DE4201240A1 - Formkoerper aus reaktionsgebundenem siliziumkarbid - Google Patents
Formkoerper aus reaktionsgebundenem siliziumkarbidInfo
- Publication number
- DE4201240A1 DE4201240A1 DE4201240A DE4201240A DE4201240A1 DE 4201240 A1 DE4201240 A1 DE 4201240A1 DE 4201240 A DE4201240 A DE 4201240A DE 4201240 A DE4201240 A DE 4201240A DE 4201240 A1 DE4201240 A1 DE 4201240A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- silicon carbide
- silicon
- grain size
- vol
- volume
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/65—Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
- C04B35/573—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained by reaction sintering or recrystallisation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Formkörper aus reaktionsgebundenem Siliziumkarbid
und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Formkörpers.
PA
PA
Formkörper aus Siliziumkarbid werden wegen ihrer guten Eigenschaften, wie ho
he Festigkeit, chemische Beständigkeit und gute Wärmeleitfähigkeit, in vie
len Bereichen der Technik verwendet. Reaktionsgebundenes, mit Silizium in
filtriertes Siliziumkarbid besitzt zudem einen hohen Widerstand gegen Ver
schleiß und eine gute Korrosionsbeständigkeit, da es sich hier um einen na
hezu porenfreien, gasdichten Werkstoff handelt. Der Gehalt an freiem Sili
zium in beträchtlicher Menge von 10 bis 20% schränkt seine Einsatzfähigkeit
bei Temperaturen im Bereich des Schmelzpunktes von Silizium und oberhalb ein.
Für den Hochtemperaturbereich wird daher vorzugsweise gesintertes Silizium
karbid eingesetzt, dessen Restporösität gering ist, üblicherweise zwischen 1
und 5%, und zwar bei kleinen Porengrößen. Der Angriff korrosiver Medien ist
folglich auch hier erschwert, so daß der Werkstoff bereits eine recht gute
Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit besitzt. Die maximale Ein
satztemperatur liegt bei ca. 1600 - 1650°C. Das Sintern von Siliziumkarbid er
folgt allerdings unter einer erheblichen Volumenänderung (Schwindung), was
die Herstellung von Großbauteilen aus derartigen Sinterprodukten schwierig
oder gar unmöglich macht. Darüber hinaus können die Sinterhilfsstoffe die
Hochtemperaturfestigkeit oberhalb von etwa 1300°C deutlich absenken.
Weiterhin ist bekannt, im Hochtemperaturbereich Formkörper aus rekristalli
siertem Siliziumkarbid zu verwenden. Rekristallisiertes Siliziumkarbid ist ein
poröser, relativ grobkörniger Werkstoff. Er entsteht durch einen Hochtempera
turbrand, der nahezu ohne Änderung der äußeren Form, also ohne Schwindung ab
läuft. Eine Porosität zwischen 20 und 25% und eine Porengröße bis in den mm-
Bereich führen zu einem schlechten Korrosionsverhalten. Vorstehendes ist be
kannt, beispielsweise aus R. Röttenbacher und W.Heider, Siliciuminfiltriertes
Siliciumcarbid - ein Siliciumcarbid-Verbund-Werkstoff, in Technische Keramik,
Jahrbuch 1. Ausgabe, Vulkan Verlag, Essen 1988.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Formkörper aus reaktionsgebunde
nem Siliziumkarbid zu schaffen, der im Hochtemperaturbereich einsetzbar ist
und ein gutes Korrosionsverhalten zeigt.
Diese Aufgabe wird gemäß dem Anspruch 1 dadurch gelöst, daß der Formkörper aus
reaktionsgebundenem Siliziumkarbid ein durch Siliziuminfiltration und nach
folgende Rekristallisation modifiziertes Gefüge mit einer im wesentlichen ge
schlossenen Porosität von < 8 Vol.-% bei einem Porendurchmesser < 70 µm be
sitzt, die gegebenenfalls ganz oder teilweise mit einem Restanteil an freiem
Silizium gefüllt sind.
Hierdurch wird ein Formkörper aus reaktionsgebundenem Siliziumkarbid geschaf
fen, dessen Gefügeaufbau zunächst durch eine Silicierung zu einem reaktions
gebundenen, mit Silizium infiltrierten Siliziumkarbid bestimmt ist und durch
eine anschließende Rekristallisation dann derart modifiziert ist, daß der An
teil an freiem Silizium gegenüber dem SiSiC-Werkstoff wesentlich reduziert
oder gegebenenfalls auch entfernt ist und die ursprünglich offene Porosität in
eine im wesentlichen geschlossene Porosität umgewandelt ist. Ein Restanteil an
freiem Silizium kann dann einzelne geschlossene Poren füllen, so daß bei Tem
peraturen über dem Schmelzpunkt von Silizium, also über ca. 1400°C, keine Si
lizium-Ausschwitzungen auftreten. Die max. Einsatztemperatur liegt bei ca.
1800°C, wobei die Hochtemperaturfestigkeit nicht absinkt. Gegenüber dem re
kristallisierten Siliziumkarbid ist eine wesentlich geringere innere Oxida
tion zu beobachten.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Rekristallisation
im wesentlichen ohne Schwindung abläuft. Der rekristallisierte SiSiC-Werk
stoff eignet sich daher auch besonders für die Herstellung großformatiger,
komplexer Bauteile. Formkörper sind demzufolge sehr dicht und können spezi
fische Gewichte < 2,8 g/cm3, insbesondere < 3,0 g/cm3 besitzen.
Durch die Wahl der Korngrößenverteilung des verwendeten Siliziumkarbidpul
vers hinsichtlich oberer Korngröße, Breite der Korngrößenverteilung und Fest
legung der jeweiligen Anteile der Kornfraktionen am Gesamtvolumen kann die
Porosität des Grünköpers beeinflußt werden. Sofern der Grünkörper auf diese
Weise mit einer hohen Packungsdichte der Siliziumkarbidkörner und folglich
sehr feinen Porenkanälen ausgebildet ist, kann durch eine Rekristallistion
des SiC/Si-Verbundkörpers der Restanteil an freiem Silizium insbesondere auf
weniger als 3 Vol.-% gesenkt werden. Die geringen Distanzen für den Mate
rialtransport beim Rekristallisationsprozeß begünstigen wohl auch die Bil
dung einer geschlossenen Porosität. Zur Bildung eines SiC/Si-Verbundkörpers
mit feinen Si-gefüllten Kanälen kann ein pulvriges Siliziumkarbid mit einer
im wesentlichen lückenlosen Korngrößenverteilung über mehr als zwei Zehner
potenzen der Korngrößen hinaus bei einer oberen Korngröße von mindestens 150
µm verwendet werden, wobei innerhalb der Korngrößenverteilung der Anteil V
für jede wählbare Kornfraktion am Gesamtvolumen in % bestimmt ist durch
mit Dmax bzw. Dmin gleich der maximalen bzw. minimalen Korngröße der ge
wählten Fraktion in µm. Die vorstehend genannte Beziehung gilt dabei vor
zugsweise für gewählte Kornfraktionen über mindestens eine drei zehntel
Zehnerpotenz der Korngrößen, vorzugsweise eine halbe Zehnerpotenz. Eine
hierfür bevorzugte Korngrößenverteilung kann wie folgt gewählt werden: Korn
größenbereich 0,1 bis 30 µm, 45 bis 65 Vol.-%, vorzugsweise 46 bis 56
Vol.-%; Korngrößenbereich 30 bis 100 µm, 20 bis 35 Vol.-%, vorzugsweise 22
bis 30 Vol.-%; und Korngrößenbereich über 100 µm (obere Korngröße im Bereich
150 bis 300 µm), 15 bis 35 Vol.-%, vorzugsweise 18 bis 30 Vol.-%.
Die Rekristallisation kann durchgeführt werden bei Temperaturen von 1950°C
bis 2300 °C unter Ausschluß von Sauerstoff mit 0,3 bis 1,0 bar. Bei der ge
nannten Temperatur findet aufgrund der damit verbundenen Verringerung der
Oberflächenenergie eine Umwandlung der dreidimensional vernetzten zylindri
schen Poren in isolierte statt. Der dazu notwendige Materialtransport erfolgt
wahrscheinlich über Lösungs- Ausscheidungsreaktion von Kohlenstoff mit Sili
zium als Lösungsmittel oder über Verdampfung und Sublimation. Das Vorliegen
feiner Porenkanäle im reaktionsgebundenen Siliziumkarbid begünstigt den für
die Rekristallisation notwendigen Materialtransport.
Der Gegenstand des Anspruchs 5 erlaubt die Herstellung eines reaktionsgebun
denen, mit Silizium infiltrierten Werkstoffs als Zwischenprodukt für eine Re
kristallisation, das eine zunächst offene Porosität besitzt, wobei die Poren
radien < 50 µm einstellbar sind.
Beim Gegenstand des Anspruchs 8 wird zur Herstellung von Formkörpern aus re
aktionsgebundenem Siliziumkarbid unter Anwendung eines keramischen Formge
bungsverfahrens zur Herstellung eines Grünkörpers und eines ersten Wärmebe
handlungsschritts zum Brennen des Grünkörpers im Kontakt mit flüssigem oder
gasförmigem Silizium im Überschuß derart gearbeitet, daß nach dem Silicieren
ein zweiter Wärmebehandlungsschritt zum Rekristallisieren bei 1950 bis 2300 °C
unter Ausschluß von Sauerstoff mit 0,3 bis 1,0 bar durchgeführt wird. Mittels
zweier nacheinander angewendeter Wärmebehandlungsschritte wird aus einem
Grünkörper ein Formkörper geschaffen, der die vorstehend beschriebenen Vor
teile aufweist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß bei diesem Verfahren auf
Sinteradditive verzichtet werden kann, die das Eigenschaftsprofil des Formkör
pers negativ beeinflussen können.
Der Gegenstand des Anspruchs 10 vereinfacht die Formung von Großbauteilen ins
besondere von zwei- und dreidimensional großformatigen Bauteilen und/oder
komplizierten Körpergestaltungen unter Verwendung des Schlickergießverfah
rens.
Die Gegenstände der Ansprüche 11 bis 16 geben vorteilhafte Weiterbildungen des
Verfahrens zur Herstellung von Grünkörpern nach dem Schlickergießverfah
ren an, die durch Silicieren und Rekristallisieren weiterverarbeitet werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und
den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein Formkörper aus reaktionsgebundenem Siliziumkarbid besitzt einen Gefüge
aufbau, der durch zwei thermische Behandlungen modifiziert ist, wobei zur
Formgebung eines Grünkörpers alle üblichen Verfahren, wie Schlickergießen,
Strangpressen, Trockenpressen, isostatisches Pressen aber auch Foliengießen
und Spritzguß eingesetzt worden sein können.
Nachfolgend werden die Gefügebestandteile eines Formkörpers aus einem rekri
stallisierten SiSiC-Verbundwerkstoff beschrieben: Ein Gefügebestandteil ist
primär und sekundär gebildetes Siliziumkarbid. Das sekundäre Siliziumkarbid
ist während eines ersten Wärmebehandlungsschrittes, einem Silicieren, durch
Umwandlung von kolloidalem Kohlenstoff im Kontakt mit flüssigem oder gasförmi
gem Silizium entstanden. Ein weiterer Gefügebestandteil ist freies Silizium.
Dieses freie Silizium hat bei einem Silicieren mit Silizium im Überschuß als
überschüssiges Silizium Poren gefüllt, die während des ersten Wärmebehand
lungsschrittes durchströmbar waren. Nach einem zweiten Wärmebehandlungs
schritt, einem Rekristallisieren, beträgt der Restanteil an freiem Silizium <
8 Vol.-%, vorzugsweise < 5 Vol.-%. Von einer dem Gefüge zugrundeliegenden Ar
beitsmasse können noch unwesentliche Restanteile, wie beispielsweise dichter
Kohlenstoff, im Gefüge auftauchen. Der Gehalt derartiger Restbestände liegt
unter 1 Vol.-%.
Ein weiterer Gefügebestandteil ist schließlich die Porosität. Das rekristal
lisierte Gefüge besitzt eine im wesentlichen geschlossene Porosität, vor
zugsweise nur geschlossen, mit einem Porenvolumenanteil von < 8%. Sofern
ein Restanteil an freiem Silizium eingebaut ist, füllt dieser die Poren, wobei
alle oder ein Teil der Poren mit freiem Silizium gefüllt sein können. Dabei
liegt der Porendurchmesser bei Werten < 70 µm. Das spezifische Gewicht eines
rekristallisierten SiSiC-Verbundwerkstoffs mit dem vorstehend beschriebenen
Gefüge liegt bei < 2,8 g/cm3, vorzugsweise < 3,0 g/cm3.
Das rekristallisierte Gefüge wird erhalten durch ein Rekristallisieren eines
mit Silizium im Überschuß silicierten Grünkörpers bei 1950 bis 2300°C unter
Ausschluß von Sauerstoff, vorzugsweise unter Schutzgas, mit Drucken von 0,3
bis 1,0 bar. Der Restanteil an freiem Silizium ist dann vorzugsweise auf einen
Teil der geschlossenen Poren verteilt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird zur Bildung eines Grünkör
pers als Vorstufe für die Schaffung eines Formkörpers mit dem erfindungsge
mäßen Gefüge ein pulvriges Siliziumkarbid mit einer im wesentlichen lücken
losen Korngrößenverteilung über mehr als zwei Zehnerpotenzen der Korngrößen
hinaus bei einer oberen Korngrenze von mindestens 150 µm verwendet, wobei
innerhalb der Korngrößenverteilung der Anteil V für jede wählbare Kornfrak
tion am Gesamtvolumen in % bestimmt ist durch
mit Dmax bzw. Dmin gleich der maximalen bzw. minimalen Korngröße der ge
wählten Fraktion in µm. Die vorstehend genannte Beziehung gilt dabei vor
zugsweise für gewählte Kornfraktionen über mindestens eine halbe Zehnerpo
tenz der Korngrößen. Desweiteren sind gegebenenfalls vorhandene Lücken im
Korngrößenspektrum kleiner als eine zwei zehntel Zehnerpotenz der Korngrößen
vorzugsweise kleiner als eine zehntel Zehnerpotenz. Besonders bevorzugt ist
eine lückenlose, kontinuierliche Korngrößenverteilung, wobei die Kontinuität
durch die vorstehende Beziehung beschrieben wird. Eine hierzu bevorzugte
Korngrößenverteilung für ein Siliziumkarbidpulver kann wie folgt gewählt
werden: Korngrößenbereich 0,1 bis 30 µm, 45 bis 65 Vol.-%, vorzugsweise 48
bis 56 Vol.-%; Korngrößenbereich 30 bis 100 µm, 20 bis 35 Vol.-%, vorzug
sweise 22 bis 30 Vol.-%; und Korngrößenbereich über 100 µm (obere Korngröße
im Bereich 150 bis 300 µm), 15 bis 35 Vol.-%, vorzugsweise 18 bis 30 Vol.-%.
Ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus reaktionsgebundenem und
rekristallisiertem Siliziumkarbid, insbesondere zur Herstellung eines Form
körpers mit dem vorstehend beschriebenen Gefüge, wird zur Formung des Grün
körpers nach dem Schlickergießverfahren gearbeitet.
Die hierzu eingesetzte Arbeitsmasse besteht aus Siliziumkarbid, kolloidalem
Kohlenstoff, Hilfsstoffen und einem flüssigen Medium. Das als Ausgangsmate
rial verwendete Siliziumkarbid wird eingesetzt mit einer Korngrößenvertei
lung, wie sie vorstehend in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel für einen
Grünkörper beschrieben wurde.
Die Rezeptur für eine Schlickergießmasse umfaßt einen derartigen Siliziumkar
bidanteil von mindestens 70 Gew.-%, einen Anteil an kolloidalem Kohlenstoff
von etwa 5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 8 bis 12 Gew.-%, einen Wasseranteil von
weniger als 28 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 22 Gew.-%, und einen An
teil an Hilfsstoffen von 0,3 bis 1,5 Gew.-%.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Volumenanteile für Si
liziumkarbid mit einer oberen Korngröße im Bereich zwischen 150 und 300 wie
folgt gewählt:
0,1 bis 30 µm
45 bis 65 Vol.-%, vorzugsweise 46 bis 56 Vol.-%
45 bis 65 Vol.-%, vorzugsweise 46 bis 56 Vol.-%
30 bis 100 µm
20 bis 35 Vol.-%, vorzugsweise 22 bis 30 Vol.-%
20 bis 35 Vol.-%, vorzugsweise 22 bis 30 Vol.-%
über 100 µm
15 bis 35 Vol.-%, vorzugsweise 18 bis 30 Vol.-%.
15 bis 35 Vol.-%, vorzugsweise 18 bis 30 Vol.-%.
Der kolloidale Kohlenstoff wird vorzugsweise mit Partikelgrößen < 3 µm ein
gesetzt.
Die Hilfsstoffe umfassen einen Verflüssiger und einen Binder. Als Verflüssi
ger kann ein Sulfonat zyklischer organischer Verbindungen verwendet werden,
das vorzugsweise mit einem alkalischen Elektrolyt gemischt ist. Der Anteil des
Verflüssigers beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gew.%. Als Binder kann ein
Polysaccharid verwendet werden, wobei der Anteil vorzugsweise 0,3 bis 1,0
Gew.-% beträgt.
Das Litergewicht einer solchen Schlickergießmasse liegt über 2000 g, vor
zugsweise über 2300 g. Der pH-Wert des Schlickers liegt über 8, vorzugsweise
über 9,5. Der so erhaltene Schlicker wird in eine Gipsform gegossen, wobei
nach dem Hohl- oder Vollgußverfahren gearbeitet werden kann. Nach einer be
stimmten Standzeit, wobei in einer 1/4 h eine Scherbenstärke von ca. 8 mm er
reicht wird, wird der Grünkörper ausgeformt und danach getrocknet. Die er
zielbare Gründichte liegt über 2,0 g/cm3, vorzugsweise über 2,3 g/cm3. Dann
wird in bekannter Weise der Grünkörper im Kontakt mit Silizium erhitzt, wo
durch der Kohlenstoff in Siliziumcarbid umgewandelt wird und gleichzeitig die
Poren mit metallischem Silizium gefüllt werden.
Silizium wird im Überschuß angeboten, so daß, nachdem aller Kohlenstoff zu
Siliziumcarbid abreagiert ist, überschüssiges Silizium die Poren füllt.
Nach Beendigung dieses ersten Wärmebehandlungsschrittes erfolgt ein zweiter
Wärmebehandlungsschritt zum Rekristallisieren bei 1950 bis 2300°C unter Aus
schluß von Sauerstoff mit 0,3 bis 1,0 bar. Dieser zweite Wärmebehandlungs
schritt erfolgt über eine Zeitspanne von 0,5 bis 2h.
Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele des Formkörpers kann das Siliziumkarbid
gezielt ersetzt sein durch Kohlenstoff bis zu 15 Vol.-% oder durch Hartstoffe,
wie Titankarbid, Titannitrid, Wolframkarbid und dergl., bis zu etwa 8 Vol.-%.
Das Eigenschaftsprofil des Formkörpers läßt sich auf diese Weise ändern. Insbe
sondere durch einen Kohlenstoffanteil kann der Elastizitäts-Modul reduziert
werden, d. h. die Sprödigkeit wird verringert. Zur Bildung eines solchen Form
körpers aus einem reaktionsgebundenen, mit Silizium infiltriertem Silizium
karbid-Formkörpers wird der Formkörper aus einer Arbeitsmasse hergestellt, der
der Kohlenstoff und/oder die Hartstoffe vorzugsweise mit dem gleichen Korn
größenspektrum wie das Siliziumkarbid zugesetzt werden. In einer anderen Aus
führungsform können auch nur bestimmte Kornfraktionen von Siliziumkarbid durch
Kohlenstoff und/oder Hartstoffe bis zu den genannten Vol.-%en ersetzt sein.
Claims (16)
1. Formkörper aus reaktionsgebundenem Siliziumkarbid, gekennzeichnet
durch ein durch Siliziuminfiltration und nachfolgende Rekristallisation mo
difiziertes Gefüge mit einer im wesentlichen geschlossenen Porosität von < 8
Vol.-% bei einem Porendurchmesser < 70 µm, die gegebenenfalls ganz oder teil
weise mit einem Restanteil an freiem Silizium gefüllt ist.
2. Formkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ausschließlich
geschlossene Porosität und einem spezifischen Gewicht < 2,8 g/cm3.
3. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Restanteil an freiem Silizium < 5 Vol.-% ist.
4. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gefüge bei 1950° bis 2300°C unter Ausschluß von Sauerstoff mit 0,3
bis 1,0 bar rekristallisiert ist.
5. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
das das silicierte Gefüge ein Siliziumkarbid mit einer im wesentlichen lük
kenlosen Korngrößenverteilung über mehr als zwei Zehnerpotenzen der Korn
größen hinaus bei einer oberen Korngrenze von mindestens 150 µm enthält,
wobei innerhalb der Korngrößenverteilung der Anteil V für jede wählbare
Kornfraktion am Gesamtvolumen in % bestimmt ist durch
mit Dmax bzw. Dmin gleich der maximalen bzw. minimalen Korngröße der ge
wählten Fraktion in µm.
6. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Siliziumkarbid teilweise ersetzt ist durch Kohlenstoff bis zu 15
Vol.-% oder durch Hartstoffe bis zu 8 Vol.-%.
7. Formkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das der Anteil
an Kohlenstoff und/oder Hartstoffen ein Korngrößenspektrum entsprechend dem
für Siliziumkarbid aufweist oder bestimmte Kornfraktionen von Siliziumkarbid
ersetzt.
8. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus reaktionsgebundenem
Siliziumkarbid, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, unter Anwendung
eines keramischen Formgebungsverfahrens zur Herstellung eines Grünkörpers und
eines ersten Wärmebehandlungsschrittes zum Brennen des Grünkörpers im Kontakt
mit flüssigem oder gasförmigem Silizium im Überschuß, dadurch gekennzeichnet,
daß nach einem Silicieren ein zweiter Wärmebehandlungsschritt zum Rekristal
lisieren bei 1950° bis 2300°C unter Ausschluß von Sauerstoff mit 0,3 bis 1,0
bar durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Wärmebehandlungsschritt über eine Zeitspanne von 0,5 bis 2h durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Bildung eines Grünkörpers nach dem Schlickergießverfahren gearbeitet wird und
der Schlicker einen Siliziumkarbidanteil von mindestens 70 Gew.-%, einen kol
loidalen Kohlenstoffanteil von etwa 5 bis 15 Gew.-%, einen Wasseranteil von
weniger als 28 Gew.-% und einen Anteil an Hilfsstoffen enthält.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Korngrö
ßenbereich 0,1 bis 30 µm der Gehalt an Siliziumkarbid 45 bis 65 Vol.-%, vor
zugsweise 46 bis 56 Vol.-%, im Korngrößenbereich 30 bis 100 µm der Gehalt an
Siliziumkarbid 20 bis 35 Vol.-%, vorzugsweise 22 bis 30 Vol.-%, und im Korn
größenbereich über 100 µm der Gehalt an Siliziumkarbid 15 bis 35 Vol.-%, vor
zugsweise 18 bis 30 Vol.-%, beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gehalt an kolloidalem Kohlenstoff im Bereich zwischen 8 und 12 Gew.-% liegt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Partikelgröße des kolloidalen Kohlenstoffs < 3 µm beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anteil der Hilfsstoffe 0,3 bis 1,5 Gew.-% beträgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Schlicker als Hilfsstoffe 0,1 bis 0,5 Gew.-% Verflüssiger und 0,3 bis
1 Gew.-% Binder zugesetzt werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß als Verflüssiger ein Sulfonat zyklischer organischer Verbindungen ge
mischt mit einem alkalischen Elektrolyt und als Binder ein Polysaccharid ent
hält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4201240A DE4201240C3 (de) | 1991-12-24 | 1992-01-18 | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers und Formkörper aus Siliciumcarbid |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4143048 | 1991-12-24 | ||
DE4201240A DE4201240C3 (de) | 1991-12-24 | 1992-01-18 | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers und Formkörper aus Siliciumcarbid |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4201240A1 true DE4201240A1 (de) | 1993-07-01 |
DE4201240C2 DE4201240C2 (de) | 1995-02-09 |
DE4201240C3 DE4201240C3 (de) | 1997-05-22 |
Family
ID=6448179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4201240A Expired - Fee Related DE4201240C3 (de) | 1991-12-24 | 1992-01-18 | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers und Formkörper aus Siliciumcarbid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4201240C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117886609A (zh) * | 2024-03-15 | 2024-04-16 | 广东佛山市陶瓷研究所控股集团股份有限公司 | 一种碳化硅陶瓷材料及其制备方法和应用 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19730741C1 (de) * | 1997-07-17 | 1998-11-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Herstellung von Leichtbauteilen und ein solches Bauteil für den Einsatz im Weltraum |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1646631A1 (de) * | 1966-03-07 | 1971-07-15 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Koerper aus Siliciumkarbid und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE2837900B2 (de) * | 1978-08-30 | 1980-10-23 | Norton Co., Worcester, Mass. (V.St.A.) | Verfahren zur Herstellung von SiIiciumcarbidformkörpern |
EP0372708A1 (de) * | 1988-11-10 | 1990-06-13 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Verfahren zur Herstellung eines Körpers auf Siliciumcarbidbasis |
-
1992
- 1992-01-18 DE DE4201240A patent/DE4201240C3/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1646631A1 (de) * | 1966-03-07 | 1971-07-15 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Koerper aus Siliciumkarbid und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE2837900B2 (de) * | 1978-08-30 | 1980-10-23 | Norton Co., Worcester, Mass. (V.St.A.) | Verfahren zur Herstellung von SiIiciumcarbidformkörpern |
EP0372708A1 (de) * | 1988-11-10 | 1990-06-13 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Verfahren zur Herstellung eines Körpers auf Siliciumcarbidbasis |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117886609A (zh) * | 2024-03-15 | 2024-04-16 | 广东佛山市陶瓷研究所控股集团股份有限公司 | 一种碳化硅陶瓷材料及其制备方法和应用 |
CN117886609B (zh) * | 2024-03-15 | 2024-05-28 | 广东佛山市陶瓷研究所控股集团股份有限公司 | 一种碳化硅陶瓷材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4201240C3 (de) | 1997-05-22 |
DE4201240C2 (de) | 1995-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0817723B1 (de) | Verfahren zur herstellung von schwindungsangepassten keramik-verbundwerkstoffen | |
DE3210987C2 (de) | ||
DE4437558C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines hochfesten isotropen Graphitformkörpers und Kolbenbauteil für Ottomotoren, bestehend aus hochfestem isotropem Graphit | |
DE3734274A1 (de) | Elektrisch isolierender, keramischer, gesinterter koerper | |
DE3127649A1 (de) | Dichtgesinterter siliciumcarbid-keramikkoerper | |
DE2651605A1 (de) | Metallkeramik- und keramikmassen mit hoher temperaturbestaendigkeit, verfahren zu ihrer herstellung und beschichtete gegenstaende, die diese massen enthalten | |
DE2627856A1 (de) | Gesinterter siliziumkarbid-koerper und verfahren zu dessen herstellung | |
DE3708844C2 (de) | ||
DE2923729C2 (de) | ||
DE2900440A1 (de) | Fluessiges sinterhilfsmittel und verfahren zur herstellung keramischer sinterkoerper damit | |
AT394039B (de) | Sinterformkoerper | |
EP0317701A1 (de) | Feuerfestmaterial und Verfahren zur Herstellung desselben | |
DE3819560C2 (de) | ||
EP0064606B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines homogenen Siliciumcarbid-Formkörpers | |
DE4201240A1 (de) | Formkoerper aus reaktionsgebundenem siliziumkarbid | |
DE4243864C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Siliciumcarbid | |
DE2330595C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Siliciumnitrid-Formkörpern | |
EP0005198B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines dichten keramischen Materials mit einem Gehalt an hochreinem Mullit | |
DE3709137C2 (de) | ||
DE3603331A1 (de) | Siliciumcarbid-sintererzeugnis und verfahren zu dessen herstellung | |
DE3813279C2 (de) | ||
EP0045518B1 (de) | Dichter, Yttriumoxid enthaltender Formkörper aus Siliziumnitrid und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2434142A1 (de) | Widerstandsmaterial fuer eine glasvergossene zuendkerze | |
DE3839701C2 (de) | ||
DE4418945A1 (de) | Siliciumgranulat zum Silicieren von Bauteilen aus Kohlenstoff oder Siliciumcarbid/Kohlenstoff-Mischungen, Verfahren zur Herstellung des Siliciumgranulats und Verfahren zur Herstellung von siliciuminfiltrierten Siliciumcarbid-Bauteilen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
D4 | Patent maintained restricted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |