raum mit Scheiben aus Kohlenstoffilz ausgefüllt und mit einer Gummidichtung und einer Metallplatte verschlossen. Dann wurde das Ofenrohr vom unteren Ende her evakuiert.

Eine Induktionsspule mit 12 Windungen mit einem Kupferrohr mit 4,8 mm Außendurchmesser und einem Innendurchmesser der Spule von 79,4 mm und einer Länge von 76,2 mm wurde mit einer Spannungsquelle mit 450 kHz und 2 1/2 kW Leistung für die Induktionsbeheizung verbunden. Die Spule wurde anfänglich am oberen Ende des Ofenrohrs angeordnet und es wurde ein 0,8- Anodenstrom als Eingangsleistung zugeführt. Die Spule wurde entlang dem Ofenrohr mit einer Geschwindigkeit von 8,4 mm pro Minute abgesenkt. Die Spule wurde angehalten und die Stromzu­ fuhr unterbrochen, sobald der Boden des Quarzrohrs erreicht wurde. Das Ofenrohr wurde dann auf Raumtemperatur abgekühlt, geöffnet und das rohrförmige Produkt entnommen. Das mit Silizium durchsetzte Rohr aus Siliziumkarbid konnte in ein­ facher Weise aus dem Ofenrohr entfernt werden, da sich das Bor­ nitrid noch in loser gekörnter Form befand und nicht durch den Infiltrationsvorgang mit Silizium beeinflußt wurde. Das Heiz­ element konnte in einfacher Weise von dem mit Silizium durch­ setzten Siliziumkarbidrohr entfernt werden, da die Silizium­ säule durch Infiltration in die Siliziumkarbidsäule entfernt wurde. Das rohrförmige Produkt war kreiszylindrisch und seine Mikrostruktur wies eine geringe Porosität auf. Eine visuelle Abschätzung ergab, daß das Volumen des Siliziumkarbids in der Mikrostruktur etwa 50% betrug. Der Außendurchmesser des Pro­ dukts betrug etwa 54,86 mm und der Innendurchmesser des Pro­ dukts betrug etwa 52,58 mm.

Beispiel 2

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde Graphitpulver mit einer angenäherten Korngröße von minus 150 mesh und einer Abstich­ dichte von 0,58 g/cm anstelle der Komponente aus Siliziumkarbid- Harz im Beispiel 1 verwandt, und anstelle des Heizelements wurde ein Kern aus einem isolierenden Granulat verwandt. Das Herstellungsverfahren entsprach demjenigen in Beispiel 1. Eine Mikrophotographie eines polierten Abschnitts des rohr­ förmigen Produkts zeigte, daß die Graphitteilchen nicht voll­ ständig in Siliziumkarbid umgewandelt waren, und daß nur eine dünne Schicht aus Siliziumkarbid auf der Oberfläche der Graphitteilchen vorhanden war, die ihrerseits durch eine Matrix aus Silizium umgeben war.

Beispiel 3

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde das Ofenrohr mit kon­ zentrischen Schichten aus isolierendem Granulat, granuliertem Silizium und Graphitpulver um einen Kern aus isolierendem Granulat angeordnet. Im übrigen wurde das Verfahren von Bei­ spiel 1 durchgeführt. Das Produkt entsprach demjenigen in Beispiel 2.

Claims (21)

1. Verfahren zur Herstellung eines keramischen rohrförmigen Körpers aus Silizium und Siliziumkarbid, bei dem

• a) konzentrisch eine hohle vertikale rohrförmige Säule aus teilchenförmigem Silizium angrenzend an eine zweite hohle vertikale rohrförmige Säule aus teilchenförmigem Material angeordnet wird, das aus der Gruppe Silizium­ karbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon ausgewählt ist,
• b) die Säulen auf eine Silizium infiltrierende Temperatur erhitzt werden, um das Silizium von der ersten Säule in die zweite Säule zu infiltrieren, und wobei
• c) die infiltrierte Säule zur Bildung eines hohlen kerami­ schen Rohrs mit stabilen Abmessungen abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Säule aus Siliziumkarbid besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Säule aus Kohlenstoff besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Säule aus Siliziumkarbid und Kohlenstoff besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulen auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt von Silizium und unter eine Temperatur von etwa 2400°C erhitzt werden. .

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Infiltration von Silizium in einem Vakuum durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Infiltration von Silizium in einer inerten Atmosphäre durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumkarbid, Kohlenstoff oder Mischungen davon ent­ haltende Säule auch ein Bindemittel aus Harz enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in einer trockenen teilchenförmigen Form zugesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in flüssiger Form zugeführt wird und da­ nach auf dem teilchenförmigen Material getrocknet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung durch elektrische Induktion erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung in einem elektrischen Induktionsofen durch­ geführt wird, der einen Heizkern aus Widerstandsmaterial enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung in einem Induktionsofen durchgeführt wird, der kein Kernelement enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Silizium und Siliziumkarbid enthaltender Körper herge­ stellt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Silizium, Siliziumkarbid und Graphit enthaltender Körper hergestellt wird.

16. Vorrichtung zum Beschicken eines rohrförmigen vertikalen elektrischen Induktionsofens mit Säulen aus teilchen­ förmigen Material, mit

• a) einer Beladeeinrichtung (17), die aus zwei oder mehr ineinander mit einem Abstand voneinander angeordneten hohlzylindrischen Formgliedern (19, 21) besteht, die in den Induktionsofen mit einem Abstand einsetzbar sind,
• b) einer Einrichtung (30) zum Einsetzen der Beladeein­ richtung (17) in den Induktionsofen,
• c) einer Einfülleinrichtung (11, 13, 15) für einen Vorrat von teilchenförmigem Einfüllmaterial,
• d) einer Anzahl von Einfülleitungen, die für eine selektive Zufuhr von teilchenförmigem Material aus dem Vorrat in der Einfülleinrichtung angeordnet sind, um das betreffen­ de Material um und zwischen die Formglieder einzufüllen,
• e) einer Einrichtung (30) zum Entfernen der Formglieder aus dem Ofen, um in diesem Säulen aus teilchenförmigem Material zurückzulassen, sowie mit
• f) einer Induktionsspule (27) zum Erhitzen des Induktions­ ofens.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionsofen ein Vakuum-Induktionsofen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfülleitungen durch Schläuche gebildet werden.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionsofen einen Heizelementkern (31) enthält,

20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionsofen keine Heizelementkern aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Formglied (19) mit Abstandshaltern (39) ver­ sehen ist, um die Formglieder mit einem Abstand von der Innenwand des Induktionsofens anzuordnen.