DE4418945A1 - Silicon granules used in mfr. of silicon carbide components - Google Patents

Silicon granules used in mfr. of silicon carbide components

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Abstract

Si granules contain particles with a coating contg. C or C cpd. and binder. Prodn. of the granules is also claimed. Pref., the coated Si granules are produced by mixing the granules with soln. of organic binder or liq. binder, with C, and opt. with B-nitride, and drying. The granules are pref. mixed with an aq. binder soln. or liq. binder, before adding the C and opt. B-nitride.

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.The invention relates to silicon granules for siliconizing Shaped bodies made of carbon or silicon carbide / carbon Mixtures, a process for the production of coated Silicon granules and a process for the production of silicon-infiltrated silicon carbide components with the be layered silicon granules.

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.Place among the non-oxide high-performance ceramics Silicon carbide materials are particularly important and made visible group of materials. Because of the combination their outstanding material properties, such as hardness, ver wear resistance, high temperature resistance, durability against most acids and bases as well as good glide properties, are silicon carbide materials for sliding rings, bearings, mechanical seals, burners, heat exchangers and other uses.

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.In the siliconization process, a molded article made of carbon by infiltration, often also as reaction sintering referred to, at high temperatures in the presence of silicon fully or partially react to silicon carbide, and by Further infiltration of silicon can damage the pores Shaped body are closed. Furthermore, in the silication process a molded body from a mixture of silicon carbide and carbon by infiltration in the presence of Silicon are burned. Liquid silicon penetrates into the Molded body and reacts with the carbon below Formation of new silicon carbide. The infiltration can under vacuum from about 1400 ° C, advantageously at 1600 ° C to 1800 ° C or under protective gas, e.g. B. argon, at temperatures up to 2200 ° C. Infiltration has that Advantage that there is no or almost no shrinkage.

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.In a commonly used siliconization process usually the moldings to be siliconized on firing  tools, e.g. B. rings, plates or prisms, from the same or a similar already siliconized material. The kiln furniture is on a firing plate of the kiln arranged; between the kiln furniture is the silicon distributed in granules. At temperatures above about 1400 ° C melts the silicon. The liquid silicon gets through the pores of the kiln furniture into the moldings, so that the moldings placed on the kiln furniture with liquid silicon can be infiltrated.

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.This process has some serious disadvantages is liable. This is not the case despite the use of kiln furniture always a direct contact of liquid silicon and the to siliconized moldings excluded. This can crack formations in the molded body. The direct contact of Liquid silicon and moldings can also be too large flat silicon build-up on the molded body or gluing of moldings, firing aids and firing plates, which only with greater expenditure of time and increased out fall rate are to be removed.

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.Furthermore, liquid flowing down from the fuel plate Silicon the furnace, especially its insulation, be damage. The run down silicon is also not more available for siliconizing the moldings, so that components that are not completely siliconized can be obtained. Due to larger accumulations of liquid silicon on the Burning plates are subject to heavy wear and break light. The same applies if the kiln furniture on the Bake the firing plate.

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.After the siliconization process, when separating the burrow parts of the kiln furniture the components by flaking especially damaged at the edges or completely destroyed. Furthermore, this separation is labor intensive. The absolutely he required use of kiln furniture brings more  Disadvantages with it. First is the manufacture of distillery tools necessary, which is relatively expensive. Secondly the kiln furniture take up space in the kiln, so that optimal utilization of the furnace capacity is not possible is. Thirdly, the process of setting the shaped bodies onto the Firing plates more complex.

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.The object of the present invention is a silicon to provide granules with which a higher Aus loot on perfectly siliconized components can and that the kiln from damage by liquid Silicon protects. It is also said to be a siliconization ver enable driving, in which kiln furniture is not required are.

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.This task is solved by a silicon granulate, the Particles are provided with a coating, the coals fabric or a carbon-providing compound and a Contains binders. Preferred embodiments are Claims 2 to 7.

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.In the process for producing the sili according to the invention cium granules, the silicon granules with a solution of organic binder or a liquid binder, mixed with carbon and optionally with boron nitride and then dried. Preferred embodiments the method can be found in claims 9 to 13.

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. The coated silicon granules according to the invention are used in Siliconization process for the production of silicon infiltrators th silicon carbide components are used, in which the too sili Forming body made of carbon or silicon carbide / carbon Mixtures of substances on the burning plates of a kiln arranged and infiltrated by firing with silicon.  

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.The silicon granulate to be coated can vary depending on the purity degree of pure silicon, a mixture of Silicon and silicides or a mixture of silicon and Contain metals for silicide formation. In the case of mixtures The silicon granules can contain up to contain about 50% by weight of silicides. With mixtures of silicon and metals, the maximum content of metals is clearly below 50% by weight. Preferred metals for silicide formation and Chromium, tungsten, hafnium, Zirconium, vanadium, boron, manganese, niobium, tantalum, molybdenum and Iron. The silicide-containing silicon granulate can be made from a Mixing of solid silicon and silicide or by melting of silicon and silicide and subsequent breaking and Grinding of the melting body can be produced. The metal Containing silicon granules is made from a mixture of sili cium and metal made.

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.During the first phase of the silicon firing at temperatures up to about 400 ° C the organic binder of the coated silicon granules according to the invention. It stays Carbon and if boron nitride is added to the coating as provided in a preferred embodiment is boron nitride as a coating on the particles. If As the silicon begins to melt, the carbon reacts the coating with the silicon from inside the part Chen to silicon carbide, which as a shell, if necessary together with boron nitride to get the molten silicon remains. The molten silicon penetrates through the high temperature resistant but permeable coating and can ent either directly or via porous kiln furniture into the mold body-length. At the end of the siliconization process Coatings as empty casings, in the following as slag designated. If the silicon granules are not just silicon, but also contains silicides or metals with the Sili cium react in silicon firing to form silicides,  are the silicides melted or in the silicon firing solid form. The molten silicide penetrates with the ge melted silicon by coating the particles. Solid silicide is provided the particle size is sufficient is small, from the molten silicon through the coating tion of the particles carried.

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.With the coated silicon granules according to the invention becomes a direct contact of the molten silicon and the ver to be siliconized moldings during the Silicierbrands avoided. The molten silicon penetrates through the coating tion slower into the moldings and reacts with a delay. Both lead to the avoidance of rejects due to tears formation in the siliconized components. It will be the same moderate silicon absorption achieved in the moldings. Further Large-scale silicon build-up is prevented, the Removal especially during the subsequent cleaning process is time consuming. Another advantage of using the Silicon granules according to the invention consist in that none Silicon can drain from the fuel plate. So be Damage to the kiln prevented and none incomplete constantly siliconized components that produce a re catch fire would have to be subjected. Fer is advantageous ner that no burning in the silicon granules according to the invention tools must be used. This sets the law process easier, the kiln capacity can be better be used; the production of kiln furniture and the separation of kiln furniture and siliconized components, which damage or even destroy individual construction parts can be omitted. The slag in the invention leave empty casings acc. to silicon granulate move away from the components easily.

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.With the silicon granulate according to the invention, all porous molded body made of carbon or mixtures of sili  Siliconize silicon carbide and carbon. The moldings can also made of fiber-reinforced carbon, e.g. B. carbon fiber reinforced carbon (CFC). The ones to be siliconized Shaped bodies can by conventional molding processes, such as e.g. B. slip casting or pressing. she can also be made of silicon carbide with the addition of a car chargeable binder and carbon compacted and then be coked. By turning, drilling, etc. Geometry of the molded body produced.

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.The material of the silicon-infiltrated construction according to the invention parts include RBSiC, SiSiC, with higher proportions of large Carbon inclusions CSiSiC or mixtures of silicon, Silicon carbide and silicides (Siliced-SiSiC), the Materials can be fiber reinforced. Some usage possibilities of components made from these materials already listed as an example at the beginning.

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. In the method according to the invention for the production of sili cium-infiltrated silicon carbide components are available different possibilities for the arrangement of the moldings and the coated silicon granules according to the invention in the kiln. With a particularly simple arrangement on a possibly coated with boron nitride plate the coated silicon granules poured, and directly on the molded body to be siliconized puts. The moldings can also be in the bed of be layered silicon granules. At tube The shaped silicon can be shaped granules in the moldings arranged on the firing plate to fill. It is also possible to stack the moldings one above the other to arrange, each by layers of the Invention according to silicon granules are separated from each other. The Silication process according to the invention is particularly advantageous adheres to large moldings and large amounts of silicon on a burning plate.  

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.If you don't see any of the finished siliconized components Want to have slag, different arrangements are possible in which the moldings to be siliconized by porous Material that liquid silicon can penetrate from the coated silicon granules are separated. For example can be silicon granulate coated on the fuel plate be poured, a porous silicon carbide plate placed and the moldings are placed on this plate. Furthermore, the coated silicon granules can be porous Crucibles made of silicon carbide can be contained between the stand to be siliconized moldings on the fuel plate. Finally, it is also possible, as was previously the case with kiln furniture in combination with the coated silicon granulate use on which the moldings lie. In this case will not be the ones related to the through implementation of the process without firing aids mentioned parts reached. All other advantages mentioned above, such as improved yield of perfectly siliconized components and avoid damage to the kiln but also achieved in this embodiment.

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.The size of the particles of silicon granule to be coated lats is at least 1 mm, preferably 3 to 15 mm and particularly preferably in the range of 7 to 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.All compounds can be used as binders, which has a good adhesion of the coating to the silicon gray result in nulate. Inorganic binders, e.g. B. Polysilanes, or organic binders can be used. Organic, water-soluble binders are preferred applies because these are applied from aqueous solutions can, which does not cause environmental problems as with or ganic solvents. Are the binders in liquid Form, such as B. some synthetic resins, so no loosening needs agent to be added. The silicon granules can in  this case directly with the one in liquid form Binder are mixed, and the remaining ingredients the coating can then be added.

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.Water-soluble binders are preferably obtained from the Group of cellulose derivatives, such as. B. sodium carboxymethyl cellulose used. They are particularly suitable chain cellulose derivatives because they dissolve faster. They also act as a condenser, which is a finer one Distribution of carbon in the coating mixture surrender. Are other binders used that are not have this additional effect, so more water can ver be used or a condenser added to the covers the surface charges of the carbon particles.

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. Depending on the chain length of the cellulose derivatives, the con concentration of the aqueous binder solution used for the production the coating mixture used is in the range of 1 to 60 wt .-%, preferably 3 to 30 wt .-%, the higher Concentrations are used the lower the chain length is. Depending on the concentration of the binder in the aq residual binder solution, the amount of binder solution chosen that ver for the preparation of the coating mixture is applied. Highly concentrated binder solutions are preferred because of its adhesive effect. With a 20% bandage medium solution, for example, in amounts of about 0.5 to 15 wt .-%, preferably 3 to 7 wt .-%, based on the Coating mixture and the silicon granules used become. In this case, about 0.1 to 3% by weight, or 0.6 to 1.4% by weight of binder, based on the coating mixture and the granules. It however, larger amounts of binder may also be preferred up to about 10% by weight. Under coating Mixing is all components with the exception of silicon to understand granules, which in the coating step are essential.  

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.Carbon black, carbon black, Graphite and / or other types of carbon, such as. B. coke powder can be used. Furthermore, a carbon supplying compound used instead of carbon become. Carbon comes as carbon-providing compounds rich compounds, such as. B. phenolic resins or starch, in question. Since fine graphite powder mostly becomes firmer be stratifications, soot is also preferably used Graphite too. The weight ratio of carbon black to graphite is preferably in the range from 8: 1 to 1: 2, especially in the Range from 3: 1 to 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.The carbon becomes the coating mixture in an amount added enough to coat the silicon to obtain granules, which in melting the silicon in Inside the coated granulate particles an intact shell forms. The carbon content is about 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5 wt .-%, based on the coating mixture and the silicon granulate. When using coal compounds that supply substances are correspondingly higher Amounts of coating mix added.

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.Preferably, the coating mixture is boron nitride High temperature release agent added. The boron nitride content is in the range from 0 to 5% by weight, preferably up to 1% by weight based on the coating mixture and the sili cium granules. When melting the silicon inside the be layered particles then a shell made of silicon carbide and boron nitride.

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.In a preferred embodiment of the invention Process for the preparation of the coated silicon granules The silicon granulate is lats with the aqueous binder solution in a mixer, e.g. B. a concrete mixer, well ver mixes. Then the carbon is added and  further mixed. If boron nitride is also added, this then added and everything together ge mixes. Then the coated silicon granules at room temperature or higher temperatures up to about 100 ° C for example, dried in a convection oven. The The flowability of the silicon granules changes due to the Coating not.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.The following examples illustrate the invention explained.

Beispiel 1example 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.
Silicon granules with a particle size of 7 to 10 mm were used. A 20% aqueous solution of sodium carboxymethyl cellulose with a small chain length was used as the binder solution. The following quantities were used:
4.5% by weight of the 20% binder solution
1.5% by weight of carbon black
0.5% by weight graphite
1.0 wt% boron nitride
Rest of silicon granulate.

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.The silicon granules were added with the binder solution mixed for 15 minutes in a concrete mixer. Then was added the carbon black and graphite and mixed for another 15 minutes. The boron nitride was then added and another 15 Minutes mixed. The coated silicon granulate was in dried in a forced air drying cabinet at 40 ° C for 24 h.

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.In a kiln with one coated with boron nitride Burning plates were sliding rings made of 85% by weight silicon carbide and 15% by weight of carbon are placed on the fuel plate and the coated silicon between and in the slide rings  poured granules. The slip rings were under vacuum Silicated at 1800 ° C. The slag made of silicon carbide and boron nitride was easy to separate from the SiSiC sliding rings. A committee through cracks did not appear.

Beispiel 2Example 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.
The procedure was as in Example 1, but with the following changes. The following quantities were used for the coating.
4.5% by weight of the 20% binder solution
1.5% by weight of carbon black
0.5% by weight graphite
Rest of silicon granulate.

Eine Zugabe von Bornitrid entfiel bei diesem Beispiel. Das beschichtete Siliciumgranulat wurde in einem Umlufttrocken­ schrank 10 h bei 100°C getrocknet.There was no addition of boron nitride in this example. The Coated silicon granules were dried in a forced air cabinet dried at 100 ° C for 10 h.

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.This silicon granulate was placed on the burning plate of the kiln furnace poured. A porous silicon carbide was Plate placed on the nozzles made of silicon carbide and carbon were laid. The silicon firing was flawless Get siliconized SiSiC nozzles.

Beispiel 3Example 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.
The procedure was as in Example 1, the following amounts being used in the coating.
5.5% by weight of the 20% binder solution
2% by weight of carbon black
1 wt% graphite
0.5% by weight boron nitride
Rest of silicon granulate.

Beschichtungsschritt und Trocknung wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt.Coating step and drying were as in Example 1 carried out.

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.Burner tubes were placed on the burning plate, into which the coated silicon granules was filled. After the sili cierbrand let the slag easily from the SiSiC burner separate pipes.

Beispiel 4Example 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.
The procedure was as in Example 1, but with the following changes. A 10% aqueous solution of sodium carboxymethyl cellulose with a small chain length was used as the binder solution. The following amounts were used for the coating.
7.5% by weight of the 10% binder solution
1% by weight of carbon black
1 wt% graphite
Rest of silicon granulate from 64% by weight
Silicon and 36% by weight molybdenum.

Eine Zugabe von Bornitrid entfiel bei diesem Beispiel. Das beschichtete Siliciumgranulat wurde in einem Umlufttrocken­ schrank 12 h bei 100°C getrocknet.There was no addition of boron nitride in this example. The Coated silicon granules were dried in a forced air cabinet dried at 100 ° C for 12 h.

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.The silicon granules were placed on the firing plate of the kiln poured. Cylinders were removed from the leveled bed a silicon carbide / carbon mixture. infiltration and reaction took place at temperatures around 2000 ° C.

Beispiel 5Example 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.
The procedure was as in Example 1, but with the following changes. A 14% aqueous solution of sodium carboxymethyl cellulose with a small chain length was used as the binder solution. The following amounts were used for the coating.
6.5% by weight of the 14% binder solution
1% by weight of carbon black
1 wt% graphite
1.5% by weight boron nitride
Rest of silicon granulate.

Das beschichtete Siliciumgranulat wurde in einem Umluft­ trockenschrank 12 h bei 100°C getrocknet.The coated silicon granules were in a circulating air drying cabinet dried at 100 ° C for 12 h.

Auf die mit Bornitrid beschichtete Brennplatte wurde das beschichtete Siliciumgranulat geschüttet und gleichmäßig verteilt. Darauf wurden die CFC-Platten gelegt und siliciert.That was on the fuel plate coated with boron nitride coated silicon granules poured and evenly distributed. The CFC plates were placed on top and siliconized.

Claims (17)

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.1. Silicon granules for siliconizing moldings made of carbon or silicon carbide / carbon mixtures, characterized in that the particles of the silicon granules are provided with a coating which contains carbon or a carbon- providing compound and a binder. 2. Siliciumgranulat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung als Kohlenstoff Ruß, Graphit oder andere Kohlenstoffarten enthält.2. silicon granules according to claim 1, characterized in that the coating as carbon black, graphite or contains other types of carbon. 3. Siliciumgranulat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beschichtung ein organisches Bindemittel enthält.3. silicon granules according to claim 1 or 2, characterized records that the coating is an organic binder contains. 4. Siliciumgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung Bornitrid enthält.4. Silicon granules according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the coating contains boron nitride. 5. Siliciumgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Dicke von 1 µm bis 0,5 mm hat.5. Silicon granules according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the coating has a thickness of 1 µm up to 0.5 mm. 6. Siliciumgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung ein wasserlösliches Cellulosederivat als Bindemittel enthält.6. Silicon granules according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the coating is a water-soluble Contains cellulose derivative as a binder. 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.7. silicon granules according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the granules of silicon, a Ge mix of silicon and a silicide or a mixture consists of silicon and a silicide-forming metal. 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.8. Process for the preparation of the coated silicon granules lats according to one of claims 1 to 7, characterized in  net that the silicon granules with the solution of an organ or a liquid binder, with Carbon and optionally mixed with boron nitride and is then dried. 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.9. The method according to claim 8, characterized in that the silicon granules with an aqueous binder solution or mixed with the liquid binder before the Carbon and optionally the boron nitride added become. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittellösung 3 bis 60 Gew.-% Bindemittel ent­ hält.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the binder solution ent 3 to 60 wt .-% binder ent holds. 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.11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized ge indicates that the amount of binder 0.1 to 10 wt .-%, preferably 0.5 to 3 wt .-%, based on silicon granules lat and coating mixture. 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.12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized ge indicates that the amount of carbon 0.1 to 10 wt .-%, preferably 0.5 to 5 wt .-%, based on silicon granules lat and coating mixture. 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.13. The method according to any one of claims 8 to 12, characterized ge indicates that the amount of boron nitride is 0 to 5% by weight, preferably 0 to 1 wt .-%, based on silicon granules lat and coating mixture. 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.14. Process for the production of silicon infiltrated Silicon carbide components, in which the molded body is made of Carbon or silicon carbide / carbon mixtures arranged on burning plates of a kiln and by Burn infiltrated with silicon, thereby known  records that a silicon granulate after silicon one of claims 1 to 7 is used. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zu silicierenden Formkörper vor dem Infiltrieren mit Silicium reduzierend gebrannt werden.15. The method according to claim 14, characterized in that the moldings to be siliconized with before infiltration Silicon are fired to reduce. 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.16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that that the moldings to be siliconized on or in a Bulk made of silicon granules that are placed on the fuel plate is applied. 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.17. The method according to any one of claims 14 or 15, characterized characterized in that the moldings to be siliconized through porous material, through the liquid silicon can penetrate, are separated from the silicon granules.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0995730A1 (en) * 1998-10-14 2000-04-26 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft M.B.H. Method of making siliconized bodies
DE19850468A1 (en) * 1998-11-02 2000-05-04 Industrieanlagen Betriebsges Protective armor plating has a molded body made of fabric, a knitted fabric or similar fibrous material made of carbon which is impregnated with silicon to convert to carbon fiber-reinforced silicon carbide
DE19856597B4 (en) * 1998-10-14 2004-07-08 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh protective armor
DE102005002633A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Process and apparatus for carbide-forming infiltration of a porous carbonaceous precursor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1982004248A1 (en) * 1981-05-29 1982-12-09 Alsop John Ernest Making silicon carbide bodies
EP0093532A1 (en) * 1982-04-30 1983-11-09 United Kingdom Atomic Energy Authority Production of reaction-bonded silicon carbide bodies
EP0294850A1 (en) * 1987-06-12 1988-12-14 Hoechst CeramTec Aktiengesellschaft Process for siliconising porous shaped bodies of silicon carbide/carbon

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1982004248A1 (en) * 1981-05-29 1982-12-09 Alsop John Ernest Making silicon carbide bodies
EP0093532A1 (en) * 1982-04-30 1983-11-09 United Kingdom Atomic Energy Authority Production of reaction-bonded silicon carbide bodies
EP0294850A1 (en) * 1987-06-12 1988-12-14 Hoechst CeramTec Aktiengesellschaft Process for siliconising porous shaped bodies of silicon carbide/carbon

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0995730A1 (en) * 1998-10-14 2000-04-26 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft M.B.H. Method of making siliconized bodies
DE19856597B4 (en) * 1998-10-14 2004-07-08 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh protective armor
DE19850468A1 (en) * 1998-11-02 2000-05-04 Industrieanlagen Betriebsges Protective armor plating has a molded body made of fabric, a knitted fabric or similar fibrous material made of carbon which is impregnated with silicon to convert to carbon fiber-reinforced silicon carbide
DE19850468C2 (en) * 1998-11-02 2003-01-16 Ecm Ingenieur Unternehmen Fuer Process for the production of siliconized moldings and moldings
DE19850468C5 (en) * 1998-11-02 2006-01-26 ECM Ingenieur-Unternehmen für Energie- und Umwelttechnik GmbH Process for the preparation of siliconized moldings and moldings
DE102005002633A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Process and apparatus for carbide-forming infiltration of a porous carbonaceous precursor

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