DE4000298A1 - Verfahren zur Herstellung eines keramischen Verbundwerkstoffes und daraus erhältliche Erzeugnisse - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines keramischen Verbundwerkstoffes und daraus erhältliche ErzeugnisseInfo
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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.
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.
Applications Claiming Priority (1)
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