DE4000298A1 - Verfahren zur Herstellung eines keramischen Verbundwerkstoffes und daraus erhältliche Erzeugnisse - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines keramischen Verbundwerkstoffes und daraus erhältliche Erzeugnisse

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DE4000298A1 DE19904000298 DE4000298A DE4000298A1 DE 4000298 A1 DE4000298 A1 DE 4000298A1 DE 19904000298 DE19904000298 DE 19904000298 DE 4000298 A DE4000298 A DE 4000298A DE 4000298 A1 DE4000298 A1 DE 4000298A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her­ stellung eines keramischen Verbundwerkstoffes, der im we­ sentlichen aus Siliciumcarbid (SiC) und Aluminiumnitrid (AlN) besteht und zumindest teilweise in Form einer festen Lösung dieser Komponenten vorliegt. Weiterhin betrifft die Erfindung die nach dem neuen Verfahren erhältlichen Erzeug­ nisse und deren Anwendung, insbesondere als Armierung, Be­ wehrung, Panzerung, sowie in Form von Werkstücken wie etwa Schneidwerkzeugen, abriebbeständigen Gegenständen, Düsen, hohen Temperaturen ausgesetzten Gegenständen und weiteren, ähnlichen Gegenständen, die erheblichen mechanischen Be­ lastungen oder Verschleiß ausgesetzt sind.
Die U.S.-Patentschrift 4,141,740 (Cuttler et al) offenbart ein hochschmelzendes bzw. feuerfestes Material, und ein Verfahren zu dessen Herstellung; dieses Material besteht aus einer festen Lösung aus Aluminiumnitrid, Siliciumcarbid und Aluminiumoxicarbid.
Weiterhin ist in der Fachwelt bekannt, daß mit Siliciumcar­ bidkeramik verkleidete Armierungen, Bewehrungen und Panze­ rungen geringes Gewicht und eine wesentlich bessere Bestän­ digkeit gegenüber ballistischen Geschossen und Projektilen aufweisen, als dies bei monolithischen Metallplatten gege­ ben ist. Die mit Siliciumcarbidkeramik verkleideten Armie­ rungen sind besser, weil das benutzte keramische Material eine größere Belastbarkeit gegenüber mechanischer Druckbe­ lastung, insbesondere eine höhere dynamische Druckverfor­ mungs-Grenzbelastbarkeit aufweist, als dies bei Metallen gegeben ist. Daher verursachen diese keramischen Materialien eine stärkere Verformung eines auftreffenden Projektils als die Metalle. Diese stärkere Verformung des aufprallenden Projektils beruht entweder auf einer plastischen Verformung und Erosion des Projektils oder auf dessen Bruch. Aufgrund dieser höheren Projektilverformung wird das Ein- und Durch­ dringungsvermögen des auftreffenden Projektils in zwei ver­ schiedenen Wegen reduziert. Die plastische Verformung und; die darauf beruhende Erosion des Projektiles verringert dessen kinetische Energie infolge von plastischem Fluß und als Folge einer Verringerung der Projektilmasse. Alternativ dazu ist die Wirkung eines zerbrochenen Projektils wesent­ lich verbreitert und gestreut; dessen Aufprallfläche ist vergrößert, so daß ein größeres Volumen des Targetmaterials gegen die Projektilwirkung arbeiten kann.
Obwohl hinreichend bekannt ist, daß mit Siliciumcarbidkera­ mik verkleidete Armierungen, Bewehrungen und Panzerungen den meisten anderen Systemen überlegen sind, wird eine solche Verkleidung mit Siliciumcarbidkeramik an leicht gepanzerten Kampffahrzeugen bislang aus zwei Hauptgründen im wesentli­ chen nicht eingesetzt. Der erste Hauptgrund betrifft die Kosten; die Kosten für hochwertige Siliciumcarbidkeramik betragen derzeit typischerweise ca. 200,- bis 400,- DM/kg.
Der andere Hauptgrund liegt in der typischerweise schlechten Mehrfach-Aufprall-Belastbarkeit von Siliciumcarbidkeramik- Armierungen, die ihrerseits auf der hohen Sprödigkeit dieses keramischen Materials beruht. Siliciumcarbidkeramik-Verklei­ dungen von Armierungen und dergleichen bestehen typischer­ weise aus keramischen Platten oder "Fliesen". Ein ballisti­ scher Aufprall auf eine einzige Fliese ist ausreichend, diese Fliese derart zu zerbrechen, daß sie bei einem zweiten Aufprall ein Eindringen oder Durchdringen des Projektiles nicht verhindern kann. Zusätzlich bewirkt der Aufprall auf eine erste Fliese häufig einen Bruch von benachbarten Flie­ sen und vermindert deren Schutzwirkung, so daß auch diese benachbarten Fliesen das Ein- und/oder Durchdringen eines Projektiles nicht länger verhindern. Aus den genannten Grün­ den ist die Mehrfach-Aufprall-Belastbarkeit oder die Anzahl derjenigen Projektile, die in einem gegebenen Bereich ge­ stoppt werden kann, begrenzt.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung darin, einen keramischen Verbundwerkstoff bereitzu­ stellen und/oder ein Verfahren zu dessen Herstellung anzu­ geben, der insbesondere als Verkleidung für geringes Gewicht aufweisende Armierungen, Bewehrungen oder Panzerungen geeig­ net ist und der die Wirkung eines auftreffenden Projektils durch dessen Erosion und Zertrümmerung zu vermindern vermag bzw. ein solches Projektil abzulenken vermag. Weitere Ein­ satzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen keramischen Ver­ bundwerkstoffes betreffen die Anwendung unter Bedingungen wie starker Verschleiß, hohen Temperaturen, Abrieb und ande­ ren erheblichen mechanischen Belastungen und Stoßeinwirkun­ gen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft die Verfahrenserzeug­ nisse und deren besondere Eigenschaften. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gerade im Hinblick auf die Anwendung als geringes Gewicht aufweisende Armierung, Bewehrung oder Panzerung ist für die erfindungsgemäßen keramischen Verbundwerkstoffe eine beson­ dere Zusammensetzung und ein besonderes Herstellungsverfah­ ren vorgesehen, das den besten Ausgleich zwischen einerseits den Herstellungskosten und andererseits der Leistungsfähig­ keit und Belastbarkeit der Armierung gewährleistet. Mehr im einzelnen weisen die erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe Mikrogefüge auf, die zwei oder drei Phasen enthalten; zu diesen Phasen gehören Siliciumcarbid (SiC), Aluminiumnitrid (AlN) oder eine feste Lösung aus AlN und SiC.
Durch geeignete Auswahl von Menge und Korngröße der Aus­ gangsmaterialien und durch geeignete Auswahl der Wärmebe­ handlungsbedingungen kann ein bestimmtes Mikrogefüge aus der nachstehenden Aufzählung verschiedener Mikrogefüge erzeugt werden:
TYP 1 weist deutlich unterscheidbare Phasen von SiC und AlN auf;
TYP 2 weist eine feste Lösung aus SiC und AlN auf; und
TYP 3 enthält in einer, als feste Lösung vorliegenden Matrix aus SiC und AlN zusätzlich eine oder mehrere Rest­ phase(n) aus AlN, oder aus SiC, oder aus den beiden Komponenten AlN und SiC.
Zu den geeigneten Wärmebehandlungsbedingungen gehören ent­ weder die Sinterung oder das Heißpressen; in jedem Falle bilden die Bedingungen wie Temperatur, Dauer der Wärmebe­ handlung und ggf. Ausübung von mechanischem Druck die be­ stimmenden Faktoren, um ein gewünschtes Mikrogefüge bzw. eine bestimmte Mikrostruktur zu erzeugen.
Bevor nachstehend das erfindungsgemäße Verfahren und die da­ bei erhältlichen Erzeugnisse im einzelnen beschrieben wer­ den, erscheint es zweckmäßig, eine kurze Erläuterung der be­ vorzugten Anwendung des Materials als Armierung zu geben, mit welcher das Ein- oder Durchdringen von mit hoher Ge­ schwindigkeit aufprallenden Projektilen aus Stahl, Wolfram und ähnlichen Materialien verhindert werden soll.
Wie oben bereits angedeutet, ist in der Fachwelt anerkannt, daß an militärischen Kampffahrzeugen angebrachte außeror­ dentlich schwere Armierung unerwünscht ist, weil sie die Leistungsfähigkeit des Fahrzeuges verringert. Sofern eine Armierung oder Verkleidung aus einem keramischen Verbund­ werkstoff aus AlN und SiC angewandt wird, konnte festge­ stellt werden, daß dieser Verbundwerkstoff nicht nur ein wesentlich geringeres Gewicht aufweist, sondern daß, im Vergleich zu Stahl oder Siliciumcarbid auch geringere Kosten erforderlich sind, um die gleiche Abwehr einer ballistischen Drohung zu erzielen. Eine Armierung aus einem keramischen Verbundwerkstoff aus AlN und SiC weist während eines balli­ stischen Aufpralles beträchtliche Zähigkeit bzw. Festigkeit auf, die nach dem Aufprall großen körnigen Bruch und große Brocken bzw. Klumpen und Stücke ergibt. Auch der erfin­ dungsgemäße keramische Verbundwerkstoff weist Zähigkeit und Festigkeit auf, wobei die ballistische Belastbarkeit des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes unter allen Neigungs­ winkeln konstant ist, d. h. es tritt die gleiche Beständig­ keit bzw. der gleiche Widerstand gegen das Ein- und Durch­ dringen eines Geschoßes auf, unabhängig davon, ob das Ge­ schoß unter einem Winkel von 90° oder unter einem Winkel kleiner 90° auf die Oberfläche der Armierung auftrifft. Dem­ gegenüber ist in der Fachwelt gut bekannt, daß andere kera­ mische Armierungen, etwa aus Borcarbid bei einer Änderung der Neigung des Auftreffwinkels unterschiedlich brechen.
Weiterhin erscheint es zweckmäßig, im Rahmen dieser Unter­ lagen eine kurze chemische Definition der verwendeten Fach­ ausdrücke wie "Lösung", "Phase" und "Restanteil" zu geben.
"Lösung" bezeichnet eine "einzige homogene, flüssige, feste oder gasförmige Phase", nämlich eine Mischung, in welcher die "flüssigen, gasförmigen, festen Komponenten oder deren Kombinationen" innerhalb der gesamten Mischung einheitlich verteilt vorliegen.
"Phase" bezeichnet einen "Anteil oder Abschnitt eines physi­ kalischen Systems (flüssig, gasförmig oder fest), der in sich homogen ist", d. h. der definierte Grenzen aufweist und der physikalisch von anderen Phasen trennbar oder unter­ scheidbar ist.
"Restanteil bzw. Rest" bezeichnet einen mineralischen Nie­ derschlag oder eine mineralische Abscheidung, die durch ein chemisches Konzentrationsgefälle hervorgerufen wird, so daß "restliches oder überschüssiges" Material zurückbleibt.
Sofern gesagt wird, daß ein System (A) bessere Belastbar­ keit oder Leistungsfähigkeit als ein anderes System (B) auf­ weist, so soll damit ausgedrückt werden, daß entweder das Minimalgewicht des Systems (A) geringer ist als das Mini­ malgewicht des Systems (B), wenn beide so ausgelegt sind, daß sie unter identischen Aufprallbedingungen ein Ein- oder Durchdringen des Projektils verhindern; oder daß dann, wenn beide Systeme das gleiche Gewicht aufweisen, das System (A) ein Ein- oder Durchdringen des Projektiles unter härteren oder stärkeren Aufprallbedingungen verhindern kann, als dies das System (B) vermag.
Wie bereits oben ausgeführt, sind mit Siliciumcarbid ver­ kleidete Armierungen, Bewehrungen und Panzerungen zu teuer und es fehlt ihnen die Mehrfach-Aufprall-Belastbarkeit, wenn solche Verkleidungen lediglich aus Siliciumcarbid bestehen.
Demgegenüber besteht der erfindungsgemäß vorgesehene kerami­ sche Verbundwerkstoff aus einer Mischung aus Pulvern aus Aluminiumnitrid (AlN) und Siliciumcarbid (SiC), wobei der SiC-Anteil 1 bis 99 Gewichtsprozent des Pulvergemisches ausmacht. Im Rahmen der Erfindung ist festgestellt worden, daß bereits ein Anteil von 1 Gewichtsprozent AlN ausreicht, um das Mikrogefüge zu verändern, weil die Korngröße der im Mikrogefüge vorhandenen Körner bereits bei einem AlN-Anteil von 1 Gewichtsprozent und mehr verfeinert wird. Weiterhin ist im Rahmen der Erfindung festgestellt worden, daß eine höhere Bruchzähigkeit erhalten wird, wenn das Pulvergemisch 75 bis 95 Gewichtsprozent SiC enthält. Die pulverförmigen Ausgangsstoffe, also pulverförmiges SiC und pulverförmiges AlN werden miteinander vermischt; das erhaltene Pulverge­ misch wird zu einem Formling der gewünschten Form geformt und daraufhin wird eine Sinterung oder eine Heißpressung durchgeführt. Die Temperaturen der Wärmebehandlung werden in Abhängigkeit von dem angestrebten Mikrogefüge ausgewählt. Um ein Typ 1-Mikrogefüge zu erzielen, wird eine Mischung aus AlN und SiC auf eine Temperatur im Bereich von 1600 bis 1800°C erhitzt. Um ein Typ 2- oder 3-Mikrogefüge zu er­ halten, das in jedem Falle eine Matrix aus einer festen Lösung aus AlN und SiC enthält, werden Temperaturen im Be­ reich von etwa 1800 bis 2300°C vorgesehen. Ein signifikan­ ter Anteil der Pulver reagiert bei diesen höheren Tempera­ turen und bildet eine Matrix in Form einer festen Lösung, welche sich um die nicht reagiert habenden Partikel herum niederschlägt.
Der erfindungsgemäße keramische Verbundwerkstoff ist geeig­ net, die Schwierigkeiten zu überwinden, die bei bekannten Siliciumcarbidkeramik-Armierungen aufgetreten sind, wie das oben diskutiert wurde. AlN ist ballistisch geprüft worden; hierbei wurde festgestellt, daß AlN etwa 2/3 der ballisti­ schen Belastbarkeit von SiC ergibt. Jedoch wird erwartet, daß die Kosten von AlN auf nahezu die Hälfte des Preises von SiC absinken, weil in verschiedenen elektronischen Anwendun­ gen ein erhebliches Marktpotential für AlN gegeben ist. Ein Zusatz von AlN zu SiC verringert die Gesamtkosten auf zwei verschiedenen Wegen. Zum ersten verringert ein Zusatz an dem weniger kostspieligen Pulver die Kosten des Gesamtproduktes. Zum zweiten ermöglicht ein Zusatz von AlN eine signifikante Verringerung der Wärmebehandlungstemperatur im Vergleich zu SiC ohne einen AlN-Zusatz. Beispielsweise waren Gegenstände aus dem erfindungsgemäßen AIN/SiC-Verbundwerkstoff mit einem TYP 1-Mikrogefüge und mit einem SiC-Anteil von 38 Vol-% durch Heißpressen bei 1650°C erhältlich, während entspre­ chende Gegenstände aus reinem SiC (ohne AlN-Zusatz) typi­ scherweise eine Temperatur von 1950°C erforderten. Diese Temperaturerniedrigung erhöht signifikant die Lebensdauer der zum Heißpressen eingesetzten Graphitwerkzeuge und For­ men, was wiederum zu einer Verringerung der Gesamtkosten der herzustellenden Gegenstände führt.
Hinsichtlich der Mehrfach-Aufprall-Belastbarkeit konnte in ballistischen Untersuchungen gezeigt werden, daß ein AlN- Zusatz zu einer höheren Zähigkeit bzw. Festigkeit führt, im Vergleich zu einer entsprechenden Keramik, die nur aus SiC besteht. Dieses Ergebnis wurde sowohl durch die sehr groben Bruchstücke bei AlN-haltiger Keramik (im Vergleich zu reiner SiC-Keramik) nach einem ballistischen Aufprall bestätigt, wie durch die konstante Belastbarkeit der AlN-haltigen Kera­ mik über einen Bereich der Aufprallwinkel der Projektile. Demgegenüber nimmt die ballistische Belastbarkeit anderer hoch belastbarer Keramiken wie etwa Borcarbid (B₄C) und reines SiC ab, wenn solche Keramiken von Projektilen getrof­ fen werden, die unter einem Winkel kleiner 900 auf die Ober­ fläche der Keramik auftreffen. Diese Abnahme der Belastbar­ keit wird durch eine extensive Bruchbildung und dem damit einhergehenden Verlust an Scherfähigkeit der spröderen Kera­ miken verursacht. Die höhere Zähigkeit der AlN-haltigen Ke­ ramik beseitigt diese Abnahme der Belastbarkeit. Eine Matrix in Form einer festen Lösung, wie sie in den TYP 2- und -3- Mikrogefügen der erfindungsgemäßen keramischen Verbundwerk­ stoffe vorliegt, weist eine Zähigkeit auf, die zwischen der Zähigkeit von AlN und der Zähigkeit von SiC liegt. Die in der Matrix vorhandenen, nicht reagiert habenden Partikel verleihen dem Verbundwerkstoff zusätzliche Zähigkeit durch Rißablenkungsmechanismen, wie sie aus anderen, feinteiligen, keramischen Verbundwerkstoffen bekannt sind. Die gleichen Rißablenkungsmechanismen verleihen auch dem TYP 1-Mikroge­ füge eine größere Zähigkeit, als sie bei einem Mikrogefüge aus reinem SiC gefunden wird.
Die mit der vorliegenden Erfindung erhältlichen bzw. vorge­ schlagenen keramischen Verbundwerkstoffe weisen auf:
  • - eine ausreichend hohe ballistische Belastbarkeit, um diese Werkstoffe in Verbindung mit geringem Gewicht aufweisenden Armierungen, Bewehrungen, Panzerungen und dergleichen einzusetzen;
  • - eine solche Zähigkeit, daß die Schwierigkeiten hinsichtlich einer beschränkten Mehrfach-Aufprall- Belastbarkeit wesentlich verringert oder völlig beseitigt sind; und
  • - ausreichend niedrige Kosten, um den Einsatz dieser Werkstoffe in Verbindung mit Armierungen, Bewehrun­ gen, Panzerungen und dergleichen zu rechtfertigen.
Die ballistische Belastbarkeit, die Mehrfach-Aufprall-Be­ lastbarkeit und die Kostenanforderungen an ein Armierungs­ system beeinflussen die Auswahl der Zusammensetzung eines geeigneten und zweckmäßigen keramischen Verbundwerkstoffes und dessen Mikrogefüge-Typ. Sofern z. B. bei den geringst­ möglichen Kosten gearbeitet werden soll, ist ein hoher AlN- Prozentgehalt des Verbundwerkstoffes zweckmäßig, und es werden Verarbeitungsbedingungen vorgesehen, die zu einem TYP 1-Mikrogefüge führen. Höhere Anforderungen an die bal­ listische Belastbarkeit erfordern eine Zusammensetzung mit höheren SiC-Gehalten und ein TYP 2- oder -3-Mikrogefüge. Sofern eine große Zähigkeit und eine hohe Mehrfach-Auf­ prall-Belastbarkeit angestrebt werden, wird ein erfindungs­ gemäßer Verbundwerkstoff mit TYP 3-Mikrogefüge bevorzugt.
Sofern die Anwendung als Armierung, Bewehrung, Panzerung und dergleichen im Vordergrund steht, wird für die erfindungs­ gemäßen keramischen Verbundwerkstoffe vorzugsweise-eine Zu­ sammensetzung des Pulvergemisches gewählt, das zusätzlich zu Aluminiumnitrid (AlN) 1 bis 99 Prozent Siliciumcarbid (SiC) enthält. Sowohl AlN wie SiC werden vorzugsweise in Form von Pulvern eingesetzt, die eine Teilchengröße zwischen 0,5 und 5 µm aufweisen. Das aus solchen Pulvern erhältliche Pulver­ gemisch wird in Formen eingebracht und dort entweder heiß gepreßt oder gesintert. Vorzugsweise wird 4 bis 6 Stunden lang bei einer Temperatur von ungefähr 1700°C unter einem Druck von ungefähr 14 MN/m² (Mega-Newton pro m², entspr. 2000 psi) gehalten. Unter diesen Bedingungen bilden AlN und SiC eine feste Lösung, die nach der Abkühlung in Form von harten Fliesen vorliegt, die an der Oberfläche des zu schützenden Fahrzeuges angebracht werden.
Aluminiumnitrid weist ungefähr 2/3 der Wirksamkeit von Sili­ ciumcarbid auf, ein die Armierung durchdringendes Projektil zu stoppen, im Vergleich mit einer lediglich aus Silicium­ carbid bestehenden Keramik. Jedoch betragen derzeit die Kosten von Aluminiumnitrid lediglich ungefähr 1/3 der Kosten von Siliciumcarbid. Durch gemeinsames Heißpressen von Sili­ ciumcarbid und Aluminiumnitrid wird ein keramischer Verbund­ werkstoff erhalten, welcher eine höhere Wirksamkeit als Ar­ mierung aufweist, indem diese Keramik besser geeignet ist, ein aufprallendes Projektil zu erodieren.
Obwohl der hauptsächlich beabsichtigte Verwendungszweck der erfindungsgemäß erhältlichen keramischen Verbundwerkstoffe darin besteht, als Armierung, Bewehrung oder Panzerung von militärischen Fahrzeugen eingesetzt zu werden, welche die auf die Armierung und dergleichen auftreffenden Geschoße, Projektile und dergleichen zerstört, gibt es weitere Anwen­ dungsmöglichkeiten für den erfindungsgemäßen Verbundwerk­ stoff. Beispielsweise können aus dem erfindungsgemäßen kera­ mischen Verbundwerkstoff Schneidwerkzeuge, hohem Abrieb oder Verschleiß ausgesetzte Werkstücke, Düsen, elektronische Kom­ ponenten, bei hohen Temperaturen eingesetzte Werkstücke und viele andere Gegenstände erzeugt werden, die hohen Schlag- oder Stoßeinwirkungen und/oder starkem Abrieb oder Ver­ schleiß ausgesetzt sind.
Aus der voranstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße keramische Verbundwerkstoff aus ausgewähl­ ten prozentualen Anteilen von Siliciumcarbid und Aluminium­ nitrid erzeugt wird, welche unter den vorgesehenen Bedingun­ gen reagieren, um einen keramischen Verbundwerkstoff zu bil­ den. Sofern ein keramischer Verbundwerkstoff mit einem Mikrogefüge in Form einer festen Lösung angestrebt wird, er­ folgt die Umsetzung/Reaktion bei einer höheren Temperatur im Vergleich zu einem Mikrogefüge, das aus vermischten, indivi­ duellen AlN- und SiC-Phasen besteht.
Mit der voranstehenden Beschreibung ist die Erfindung in einer Form beschrieben worden, welche derzeit als die beste Ausführungsform angesehen wird. Für Fachleute ist jedoch er­ sichtlich, daß verschiedene Abwandlungen und Modifizierungen der beschriebenen Ausführungsform möglich sind, ohne vom we­ sentlichen Kern der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung soll daher auch solche Abwandlungen und Modifizierungen um­ fassen, soweit sie sich unter den Gegenstand der Patentan­ sprüche und deren Äquivalente subsumieren lassen.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung eines keramischen Verbundwerk­ stoffes, der im wesentlichen aus Siliciumcarbid (SiC) und Alumini­ umnitrid (AlN) besteht und insbesondere für den Einsatz als Armierung, Bewehrung oder Panzerung bestimmt ist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: pulverförmiges Siliciumcarbid wird mit pulverförmigem Aluminiumnitrid vermischt; und das erhaltene Pulvergemisch wird unter mechanischem Druck etwa 4 bis 6 Stunden lang bei einer Temperatur zwischen 1600 bis 1800°C heiß gepreßt; oder das erhaltene Pulvergemisch wird bei einer Temperatur zwischen 1800 und 2300°C gesintert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißpressung bei einer Temperatur von etwa 1700°C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißpressung bei einem Druck von etwa 14 MN/m² (Mega- Newton pro m² entspr. etwa 2000 psi) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung unter mechanischem Druck durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung bei einem Druck von etwa 14 MN/m² (Mega- Newton pro m² entspr. etwa 2000 psi) durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Siliciumcarbidpulver mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 5 µm verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aluminiumnitridpulver mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 5 µm verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Pulvergemisch gearbeitet wird, das zu 1 bis 99 Gewichtsprozent aus Siliciumcarbidpulver besteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Pulvergemisch gearbeitet wird, das zu 75 bis 95 Gewichtsprozent aus Siliciumcarbidpulver besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch innerhalb einer Form zu einer Platte oder Fliese geformt wird; und die Heißpressung oder Sinterung an diesem platten- oder fliesenförmigen Formling durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein keramischer Verbundwerkstoff erzeugt wird, der wenigstens teilweise in Form einer festen Lösung aus Siliciumcarbid und Aluminiumnitrid vorliegt.
12. Armierung, Bewehrung oder Panzerung, insbesondere für ein Kampffahrzeug, die im wesentlichen aus einem keramischen Verbundwerk­ stoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 erhältlich ist.
13. Armierung, Bewehrung oder Panzerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stück der Armierung oder dergleichen mehrmals von einem Geschoß getroffen werden kann, ohne zu zerspringen oder sonstwie zerstört zu werden (Mehrfach-Aufprall- Belastbarkeit).
14. Armierung, Bewehrung oder Panzerung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung oder dergleichen hohe Zähigkeit aufweist.
15. Armierung, Bewehrung oder Panzerung nach einem der An­ sprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung oder dergleichen mit hoher Geschwindigkeit auftreffende Geschoße abzulenken vermag.
16. Hochtemperaturbeständiges und verschleißfestes Werk­ stück, insbesondere in Form einer platten- oder flie­ senförmigen Armierung, eines Schneidwerkzeugs, einer Düse, eines abriebbeständigen Gegenstandes oder derglei­ chen, wobei das Werkstück aus einem keramischen Verbundwerk­ stoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 erhältlich ist.
DE19904000298 1989-01-09 1990-01-08 Verfahren zur Herstellung eines keramischen Verbundwerkstoffes und daraus erhältliche Erzeugnisse Withdrawn DE4000298A1 (de)

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