DE921559C

DE921559C - Fireproof body made of silicon carbide

Info

Publication number: DE921559C
Application number: DEC6550A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Charles Nicholson
Original assignee: Carborundum Co
Current assignee: Unifrax 1 LLC
Priority date: 1952-10-17
Filing date: 1952-10-17
Publication date: 1954-12-20

Description

Feuerfester Körper aus Siliziumcarbid Diese Erfindung betrifft Gegenstände aus Siliziumcarbid, die durch Siliziumnitrid gebunden sind, und Zusammensetzungen zur Herstellung dieser Gegenstände.Silicon Carbide Refractory Body This invention relates to articles of silicon carbide bound by silicon nitride and compositions for making these items.

Siliziumcarbid wird viel zur Herstellung von feuerfesten Materialien benutzt, die äußerst hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wobei auch die Temperaturschwankungen, die Anforderungen an die mechanische Festigkeit bei erhöhter Temperatur sehr groß und der Angriff durch Korrosion besonders stark sind. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Siliziumcarbid macht dieses zu einem idealen Material für feuerfeste Gegenstände, bei denen eine rasche Wärmeübertragung erwünscht ist. Die überlegenheit von feuerfesten Materialien aus gebundenem S.iliziumcarbid gegenüber den billigeren Tonen hat die höhere Kosten des Siliziumcarbids in vielen Fällen gerechtfertigt. Es wurde deshalb viel Mühe darauf verwendet, die hervorragende Feuerbeständigkeit und die guten Eigenschaften des Siliziumcarbids durch Beimengung von Bindemitteln zu erhöhen, die selbst eine ausreichende Feuerbeständigkeit besitzen und die die Eigenschaften des Siliziumcarbids nicht nachteilig beeinflussen.Silicon carbide is widely used in the manufacture of refractory materials used, which are exposed to extremely high temperatures, whereby the temperature fluctuations, the requirements for mechanical strength at elevated temperatures are very high and the attack by corrosion are particularly strong. The high thermal conductivity of silicon carbide makes this an ideal material for refractory items, where rapid heat transfer is desired. The superiority of refractories The has bonded silicon carbide materials over the cheaper clays higher cost of silicon carbide justified in many cases. It was because of that Much effort has been made to ensure the excellent fire resistance and properties to increase the silicon carbide by adding binders, which are themselves a have sufficient fire resistance and which have the properties of silicon carbide not adversely affect.

Trotz zahlreicher Versuche waren die Bemühungen, ein Bindemittel für Siliziumcarbid zu finden, das bei hohen Temperaturen große Festigkeit besitzt und gegen Temperaturschwankungen sowie oxydierende Einflüsse ausreichend widerstandsfähig ist, nur teilweise von Erfolg gekrönt. Tone und andere Substanzen, die porzellanartige Bindungen erzeugen, besitzen wohl in der Hitze eine gute Festigkeit, sind jedoch gegen oxydierende Einflüsse nicht widerstandsfähig genug und deshalb von geringer Lebensdauer. Andere Massen aus Siliziumcarbid mit Bindemitteln glasiger Natur waren gegen oxydierende Einflüsse widerstandsfähig, versagten jedoch bei höheren Temperaturen, da die glasige Bindung weich wurde und an Festigkeit verlor. Versuche, die Eigenschaften .derartiger Gegenstände durch -Anwendung- verschiedener Glasuren auf -den geformten Gegenstand oder durch Beimischung von glasurbildenden Substanzen zu verbessern, zeigten keinen Erfolg infolge des temporären Charakters der Glasur oder weil bei den hohen Temperaturen die mit der Glasur in Berührung kommenden Gegenstände fleckig wurden oder sich verfärbten. Diese Nachteile haben in hohem Maße das Anwendungsgebiet für feuerfeste Materialien aus gebundenem Siliziumcarbid beschränkt.Despite numerous attempts, efforts were made to provide a binder for To find silicon carbide, which has great strength at high temperatures and Sufficiently resistant to temperature fluctuations and oxidizing influences is only partially successful. Clays and other substances that are porcelain-like Create bonds, may have good strength in the heat, but are not resistant enough to oxidizing influences and therefore less Lifespan. Other masses of silicon carbide with binders glassier Nature was resistant to oxidizing influences, but failed at higher levels Temperatures as the vitreous bond softened and lost strength. Try, the properties of such objects through the application of different glazes on the shaped object or by adding glaze-forming substances failed to improve due to the temporary nature of the glaze or because at the high temperatures the objects that come into contact with the glaze became blotchy or discolored. These disadvantages have to a large extent the field of application limited for refractories made of bonded silicon carbide.

Um eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Springen bzw. Platzen und eine hohe Festigkeit bei erhöhten Temperaturen zu erzielen, wurden auch Koksrückstände als Bindemittel verwendet, obwohl diese einer raschen Oxydation und damit zusammenhängender Zersetzung stärker ausgesetzt sind als Siliziumcarbid selbst.To have good resistance to jumping or bursting and Coke residues were also used to achieve high strength at elevated temperatures used as a binder, although this is subject to rapid oxidation and related Are more exposed to decomposition than silicon carbide itself.

Erfindungsgemäß werden Gegenstände aus gebundenem Siliziumcarbid hergestellt, in denen die Siliziumcarbi.dkörner durch Siliziumnitrid als Bindemittel zusammengehalten werden, wobei sich in dem Bindemittel noch geringe Mengen an Zirkonium oder Zirkoniumverbindungen befinden. Zum Beispiel kann das Rindemittel in der Ansatz-Masse 3 bis 70/0 Zirkoniumoxyd enthalten, das nach bekannter Art durch Erhitzen mit gewissen Oxyden, z. B. 3 bis 6% Calciumoxyd, stabilisiert worden ist. Jedoch lassen sich auch andere Zirkoniumverbin-Jungen mitErfolg verwenden, wieZirkoniumnitrid, oder metallisches Zirkonium. Das Vorhandensein von Zirkoniumoxyd oder anderen Zirkoniumverbindungen im Siliciumnitrid erhöht die Widerstandsfähigkeit des Endproduktes gegen Platzen oder Springen bei plötzlichem Temperaturwechsel. Es ist noch nicht ganz geklärt, ob das Zirkoniumoxyd oder andere Zirkoniumverbindungen im Endprodukt in :der gleichen Verbindungsart erhalten bleiben, in der sie zugesetzt wurden, oder ob sie sich chemisch mit anderen Bestandteilen der Masse vereinigen oder während des Brennens zu anderen Zirkoniumverbindungen umsetzen und damit die-Widerstandsfähigkeit -gegen Platzen und Springgen des Endprodixktes erhöhen.According to the invention, objects are made from bonded silicon carbide, in which the silicon carbide grains are held together by silicon nitride as a binder be, with small amounts of zirconium or zirconium compounds in the binder are located. For example, the bovine agent in the batch composition can be 3 to 70/0 zirconium oxide contain, the known type by heating with certain oxides, z. B. 3 to 6% calcium oxide, has been stabilized. However, other zirconium connection boys can also be used use with success, such as zirconium nitride, or metallic zirconium. The presence of zirconium oxide or other zirconium compounds in silicon nitride increases the Resistance of the end product to sudden bursting or jumping Temperature change. It is not yet entirely clear whether the zirconium oxide or other Zirconium compounds in the end product in: the same type of connection are retained, in which they have been added or whether they chemically interact with other ingredients of the mass or to other zirconium compounds during firing implement and thus the resistance to bursting and jumping of the end product raise.

Das "Binden -der S,iliziumcarbi@dkörner durch Siliziumnitrid wird erfindungsgemäß durch gründ= liches Vermischen von Silizium mit dem erforder lichen Feinheitsgrad mit den Siliziumcarbidkörnern und Zirkonium oder Zirkoniumverhindungen, Formender Mischung -aus Silizium, Zirkonium und Siliziümcarbid unter Befeuchten, Trocknen und Brennen in einer sauerstofffreien, stickstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur während eines Zeitraumes bewerkstelligt, innerhalb dessen das Silizium sich zu Siliziumcarbid umwandelt.The "binding of the silicon carbide grains by silicon nitride is according to the invention by thorough mixing of silicon with the required Degree of fineness with the silicon carbide grains and zirconium or zirconium compounds, Forming the mixture of silicon, zirconium and silicon carbide with wetting, Drying and firing in an oxygen-free, nitrogen-containing atmosphere a temperature accomplished during a period of time within which the silicon converts to silicon carbide.

Es wurde gefunden, daß sich sehr gute Ergebnisse mit handelsüblichem Silizium geeigneter Feinheit erzielen lassen. Ein handelsübliches Silizium dieser Art besaß der Analyse nach- außer Silizium die folgenden Verunreinigungen: Eisen o,870/0, Chrom o,2i 1/o, Aluminium o,6o0/0, Calcium o,540/0.It has been found that very good results are obtained with commercially available Let silicon of suitable fineness be achieved. A commercially available silicon of this According to the analysis, Art had the following impurities in addition to silicon: Iron 0.870/0, chromium 0.2i 1 / o, aluminum o.6o0/0, calcium o.540/0.

Um eine ausreichende Umwandlung von handelsüblichem Siliziumpulver zu Siliziumnitrid mit der Formel Si3N4 in einer brauchbaren Zeit zu erreichen, muß das Silizium durch ein Sieb mit etwa Zoo Maschen (US Standardsieb) gehen oder feiner sein, was etwa einer Teilchengröße von 7o bis 8o ,u und feiner entspricht. Eine noch raschere Nitridbildung wird .erzielt, wenn das Silizium eine Teil chengröße von io bis 2o ,u und feiner aufweist. Eine ausreichende Umsetzung des Siliziums zu Siiiziumnitrid wird auch mit reinem Silizium (99,80/m Si) erreicht, obwohl festgestellt wurde, daß bei reinem Silizium die Nitridbildung länger dauert als mit handelsüblichem Silizium gleicher Feinheit unter gleichen Bedingungen. Die Umwandlungsgeschwindigkeit von Silizium zu Siliziumnitrid kann bei Verwendung von reinem Silizium durch Herabsetzung der Teilchengröße des Siliziums erhöht werden. Des weiteren wurde gefunden, daß sich die Umwandlungsgeschwindigkeit von reinem Silizium zu Siliziumnitrid durch Zufügen einer geringen Menge Eisenpulver, etwa 3/a bis i 0/0, wie sie gemeinhin im handelsüblichen Silizium vorhanden ist, erhöhen läßt. Die höhere Umwandlungsgeschwindigkeit beruht-also auf der Anwesenheit von geringen Mengen Eisen als Verunreinigung.A sufficient conversion of commercially available silicon powder to achieve silicon nitride with the formula Si3N4 in a usable time must the silicon go through a sieve with about zoo mesh (US standard sieve) or finer be, which corresponds approximately to a particle size of 7o to 8o, u and finer. One Even faster nitride formation is achieved if the silicon has a particle size from io to 2o, u and finer. Adequate implementation of the silicon to silicon nitride is also achieved with pure silicon (99.80 / m Si), although established It was found that nitride formation takes longer with pure silicon than with commercially available Silicon of the same fineness under the same conditions. The conversion speed from silicon to silicon nitride can be reduced by using pure silicon the particle size of the silicon can be increased. It was also found that the rate of conversion from pure silicon to silicon nitride Add a small amount of iron powder, about 3 / a to i 0/0, as is commonly used is present in commercially available silicon, can increase. The higher conversion speed is based on the presence of small amounts of iron as an impurity.

Es ist bei der Herstellung der verschiedenen Formen auch wünschenswert, in .den Ansatz eine geringe Menge Bentonit einzuarbeiten, um eine Mischung von geeigneter Konsistenz zu erhalten, in der Silizium und andere Bindemittel einheitlich verteilt sind.In making the various shapes, it is also desirable to incorporate a small amount of bentonite into the approach to obtain a mixture of suitable Maintain consistency in which silicon and other binders are evenly distributed are.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei das folgende Beispiel angeführt, das zeigt, wie Gegenstände aus Siliziumcarbid, die durch ein mit Zirkonium abgewandeltes Siliziumnitrid gebunden sind, hergestellt werden können. Beispiel Eine spitzzulaufende Raketendüse aus Siliziumcarbid mit einer Länge von 8,9 cm, einem Außendurchmesser von 9,8 bis 6,35 cm und einem inneren Durchmesser von 7,94 bis 4,47 cm, deren Mündung an den Enden verengt ist, wird aus der folgenden Mischung hergestellt: - Gewichts- teile Siliziumcarbid, Korngröße 1,2 bis 0,43 mm . . . . . . . 46 S i liziumcarbid, Korngröße o,2o mm und feiner . . . 35 Siliziumpulver, Korngröße 0,07 bis o,og mm und feiner -. . . . . . . . . . . . . 15 geschmolzenes Zirkoniumoxyd, mit 61/o CaO stabilisiert, Korngröße 0,07 bis o,og mm und feiner....... 4 Trocknes Lignon (Lignonsulfonatrück- stand aus: der Papierbreiherstellung) 5 Bentonitgel ...... ........ ... .... , . 6 Die obigen Bestandteile= mit Ausnahme von Bentonitgel, werden in einer Drehtrommel 15 Minuten trocken vermischt, worauf sie weitere 2o Minuten in einem Knetmischer feucht vermischt werden. Die Mischung wird dann mit dem Betonitgel, das aus i Teil trockenem Bentonitpulver und q. Teilen Wasser besteht, auf die erforderliche Konsistenz gebracht. Das Bentonitgel dient dazu, das Zirkoniumoxyd und das feine Siliziumpulver aufzunehmen, das sonst sehr flockig ausfällt und schwer zu verarbeiten ist; es verteilt dieses gleichmäßig in der Mischung und erzeugt eine geeignete Konsistenz zum Formen.To further explain the invention, the following example is given, which shows how objects can be produced from silicon carbide which are bonded by a silicon nitride modified with zirconium. EXAMPLE A pointed rocket nozzle made of silicon carbide with a length of 8.9 cm, an outer diameter of 9.8 to 6.35 cm and an inner diameter of 7.94 to 4.47 cm, the mouth of which is narrowed at the ends, is made from made of the following mixture: - weight share Silicon carbide, Grain size 1.2 to 0.43 mm. . . . . . . 46 Silicon carbide, Grain size 0.2 mm and finer. . . 35 Silicon powder, grain size 0.07 to o, og mm and finer -. . . . . . . . . . . . . 15th fused zirconia, with 61 / o CaO stabilized, grain size 0.07 to 0.07 mm and finer ....... 4 Dry lignon (lignonsulfonate back pending: the paper pulp production) 5 Bentonite gel ....... ....... ... .... ,. 6th The above ingredients = with the exception of bentonite gel, are mixed dry in a rotating drum for 15 minutes, after which they are mixed wet in a kneading mixer for a further 20 minutes. The mixture is then mixed with the betonite gel, which consists of i part of dry bentonite powder and q. Parts of water are made to the required consistency. The bentonite gel is used to absorb the zirconium oxide and the fine silicon powder, which is otherwise very flaky and difficult to process; it distributes this evenly throughout the mixture and creates a suitable consistency for molding.

Die Düsen werden bei einem Druck von 35o at in einer hydraulischen Presse gepreßt, bei 93 bis 121° getrocknet, dann in einen Muffelofen gebracht und ein Strom von handelsüblichem Stickstoff mit einer Reinheit von 99,7% durchgeleitet, worauf die Temperatur des Ofens allmählich im Verlauf von mehreren Stunden auf 1q.00° erhöht und so lange auf dieser Temperatur gehalten wird, bis die Gegenstände eine Gewichtszunahme von 7 bis 100/0 vom ungebrannten, trocknen Gegenstand erfahren haben, wobei kontinuierlich Stickstoff durch den Ofen strömt. Das Brennen der Düsen in der oben beschriebenen Größe erfordert eine Temperatur von etwa 1q.00° während 12 Stunden zur ausreichenden Bildung von Siliziumnitrid. Der Ofen wird dann im Stickstoff ström auf Zimmertemperatur oder eine Temperatur abgekühlt, bei der sich die Gegenstände behandeln lassen, worauf sie aus dem Ofen herausgenommen werden und für den Gebrauch fertig sind. Die erhaltenen Düsen widerstehen plötzlichem Temperaturwechsel, d. h. Hitzeschocks, ohne zu platzen oder zu springen, im Vergleich zu Düsen gleicher Größe und Form, die kein Zirkonium enthalten. Außerdem bleiben auch die hohe Feuerbeständigkeit und die Festigkeit bei erhöhten Temperaturen erhalten bzw. werden sogar gesteigert.The nozzles are at a pressure of 35o at in a hydraulic Pressed, dried at 93 to 121 °, then placed in a muffle furnace and a stream of commercial nitrogen with a purity of 99.7% is passed through it, whereupon the temperature of the furnace gradually increased to 1q.00 ° over the course of several hours increased and kept at this temperature until the objects have a Have experienced an increase in weight of 7 to 100/0 from the unfired, dry object, with nitrogen flowing continuously through the furnace. The burning of the nozzles in the size described above requires a temperature of about 1q.00 ° during 12 Hours for sufficient formation of silicon nitride. The furnace is then in nitrogen flow to room temperature or a temperature at which the objects are cooled down treated, after which they are taken out of the oven and ready for use are done. The nozzles obtained withstand sudden changes in temperature, i. H. Heat shocks without bursting or jumping, compared to nozzles the same Size and shape that do not contain zirconium. In addition, the high fire resistance remains and the strength at elevated temperatures is maintained or even increased.

Es ist noch festzustellen, daß infolge des Brennens keine Volumenveränderung bei den Gegenständen eintritt. Wie sich gezeigt hat, erfahren die geformten und getrockneten Gegenstände eine Gewichtszunahme von Ibis io%, die, auf dem Siliziumge'halt des Gegenstandes berechnet; unter Berücksichtigung des Verlustes durch flüchtige Stoffe eine Gewichtszunahme der Siliziumbindung von über 6o % anzeigt und auf der fast vollständigen Umwandlung des Siliziums im Rohansatz in das Siliziumnitrid des Endproduktes beruht.It should also be noted that there was no change in volume as a result of the firing occurs at the objects. As has been shown, the molded and experienced dried objects show an increase in weight of 10%, the, on the silicon content of the item calculated; taking into account the loss due to volatile Substances shows a weight increase of the silicon bond of over 6o% and on the almost complete conversion of the silicon in the raw batch into the silicon nitride of the End product is based.

Wenn auch in dem angeführten Beispiel Stickstoff mit einer Reinheit von 99,70/0 verwendet wurde, lassen sich die gleichen Ergebnisse durch andere nichtoxydierende, stickstoffhaltige Gase erzielen. Zum Beispiel kann handelsüblicher Kühlwasserstoff mit etwa 930/0 Stickstoff und 7"/o Wasserstoff oder Ammoniakgas in gleicher Weise statt Stickstoff genommen werden.Even if in the example given nitrogen with a purity of 99.70 / 0 was used, the same results can be obtained from other non-oxidizing, Achieve nitrogenous gases. For example, commercially available cooling hydrogen with about 930/0 nitrogen and 7 "/ o hydrogen or ammonia gas in the same way instead of nitrogen.

Die hier genannten, nicht oxydierenden, stickstoffhaltigen Gase, die kontinuierlich durch den Brennofen strömen und zur Bildung von Nitrid dienen, können jedoch auch durch andere Maßnahmen ersetzt werden. Zum Beispiel können die Gegenstände in eine geeignete Mischung von Koks und Sand eingebettet und bei den obenerwähnten Temperaturen .gebrannt werden. Das Silizium wird dann durch den Stickstoff der Luft in Siliziumn.itrid umgewandelt, der die Einbettungsmischung durchdringt und mit dem darin enthaltenen Silizium sich umsetzt. Der Koks der Mischung vereinigt sich mit dem Sauerstoff der Luft und bildet Kohlenmonoxyd, ehe der freie Sauerstoff die zu brennenden 'Gegenstände angreift, so daß die die Gegenstände durchdringendenGase im wesentlichenauseinerMischung von Stickstoff und Kohlenmonoxyd bestehen. Unter diesen Bedingungen wird der Hauptsache nach alles Silizium durch den Stickstoff in Siliziumnitrid umgewandelt. Es muß in der Mischung ein Überschuß an Kohlenstoff vorhanden sein, damit sich eher Kohlenmonoxyd als Kohlendioxyd bildet und kein freier Sauerstoff vorhanden ist. Damit sauerstofffreier Stickstoff für jeden so gebrannten Gegenstand in ausreichendem Maße zur Verfügung steht, muß jede einzelne Form von benachbarten Gegenständen durch dazwischenliegendes Einbettungsmaterial getrennt sein, sonst findet in angemessener Zeit keine ausreichende Nitridbildung statt.The non-oxidizing nitrogen-containing gases mentioned here, the can flow continuously through the furnace and serve to form nitride however, they can also be replaced by other measures. For example, the items can embedded in a suitable mixture of coke and sand and among those mentioned above Temperatures. The silicon is then replaced by the nitrogen in the air converted into silicon nitride, which penetrates the embedding mixture and with the silicon contained therein is converted. The coke of the mixture combines with the oxygen in the air and forms carbon monoxide before the free oxygen does attacking objects to be burning, so that the gases penetrating the objects consist essentially of a mixture of nitrogen and carbon monoxide. Under Under these conditions all silicon is mainly replaced by nitrogen converted to silicon nitride. There must be an excess of carbon in the mixture be present so that carbon monoxide is formed rather than carbon dioxide and not a free one Oxygen is present. This means oxygen-free nitrogen for everyone burned in this way If the object is available in sufficient quantities, every single form of adjacent objects separated by intervening embedding material otherwise there will be insufficient nitride formation within a reasonable time.

Wenn auch in dem vorstehenden Beispiel bestimmte Temperaturen für die Nitridbildung angeführt wurden, bei denen eine gründliche Umwandlung des Siliziums in Siliziumnitrid stattfindet, also bei Temperaturen, die unter dem Schmelzpunkt vom Silizium (1q.20°), z. B. bei etwa 135o bis 1q.00°, liegen, wird jedoch auch eine ausreichende Nitridbildung bei niedrigeren Temperaturen, wie bei 1300°, erzielt. Des weiteren kann während der Nitridbildung und nach dieser für eine gewisse Zeit die Temperatur übenden Schmelzpunkt des Siliziums zwecks vollständigerer Umwandlung des Siliziums in das Nitrid erhöht werden.Even if in the above example certain temperatures for the formation of nitrides has been cited, in which a thorough conversion of the silicon takes place in silicon nitride, i.e. at temperatures below the melting point from silicon (1q.20 °), e.g. B. at about 135o to 1q.00 °, but will also a sufficient nitride formation at lower temperatures, such as at 1300 °, achieved. Furthermore, during the nitride formation and after this for a certain time the temperature of the melting point of silicon for more complete conversion of silicon can be increased into nitride.

Die Menge an Siliziumnitrid als Bindemittel für das Siliziumcarbid ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung und kann je nach der Art des Gegenstandes, dessen erforderlichen Eigenschaften und Verwendungszwecks wechseln. Sie braucht nur 5 % vom Endprodukt zu betragen, ohne daß von der Erfindung abgewichen wird.The amount of silicon nitride used as a binder for the silicon carbide is not of decisive importance and may, depending on the type of object, its required properties and intended use change. she needs to be only 5% of the end product without deviating from the invention.

Zu erwähnen ist noch, daß die Massen aus Siliziumcarbid, die eine durch Zirkonium abgewandelte Siliziumnitrid-bindung aufweisen, auf verschiedene Weise durch Zusetzen anderer Bestandteile erhalten werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Zum Beispiel kann eine plastische Zusammensetzung durch Zufügen von geringen Mengen an Tonen zur Mischung hergestellt werden. Diese Abwandlung eignet sich besonders für die Herstellung von schwierigeren Formen oder von Gegenständen, die bei niedrigeren Temperaturen verwendet werden, wo eine besonders hohe Feuerfestigkeit nicht erforderlich ist. In gleicher Weise können erfindungsgemäß Massen aus Siliziumcarbid hergestellt werden, in denen jedoch ein Teil der Siliziumcarbidkörner, die groben oder feinen, durch ein feuerfestes Oxyd, ein Silikat oder Spinell, wie Tonerde, Mullit, Magnesiumoxyd usw:, ersetzt sind. In gleicher Weise lassen sich Gegenstände oder Massen erfindungsgemäß herstellen, indem porenbildende Substanzen in die Ansatzmasse eingearbeitet werden, um eine höhere Porosität im Endprodukt zu erzielen. Porenbildende Substanzen, wie Kohlenstoff usw., erfordern zwecks Entfernung aus der Masse durch Oxydation ein vorheriges Brennen bei niedriger Temperatur. Deshalb sollten die porenbildenden Substanzen vorzugsweise aus Stoffen bestehen, die während -des Trocknens und/oder Brennens sich verflüchtigen, wie gepulvertes oder körniges Naphthalin, organische Harze, wie Phenolharze usw., oder die Poren durch Entwicklung von Gasen bilden. Die erhaltenen porösen Körper eignen sich besonders für Diffundier- und Filtriermittel, Katalysatoren und Katalysatorträger, Isoliermittel usw., entweder in zerkleinertem körnigem Zustand oder in festen Formen von bestimmten Ausmaßen.It should also be mentioned that the masses of silicon carbide, the one have silicon nitride bond modified by zirconium, on various Way can be obtained by adding other ingredients without departing from the inventive concept to deviate. For example, a plastic composition can be created by adding small amounts of clays can be produced for mixing. This modification is suitable particularly suitable for the production of more difficult shapes or objects, which are used at lower temperatures, where a particularly high fire resistance is not required. In the same way, masses of silicon carbide can be used according to the invention in which, however, some of the silicon carbide grains that are coarse or fine, by a refractory oxide, a silicate or spinel, such as clay, Mullite, magnesium oxide, etc .: are replaced. Leave in the same way objects or masses are produced according to the invention by pore-forming substances be incorporated into the batch to achieve a higher porosity in the end product to achieve. Pore-forming substances such as carbon, etc. require for removal from the mass, by means of oxidation, a previous firing at a low temperature. That's why the pore-forming substances should preferably consist of substances that during -during drying and / or burning, volatilize, like powdered or granular Naphthalene, organic resins such as phenol resins, etc., or the pores by development of gases form. The porous bodies obtained are particularly suitable for diffusion and filter media, catalysts and catalyst supports, isolating media, etc., either in crushed granular form or in solid forms of certain dimensions.

Die erfindungsgemäß hergestellten Gegenstände können nach bekannten Verfahren, wie durch Druckformen, Maschinenstampfen, Handstampfen, Rütteln, Vibrationsstampfen, Luftharnmerstampfen, Eckenstampfen oder Gießen, geformt werden.The objects produced according to the invention can be according to known Processes such as pressure forming, machine tamping, hand tamping, shaking, vibration tamping, Air horn tamping, corner tamping, or pouring.

Die Erzeugnisse gemäß der Erfindung sind in ihren verschiedenen Modifikationen nicht auf bestimmte Anwendungsgebiete beschränkt. Die Erzeugnisse können in jeder gewünschten Form hergestellt werden, in körniger wie auch in zusammenhängender Form. Sie sind deshalb nicht nur für viele Zwecke geeignet, bei denen Feuerfestigkeit verlangt wird, wie Blöcke, Backsteine; Auskleidungsziegel, Muffeln, Ofenauskleidungen und Spezialformen in und um Brennöfen und sonstige Hochtemperaturapparaturen, sondern auch für viele Spezialanwendungen bei hohen Temperaturen, wie Strahlgasbrenner für Verbrennungskammern, Auskleidungen für Exhaustordüsen, Raketenverbrennungskammer und Auspuffdüsen, Turbinenschaufeln, Statorschaufeln, Linsengußformen usw. Sie eignen sich auch für die Herstellung von Laboratoriumsapparaturen, wie Verbrennungsröhren, Schmelztiegel, Brenner und andere Gegenstände.The products according to the invention are in their various modifications not limited to certain areas of application. The products can be in any desired shape can be produced, in granular as well as in coherent form. They are therefore not only suitable for many purposes where fire resistance is required, such as blocks, bricks; Lining bricks, muffles, furnace linings and special forms in and around kilns and other high-temperature equipment, but also for many special applications at high temperatures, such as jet gas burners for Combustion chambers, linings for exhaust nozzles, rocket combustion chamber and exhaust nozzles, turbine blades, stator blades, lens molds, etc. They are suitable is also suitable for the manufacture of laboratory equipment such as combustion tubes, Crucibles, burners and other items.

Die Widerstandsfähigkeit dieser Massen gegen chemische Angriffe machen sie auch für die Herstellung von Behältern und Apparaturen, Auskleidungen von Kammern, Schmelztiegeln, Rohren und Rohrauskleidungen, die gegen Säuren und Alkalien beständig sein müssen, sehr geeignet. Die Massen, besonders wenn sie durch Zusatz von Porenbildenden Substanzen porös gemacht sind, eignen sich auch vor allem für Diffundier- und Filtriermittel, wie Diffusionsrohre und -platten, Filtrierrohre und -platten, Katalysatoren und Katalysatorträger.Make these masses more resilient to chemical attack they are also used for the manufacture of containers and apparatus, linings of chambers, Crucibles, pipes and pipe linings that are resistant to acids and alkalis must be very suitable. The masses, especially when they are created by the addition of pore-forming agents Substances that are made porous are also particularly suitable for diffusing and filtering media, such as diffusion tubes and plates, filter tubes and plates, catalysts and Catalyst carrier.

Die Materialien und Körper gemäß der Erfindung lassen sich .auch für Schleifzwecke verwenden, wie für Schleifscheiben, Wetzsteine, Schleifsteine und andere Schleif- und Poliermittel. Die elektrischen Eigenschaften machen die erfindungsgemäß hergestellten Massen für viele Gegenstände in der Elektro-und Radioindustrie brauchbar, wie z. B. für Glühbirnen, Radioröhren, Röntgenröhren, Radarapparate, Widerstände und Gitter. Als weitere Anwendungsformen seien Gewinde, Drahtziehformen, Bestrahldüsen, Heizelemente usw. genannt.The materials and bodies according to the invention can also be used for Use sharpening purposes, such as for grinding wheels, whetstones, and whetstones other abrasives and polishes. The electrical properties make the invention manufactured masses usable for many objects in the electrical and radio industry, such as B. for lightbulbs, radio tubes, X-ray tubes, radars, resistors and grille. Further application forms are threads, wire drawing forms, blasting nozzles, Called heating elements, etc.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Body made of bonded silicon carbide, thereby characterized in that it is made of silicon carbide grains and silicon nitride as a binder and the binder contains a zirconium compound.

2. Body according to claim i, characterized in that the proportion of the zirconium compound in the binder 3 to 70%.

3. Body according to claim i and 2, characterized by use of zirconium oxide as a zirconium compound.

4. Body according to claim i, characterized in that that silicon nitride mixed with zirconium is used as a binder.

5. Body after Claim 4, characterized in that the silicon nitride predominates in the binder.

6. Approach mass for the production of bodies from bonded silicon carbide according to Claim i, characterized in that the mass of granular silicon carbide, fine divided silicon and 3 to 7 percent by weight of zirconium oxide, or previously calcined and / or stabilized zirconium oxide.

7. approach compound according to claim 6, characterized in that the mass besides granular silicon carbide and finely divided Silicon still contains 3 to 7% zirconium oxide, which is stabilized with 3 to 6% calcium oxide is. B. approach mass according to claims 6 and 7, characterized in that it besides granular silicon carbide and finely divided silicon, a small amount contains zirconium compounds.