DE4418945A1

DE4418945A1 - Siliciumgranulat zum Silicieren von Bauteilen aus Kohlenstoff oder Siliciumcarbid/Kohlenstoff-Mischungen, Verfahren zur Herstellung des Siliciumgranulats und Verfahren zur Herstellung von siliciuminfiltrierten Siliciumcarbid-Bauteilen

Info

Publication number: DE4418945A1
Application number: DE4418945A
Authority: DE
Inventors: Peter Goerl; Hermann Kaiser
Original assignee: Ceramtec GmbH
Current assignee: Ceramtec GmbH
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2014-06-01
Also published as: DE4418945C2; CZ169394A3; CZ290144B6

Description

Die Erfindung betrifft Siliciumgranulat zum Silicieren von Formkörpern aus Kohlenstoff oder Siliciumcarbid/Kohlenstoff- Mischungen, ein Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Siliciumgranulat sowie ein Verfahren zur Herstellung von siliciuminfiltrierten Siliciumcarbid-Bauteilen mit dem be schichteten Siliciumgranulat.

Unter den nichtoxidischen Hochleistungskeramiken stellen Siliciumcarbid-Werkstoffe eine besonders wichtige und aus sichtsreiche Werkstoffgruppe dar. Wegen der Kombination ihrer herausragenden Stoffeigenschaften, wie Härte, Ver schleißfestigkeit, Hochtemperaturfestigkeit, Beständigkeit gegen die meisten Säuren und Laugen sowie guten Gleit eigenschaften, werden Siliciumcarbid-Werkstoffe für Gleit ringe, Lager, Gleitringdichtungen, Brenner, Wärmetauscher und andere Zwecke verwendet.

Beim Silicierungsverfahren kann ein Formkörper aus Kohlen stoff durch Infiltrieren, häufig auch als Reaktionssintern bezeichnet, bei hohen Temperaturen in Gegenwart von Silicium ganz oder teilweise zu Siliciumcarbid reagieren, und durch weiteres Infiltrieren von Silicium können die Poren des Formkörpers geschlossen werden. Ferner kann beim Silicierungs verfahren ein Formkörper aus einer Mischung von Silicium carbid und Kohlenstoff durch Infiltrieren in Gegenwart von Silicium gebrannt werden. Flüssiges Silicium dringt in den Formkörper ein und reagiert mit dem Kohlenstoff unter Bildung von neuem Siliciumcarbid. Das Infiltrieren kann unter Vakuum ab etwa 1400°C, vorteilhaft bei 1600°C bis 1800°C oder unter Schutzgas, z. B. Argon, bei Temperaturen bis 2200°C durchgeführt werden. Das Infiltrieren hat den Vorteil, daß keine oder nahezu keine Schwindung auftritt.

Bei einem häufig verwendeten Silicierungsverfahren werden üblicherweise die zu silicierenden Formkörper auf Brenn hilfsmittel, z. B. Ringe, Platten oder Prismen, aus demselben oder einem ähnlichen bereits silicierten Material gestellt. Die Brennhilfsmittel sind auf einer Brennplatte des Brennofens angeordnet; zwischen den Brennhilfsmitteln ist das Silicium granulat verteilt. Bei Temperaturen oberhalb etwa 1400°C schmilzt das Silicium. Das flüssige Silicium dringt durch die Poren der Brennhilfsmittel hindurch in die Formkörper, so daß die auf die Brennhilfsmittel gesetzten Formkörper mit flüssigem Silicium infiltriert werden.

Dieses Verfahren ist mit einigen gravierenden Nachteilen be haftet. So wird trotz Verwendung der Brennhilfsmittel nicht immer ein direkter Kontakt von flüssigem Silicium und den zu silicierenden Formkörpern ausgeschlossen. Dies kann zu Riß bildungen im Formkörper führen. Der direkte Kontakt von flüssigem Silicium und Formkörpern kann außerdem zu groß flächigen Siliciumanhaftungen am Formkörper oder Verklebungen von Formkörper, Brennhilfsmitteln und Brennplatte führen, die nur mit größerem zeitlichen Aufwand und erhöhter Aus fallrate zu entfernen sind.

Ferner kann von der Brennplatte herablaufendes flüssiges Silicium den Brennofen, insbesondere seine Isolierung, be schädigen. Das herabgelaufene Silicium steht außerdem nicht mehr zum Silicieren der Formkörper zur Verfügung, so daß nicht vollständig silicierte Bauteile erhalten werden. Durch größere Ansammlungen von flüssigem Silicium auf der Brennplatte werden diese stark beansprucht und zerbrechen leicht. Gleiches gilt, wenn die Brennhilfsmittel an der Brennplatte anbacken.

Nach dem Silicierungsverfahren können beim Trennen der Bau teile von den Brennhilfsmitteln die Bauteile durch Abplatzungen besonders an den Kanten beschädigt oder ganz zerstört werden. Ferner ist diese Trennung arbeitsintensiv. Die unbedingt er forderliche Verwendung von Brennhilfsmitteln bringt weitere Nachteile mit sich. Erstens ist die Herstellung von Brenn hilfsmitteln notwendig, was relativ aufwendig ist. Zweitens nehmen die Brennhilfsmittel Platz im Brennofen in Anspruch, so daß keine optimale Ausnutzung der Ofenkapazität möglich ist. Drittens wird das Setzverfahren der Formkörper auf den Brennplatten aufwendiger.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Silicium granulat zur Verfügung zu stellen, mit dem eine höhere Aus beute an einwandfrei silicierten Bauteilen erreicht werden kann und das den Brennofen vor Beschädigungen durch flüssi ges Silicium schützt. Ferner soll es ein Silicierungsver fahren ermöglichen, bei dem Brennhilfsmittel nicht erforder lich sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Siliciumgranulat gelöst, dessen Teilchen mit einer Beschichtung versehen sind, die Kohlen stoff oder ein kohlenstoffliefernde Verbindung und ein Bindemittel enthält. Bevorzugte Ausführungsformen sind den Ansprüchen 2 bis 7 zu entnehmen.

Beim Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sili ciumgranulats wird das Siliciumgranulat mit einer Lösung des organischen Bindemittels oder einem flüssigen Bindemittel, mit Kohlenstoff und gegebenenfalls mit Bornitrid gemischt und anschließend getrocknet. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind den Ansprüchen 9 bis 13 zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße beschichtete Siliciumgranulat wird bei Silicierungsverfahren zur Herstellung von siliciuminfiltrier ten Siliciumcarbid-Bauteilen verwendet, bei dem die zu sili cierenden Formkörper aus Kohlenstoff oder Siliciumcarbid/Kohlen stoff-Mischungen auf Brennplatten eines Brennofens angeordnet und durch Brennen mit Silicium infiltriert werden.

Das zu beschichtende Siliciumgranulat kann je nach Rein heitsgrad mehr oder weniger reines Silicium, ein Gemisch von Silicium und Siliciden oder ein Gemisch von Silicium und Metallen zur Silicidbildung enthalten. Im Fall von Gemischen von Silicium und Siliciden kann das Siliciumgranulat bis zu etwa 50 Gew.-% Silicide enthalten. Bei Gemischen von Silicium und Metallen liegt der maximale Gehalt an Metallen deutlich unter 50 Gew.-%. Bevorzugte Metalle zur Silicidbildung und als Bestandteil der Silicide sind Chrom, Wolfram, Hafnium, Zirkonium, Vanadium, Bor, Mangan, Niob, Tantal, Molybdän und Eisen. Das silicidhaltige Siliciumgranulat kann aus einer Mischung von festem Silicium und Silicid oder durch Schmelzen von Silicium und Silicid und anschließendes Brechen und Mahlen des Schmelzkörpers hergestellt werden. Das metall haltige Siliciumgranulat wird aus einer Mischung von Sili cium und Metall hergestellt.

Während der ersten Phase des Silicierbrandes bei Temperaturen bis etwa 400°C zersetzt sich das organische Bindemittel des erfindungsgemäßen beschichteten Siliciumgranulats. Es bleibt Kohlenstoff und, wenn der Beschichtung Bornitrid zugesetzt wird, wie es in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen ist, Bornitrid als Beschichtung der Teilchen zurück. Wenn das Silicium zu schmelzen beginnt, reagiert der Kohlenstoff der Beschichtung mit dem Silicium aus dem Innern der Teil chen zu Siliciumcarbid, das als Hülle, gegebenenfalls zu sammen mit Bornitrid, um das geschmolzene Silicium erhalten bleibt. Das geschmolzene Silicium dringt durch die hochtem peraturfeste, aber durchlässige Beschichtung und kann ent weder direkt oder über poröse Brennhilfsmittel in die Form körpergelangen. Am Schluß des Silicierverfahrens liegen die Beschichtungen als leere Hüllen vor, im folgenden als Schlacke bezeichnet. Wenn das Siliciumgranulat nicht nur Silicium, sondern auch Silicide oder Metalle enthält, die mit dem Sili cium beim Silicierbrand unter Bildung von Siliciden reagieren, liegen die Silicide beim Silicierbrand in geschmolzener oder fester Form vor. Das geschmolzene Silicid dringt mit dem ge schmolzenen Silicium durch die Beschichtung der Teilchen. Festes Silicid wird, sofern die Partikelgröße ausreichend klein ist, von dem geschmolzenen Silicium durch die Beschich tung der Teilchen mitgeführt.

Mit dem erfindungsgemäßen beschichteten Siliciumgranulat wird ein direkter Kontakt von geschmolzenem Silicium und den zu silicierenden Formkörpern während des Silicierbrands ver mieden. Das geschmolzene Silicium dringt durch die Beschich tung langsamer in die Formkörper und reagiert verzögert. Beides führt zu einer Vermeidung von Ausschuß durch Riß bildungen in den silicierten Bauteilen. Es wird eine gleich mäßige Siliciumaufnahme in den Formkörpern erreicht. Ferner werden großflächige Siliciumanhaftungen verhindert, deren Entfernung beim anschließenden Reinigungsprozeß besonders zeitaufwendig ist. Ein weiterer Vorteil der Verwendung des erfindungsgemäßen Siliciumgranulats besteht darin, daß kein Silicium von der Brennplatte ablaufen kann. Somit werden Beschädigungen des Brennofens verhindert sowie keine unvoll ständig silicierten Bauteile produziert, die einem Wieder holungsbrand unterzogen werden müßten. Vorteilhaft ist fer ner, daß beim erfindungsgemäßen Siliciumgranulat keine Brenn hilfsmittel verwendet werden müssen. Damit wird das Setz verfahren einfacher, die Brennofenkapazität kann besser aus genutzt werden; die Herstellung der Brennhilfsmittel sowie die Trennung von Brennhilfsmitteln und silicierten Bauteilen, die zu Beschädigungen oder sogar Zerstörung einzelner Bau teile führen kann, entfällt. Die als Schlacke beim erfindungs gemäßen Siliciumgranulat anfallenden leeren Hüllen lassen sich leicht von den Bauteilen entfernen.

Mit dem erfindungsgemäßen Siliciumgranulat lassen sich alle porösen Formkörper aus Kohlenstoff oder Gemischen aus Sili ciumcarbid und Kohlenstoff silicieren. Die Formkörper können auch aus faserverstärktem Kohlenstoff, z. B. Kohlenstoffaser verstärktem Kohlenstoff (CFC) bestehen. Die zu silicierenden Formkörper können nach üblichen Formgebungsverfahren, wie z. B. Schlickergießen oder Pressen, hergestellt werden. Sie können auch aus Siliciumcarbid unter Beimischung eines car bonisierbaren Bindemittels und Kohlenstoff verdichtet und dann verkokt werden. Durch Drehen, Bohren usw. wird die Geometrie der Formkörper hergestellt.

Der Werkstoff der erfindungsgemäß siliciuminfiltrierten Bau teile umfaßt RBSiC, SiSiC, bei höheren Anteilen an großen Kohlenstoffeinschlüssen CSiSiC oder Gemische von Silicium, Siliciumcarbid und Siliciden (Siliced-SiSiC), wobei die Werkstoffe faserverstärkt sein können. Einige Verwendungs möglichkeiten von Bauteilen aus diesen Werkstoffen wurden bereits eingangs beispielhaft aufgeführt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von sili ciuminfiltrierten Siliciumcarbid-Bauteilen gibt es ver schiedene Möglichkeiten für die Anordnung der Formkörper und des erfindungsgemäßen beschichteten Siliciumgranulats im Brennofen. Bei einer besonders einfachen Anordnung wird auf eine gegebenenfalls mit Bornitrid beschichtete Brenn platte das beschichtete Siliciumgranulat geschüttet, und direkt darauf werden die zu silicierenden Formkörper ge setzt. Die Formkörper können auch in die Schüttung des be schichteten Siliciumgranulats gestellt werden. Bei rohr förmigen Formkörpern kann man das beschichtete Silicium granulat in die auf der Brennplatte angeordneten Formkörper füllen. Ferner ist es möglich, die Formkörper übereinander anzuordnen, wobei sie jeweils durch Schichten des erfindungs gemäßen Siliciumgranulats voneinander getrennt sind. Das erfindungsgemäße Silicierungsverfahren ist besonders vorteil haft bei großen Formkörpern und bei großen Siliciummengen auf einer Brennplatte.

Wenn man an den fertig silicierten Bauteilen keinerlei Schlacke haben will, sind verschiedene Anordnungen möglich, bei denen die zu silicierenden Formkörper durch poröses Material, durch das flüssiges Silicium dringen kann, von dem beschichteten Siliciumgranulat getrennt sind. Beispielsweise kann auf die Brennplatte beschichtetes Siliciumgranulat geschüttet werden, darauf eine poröse Siliciumcarbid-Platte gelegt und auf diese Platte die Formkörper gesetzt werden. Ferner kann das beschichtete Siliciumgranulat in porösen Tiegeln aus Siliciumcarbid enthalten sein, die zwischen den zu silicierenden Formkörper auf der Brennplatte stehen. Schließlich ist es auch möglich, wie bisher Brennhilfsmittel in Kombination mit dem beschichteten Siliciumgranulat zu verwenden, auf denen die Formkörper liegen. In diesem Fall werden zwar nicht die oben im Zusammenhang mit der Durch führung des Verfahrens ohne Brennhilfsmittel genannten Vor teile erreicht. Alle anderen oben genannten Vorteile, wie verbesserte Ausbeute an einwandfrei silicierten Bauteilen und Vermeidung von Beschädigungen des Brennofens, werden aber auch bei dieser Ausführungsform erzielt.

Die Größe der zu beschichtenden Teilchen des Siliciumgranu lats liegt bei mindestens 1 mm, vorzugsweise bei 3 bis 15 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 7 bis 12 mm.

Als Bindemittel können alle Verbindungen verwendet werden, die eine gute Haftung der Beschichtung auf dem Siliciumgra nulat ergeben. Es können anorganische Bindemittel, z. B. Polysilane, oder organische Bindemittel verwendet werden. Bevorzugt werden organische, wasserlösliche Bindemittel ver wendet, da diese aus wäßrigen Lösungen aufgebracht werden können, wodurch keine Umweltprobleme auftreten wie bei or ganischen Lösemitteln. Liegen die Bindemittel in flüssiger Form vor, wie z. B. einige Kunstharze, so braucht kein Löse mittel zugesetzt zu werden. Das Siliciumgranulat kann in diesem Fall direkt mit dem in flüssiger Form vorliegenden Bindemittel gemischt werden, und die übrigen Bestandteile der Beschichtung können anschließend zugesetzt werden.

Vorzugsweise werden wasserlösliche Bindemittel aus der Gruppe der Cellulosederivate, wie z. B. Natriumcarboxymethyl cellulose, verwendet. Besonders geeignet sind die kurz kettigen Cellulosederivate, da sie sich schneller auflösen. Sie wirken gleichzeitig als Verflüssiger, die eine feinere Verteilung des Kohlenstoffs in der Beschichtungsmischung ergeben. Werden andere Bindemittel verwendet, die nicht diese zusätzliche Wirkung haben, so kann mehr Wasser ver wendet werden oder ein Verflüssiger zugesetzt werden, der die Oberflächenladungen der Kohlenstoffteilchen abdeckt.

Je nach der Kettenlänge der Cellulosederivate liegt die Kon zentration der wäßrigen Bindemittellösung, die zur Herstellung der Beschichtungsmischung verwendet wird, im Bereich von 1 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 30 Gew.-%, wobei umso höhere Konzentrationen verwendet werden, je niedriger die Kettenlänge ist. Je nach der Konzentration des Bindemittels in der wäß rigen Bindemittellösung, wird die Menge der Bindemittellösung gewählt, die zur Herstellung der Beschichtungsmischung ver wendet wird. Höherkonzentrierte Bindemittellösungen sind wegen ihrer Klebwirkung bevorzugt. Bei einer 20%igen Binde mittellösung zum Beispiel kann diese in Mengen von etwa 0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-%, bezogen auf die Beschichtungsmischung und das Siliciumgranulat, verwendet werden. In diesem Fall werden also etwa 0,1 bis 3 Gew.-%, beziehungsweise 0,6 bis 1,4 Gew.-% Bindemittel eingesetzt, bezogen auf die Beschichtungsmischung und das Granulat. Es können jedoch auch größere Mengen Bindemittel, vorzugsweise bis etwa 10 Gew.-% verwendet werden. Unter Beschichtungs mischung sind alle Bestandteile mit Ausnahme des Silicium granulats zu verstehen, die beim Beschichtungsschritt an wesend sind.

Als Kohlenstoff in der Beschichtungsmischung können Ruß, Graphit und/oder andere Kohlenstoffarten, wie z. B. Koks pulver verwendet werden. Ferner kann eine kohlenstoff liefernde Verbindung anstelle von Kohlenstoff verwendet werden. Als kohlenstoffliefernde Verbindungen kommen kohlen stoffreiche Verbindungen, wie z. B. Phenolharze oder Stärke, in Frage. Da feines Graphitpulver meistens zu festeren Be schichtungen führt, setzt man vorzugsweise dem Ruß auch Graphit zu. Das Gewichtsverhältnis von Ruß zu Graphit liegt vorzugsweise im Bereich von 8 : 1 bis 1 : 2, insbesondere im Bereich von 3 : 1 bis 2 : 1.

Der Kohlenstoff wird der Beschichtungsmischung in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, um eine Beschichtung des Silicium granulats zu erhalten, die beim Schmelzen des Siliciums im Innern der beschichteten Granulatteilchen eine intakte Hülle bildet. Der Kohlenstoffgehalt beträgt etwa 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Beschichtungs mischung und das Siliciumgranulat. Bei Einsatz von kohlen stoffliefernden Verbindungen werden entsprechend höhere Mengen der Beschichtungsmischung zugesetzt.

Vorzugsweise wird der Beschichtungsmischung Bornitrid als Hochtemperaturtrennmittel zugesetzt. Der Bornitridgehalt liegt im Bereich von 0 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise bis 1 Gew.-% bezogen auf die Beschichtungsmischung und das Sili ciumgranulat. Beim Schmelzen des Siliciums im Innern der be schichteten Teilchen entsteht dann eine Hülle aus Silicium carbid und Bornitrid.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des beschichteten Siliciumgranu lats wird das Siliciumgranulat mit der wäßrigen Bindemittel lösung in einem Mischer, z. B. einem Betonmischer, gut ver mischt. Anschließend wird der Kohlenstoff zugegeben und weiter gemischt. Sofern auch Bornitrid zugesetzt wird, wird dieses anschließend zugesetzt und alles zusammen weiter ge mischt. Anschließend wird das beschichtete Siliciumgranulat bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen bis etwa 100°C zum Beispiel in einem Umlufttrockenschrank getrocknet. Die Schüttbarkeit des Siliciumgranulats ändert sich durch die Beschichtung nicht.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Es wurde Siliciumgranulat mit einer Teilchengröße von 7 bis 10 mm verwendet. Als Bindemittellösung wurde eine 20%ige wäßrige Lösung von Natriumcarboxymethylcellulose mit ge ringer Kettenlänge verwendet. Folgende Mengen wurden ein gesetzt:
4,5 Gew.-% der 20%igen Bindemittellösung
1,5 Gew.-% Ruß
0,5 Gew.-% Graphit
1,0 Gew.-% Bornitrid
Rest Siliciumgranulat.

Das Siliciumgranulat wurde unter Zusatz der Bindemittel lösung 15 Minuten in einem Betonmischer gemischt. Dann wur den Ruß und Graphit zugegeben und weitere 15 Minuten gemischt. Anschließend wurde das Bornitrid zugesetzt und nochmals 15 Minuten gemischt. Das beschichtete Siliciumgranulat wurde in einem Umlufttrockenschrank 24 h bei 40°C getrocknet.

In einem Brennofen mit einer mit Bornitrid beschichteten Brennplatte wurden Gleitringe aus 85 Gew.-% Siliciumcarbid und 15 Gew.-% Kohlenstoff auf die Brennplatte gesetzt und zwischen sowie in die Gleitringe das beschichtete Silicium granulat geschüttet. Die Gleitringe wurden unter Vakuum bei 1800°C siliciert. Die Schlacke aus Siliciumcarbid und Bor nitrid ließ sich leicht von den SiSiC-Gleitringen trennen. Ein Ausschuß durch Rißbildungen trat nicht auf.

Beispiel 2

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, jedoch mit folgenden Abänderungen. Folgende Mengen wurden bei der Beschichtung verwendet.
4,5 Gew.-% der 20%igen Bindemittellösung
1,5 Gew.-% Ruß
0,5 Gew.-% Graphit
Rest Siliciumgranulat.

Eine Zugabe von Bornitrid entfiel bei diesem Beispiel. Das beschichtete Siliciumgranulat wurde in einem Umlufttrocken schrank 10 h bei 100°C getrocknet.

Dieses Siliciumgranulat wurde auf die Brennplatte des Brenn ofens geschüttet. Darauf wurde eine poröse Siliciumcarbid- Platte gelegt, auf die Düsen aus Siliciumcarbid und Kohlen stoff gelegt wurden. Beim Silicierbrand wurden einwandfreie silicierte SiSiC-Düsen erhalten.

Beispiel 3

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, wobei bei der Be schichtung folgende Mengen verwendet wurden.
5,5 Gew.-% der 20%igen Bindemittellösung
2 Gew.-% Ruß
1 Gew.-% Graphit
0,5 Gew.-% Bornitrid
Rest Siliciumgranulat.

Beschichtungsschritt und Trocknung wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Auf die Brennplatte wurden Brennerrohre gesetzt, in die das beschichtete Siliciumgranulat gefüllt wurde. Nach dem Sili cierbrand ließ sich die Schlacke leicht von den SiSiC-Brenner rohren trennen.

Beispiel 4

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, jedoch mit folgenden Abänderungen. Als Bindemittellösung wurde ein 10%ige wäß rige Lösung von Natriumcarboxymethylcellulose mit geringer Kettenlänge verwendet. Folgende Mengen wurden bei der Be schichtung eingesetzt.
7,5 Gew.-% der 10%igen Bindemittellösung
1 Gew.-% Ruß
1 Gew.-% Graphit
Rest Siliciumgranulat aus 64 Gew.-%
Silicium und 36 Gew.-% Molybdän.

Eine Zugabe von Bornitrid entfiel bei diesem Beispiel. Das beschichtete Siliciumgranulat wurde in einem Umlufttrocken schrank 12 h bei 100°C getrocknet.

Das Siliciumgranulat wurde auf die Brennplatte des Brennofens geschüttet. Auf die eingeebnete Schüttung wurden Zylinder aus einem Siliciumcarbid/Kohlenstoff-Gemisch gelegt. Infiltration und Reaktion fanden bei Temperaturen um 2000°C statt.

Beispiel 5

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, jedoch mit folgenden Abänderungen. Als Bindemittellösung wurde eine 14%ige wäß rige Lösung von Natriumcarboxymethylcellulose mit geringer Kettenlänge verwendet. Folgende Mengen wurden bei der Be schichtung eingesetzt.
6,5 Gew.-% der 14%igen Bindemittellösung
1 Gew.-% Ruß
1 Gew.-% Graphit
1,5 Gew.-% Bornitrid
Rest Siliciumgranulat.

Das beschichtete Siliciumgranulat wurde in einem Umluft trockenschrank 12 h bei 100°C getrocknet.

Auf die mit Bornitrid beschichtete Brennplatte wurde das beschichtete Siliciumgranulat geschüttet und gleichmäßig verteilt. Darauf wurden die CFC-Platten gelegt und siliciert.

Claims

1. Siliciumgranulat zum Silicieren von Formkörpern aus Kohlenstoff oder Siliciumcarbid/Kohlenstoff-Mischungen dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des Silicium granulats mit einer Beschichtung versehen sind, die Kohlenstoff oder eine kohlenstoffliefernde Verbindung und ein Bindemittel enthält.

2. Siliciumgranulat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung als Kohlenstoff Ruß, Graphit oder andere Kohlenstoffarten enthält.

3. Siliciumgranulat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Beschichtung ein organisches Bindemittel enthält.

4. Siliciumgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung Bornitrid enthält.

5. Siliciumgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Dicke von 1 µm bis 0,5 mm hat.

6. Siliciumgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung ein wasserlösliches Cellulosederivat als Bindemittel enthält.

7. Siliciumgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat aus Silicium, einem Ge misch aus Silicium und einem Silicid oder einem Gemisch aus Silicium und einem silicidbildenden Metall besteht.

8. Verfahren zur Herstellung des beschichteten Siliciumgranu lats nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß das Siliciumgranulat mit der Lösung eines organ ischen Bindemittels oder einem flüssigen Bindemittel, mit Kohlenstoff und gegebenenfalls mit Bornitrid gemischt und anschließend getrocknet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliciumgranulat mit einer wäßrigen Bindemittellösung oder dem flüssigen Bindemittel gemischt wird, bevor der Kohlenstoff und gegebenenfalls das Bornitrid zugesetzt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittellösung 3 bis 60 Gew.-% Bindemittel ent hält.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bindemittelmenge 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf Siliciumgranu lat und Beschichtungsmischung, beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kohlenstoffmenge 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf Siliciumgranu lat und Beschichtungsmischung, beträgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bornitridmenge 0 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 1 Gew.-%, bezogen auf Siliciumgranu lat und Beschichtungsmischung, beträgt.

14. Verfahren zur Herstellung von siliciuminfiltrierten Siliciumcarbid-Bauteilen, bei dem die Formkörper aus Kohlenstoff oder Siliciumcarbid/Kohlenstoff-Mischungen auf Brennplatten eines Brennofens angeordnet und durch Brennen mit Silicium infiltriert werden, dadurch gekenn zeichnet, daß als Silicium ein Siliciumgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zu silicierenden Formkörper vor dem Infiltrieren mit Silicium reduzierend gebrannt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zu silicierenden Formkörper auf oder in eine Schüttung aus Siliciumgranulat gestellt werden, die auf der Brennplatte aufgebracht ist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zu silicierenden Formkörper durch poröses Material, durch das flüssiges Silicium dringen kann, von dem Siliciumgranulat getrennt sind.