SE430981B - Förfarande för inkapsling i glas och/eller keramik av en porös formkropp av reaktionssintrad kiselkeramik - Google Patents

Description

78-08642-8 ligger risken, att om den vid den varma isostatiska press- ningen småtande glasbehållaren uppvisar alltför hög viskosi- tet, deformationer kan uppstå på keramikformkroppen genom det därpå liggande glasskiktet, vilket absolut ej är önsk- värt. " Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma ett förfarande för kapsling av en formkropp av keramik, med vilket en trycktät kapsling av formkroppen kan erhållas, utan att därvid en alltför fast förbindelse mellan kapslingsmaterialet och formkroppens material uppkommer,.sam- tidigt som dock keramikformkroppens ursprungliga geometriska former såvitt möjligt bibehålles exakt.

Detta ändamål förverkligas enligt uppfinningen därigenom, att ett alltigenom poröst skikt av glas och/eller keramik an- bringas på formkroppen, varpå denna evakueras och fylles med kväve, varpå skiktet sintras till en trycktät kapself Enligt det uppfinningsenliga förfarandet anbringas sålunda materialet för kapselskiktet innan formkroppen eva- kueras. Pâ grund av det anbringade skiktets porositet kan evakueringen utföras därefter, vilket innebär en väsentlig förfaringsteknisk fördel.

Då enligt det uppfinningsenliga förfarandet den tryck- täta kapslingen är färdig redan före påbörjandet av den varma, isostatiska pressningen, kan kapselmaterialet väljas så att dess viskositet till och med vid de extremt höga temperaturerna och trycken som råder vid den varma, isosta- tiska pressningen, ännu förblir så hög att man ej behöver befara ett inträngande i keramikformkroppens porer. Ä andra sidan medför kapselmaterialets höga viskositet vid den varma, isostatiska pressningen ingen fara för en icke önskvärd de- formation av keramikformkroppen, då kapselmateríalet redan före påbörjandet av den varma, isostatiska pressningen formats efter keramikformkroppen och endast komprimeras tillsammans med denna. Ytterligare en försel med det uppfinningsenliga förfarandet består däri, att kapslingen kan utföras direkt i HIP-pressen. vsoseëzfe Ytterligare en utformningen av förfarandet för lösning av den ställda uppgiften, som uppvisar de nyss nämnda för- delarna och som lämpaï sig för kapsling av en formkropp av reaktionssintrad kiselkeramik, särskilt av kiselnitrid med överskott av kisel, kännetecknas enligt uppfinningen av att ett alltigenom poröst skikt av glas och/eller keramik anbrin- gas på formkroppen, varpå denna evakueras och fylles med kväve (NZ), varpå skiktet sintras till en trycktät kapsel.

Vid detta förfarande sker sintringen av det pâlagda porösa skiktet sålunda vid normaltryck, varvid den i formkroppen inneslutna kvävgasen reag erar med kiseln och omsättes till kiselnitríd. Sintringsprocessen behöver sålunda ej genom- _föras i en vakuumkammare.

Företrädesvis skall som glaspulver användas rent Si02~g1as, Si02-B203-glas eller sådana glas med andelar av MgO eller AIZO3. BZO3-andelarna vid sådana glas kan_lígga mellan 2 och l5 %.

Enligt ytterligare en utformning av uppfinningen före- slås att det porösa skiktet skall bestå av Li-haltigt glaspulver. Vid användning av Li-haltiga glas uppkommer under temperaturhöjningen vid sintringsprocessen en höjning av smältpunkten, exempelvis genom omkristallisation, så att härvid en särskilt hög seghet i kapselskíktet uppnås, varigenom ett icke önskvärt inträngànde av skiktet i den porösa kroppen vid HIP-processen säkert kan undvikas.

Ytterligare skall vid en föredragen utföringsform av förfarandet det porösa skiktet åstadkommas på så sätt, att en blandning av glaspulver och ett organiskt bindemedel anbringas på formkroppen, varefter det porösa skiktet uppstår genom torkning av den så överdragna formkroppen. Torkningen genomföres vid temperaturer inom området kring 300OC. Som organiska bindemedel användes företrädesvis en mättad lös- ning av stearin i alkohol eller en vattenhaltig gelatinpasta eller andra inom tekniken för sintring av glas kända plasti- cificeringsmedel.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av upp- finningen skall det porösa skiktet anbringas på formkroppen genom termisk sprutning. 7808642-8 Temperaturen för sintring av det porösa skiktet skall företrädesvis ligga inom området 700 till IHOÛOC, en tempera- tur, som ännu ligger tillräckligt.långt under kiselnitridens sönderdelningstemperatur. “Tiden för tätsintring av det porösa skiktet skall företrädesvis uppgå till 1/2 till 2 tim- mar.

I det följande beskrives såsom exempel en utförings- form av förfarandet enligt uppfinningen. Först framställes en blandning av Si02-glaspulver och ett bindemedel, bestående av en mättad lösning av stearin i alkohol, vilken sprutas på keramikformkroppen. Det anbringade skiktet torkas och formkroppen placeras sedan i en press för varm, isostatisk pressning. Presskammaren evakueras till ett tryck av p peratur av Tl (omkring 120000). Under upphettningen utdrivs det organiska bindemedlet ur skiktet. Därvid återstår ett pulverglasskikt, som omger formkroppen. Detta skikt sintrar tätt efter uppnående av temperaturen Tl under en tidsrymd av 172 till 2 timmar och bildar en sluten gastät hinna.. Efter denna tid upphettas pressen för varm, isostatisk pressning till presstemperaturen T2 av ungefär l700°C och trycket i pressen stegras till 100 - 300 bar. Den varma, isostatiska pressningen genomföras sedan på sedvanligt sätt.

Claims (9)

7808642-8 P A T E N T K R A V

1. Förfarande för inkapsling i glas och/eller keramik av en porös formkropp av reaktionssíntrad kiselkeramik, särskilt av kiselnitrid (Si3Nu), med överskott av kisel, varvid ett. poröst kapslingsskikt på formkroppen sintras, k ä n n e - t e c k n a t därav, att ett alltigenom poröst skikt av glas och/eller keramik anbringas på formkroppen, varpå denna eva- kueras och fylles med kväve (N2), varpå skiktet sintras till en trycktät kapsel. -

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att för glasskiktet användes rent SiO2~glas, Si02-B203- glas eller sådana glas med tillsatser av MgO, A12O3.

3. Förfarande enligt något av krav 1 eller 2, k ä n n e t e C k n a t därav, att det porösa skiktet be- står av litiumhaltigt glaspulver.

4. H. Förfarande enligt något av kraven l-3, k ä n n e - t e o k n a t därav, att en blandning av glaspulver och ett organiskt bindemedel anbringas på formkroppen, och att det porösa skiktet uppstår genom torkning av den så överdragna form- kroppen.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det porösa skiktet anbringas på formkroppen genom termisk sprutning.

6. B. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att såsom organiskt bindemedel användes en mättad lösning av stearin i alkohol, eller en vattenhaltig gelatinpasta.

7. Förfarande enligt något av kraven 1-6, k ä n n e - t e c k n a t därav, att temperaturen för sintring av det porösa skiktet ligger inom omrâdet 700 - IHOOOC. 'YSOStSLFZ-B b

8. Förfarande enligt nåfiot av kraven 1-7, k ä n n e - t e c k n a t därav, att tiden för tätsintring av det porösa skiktet väljes till omkring 1/2 till 2 timmar.

9. Förfarande enligt något av kraven 1-8, k ä n n e - t e c k n a t därav, att sintringen sker i en press för varm, ísostatisk pressning, och att varm, isostatisk pressning (HIP) genomföres omedelbart efter sintríngen. S A M M A N D R A G Vid ett förfarande för kapsling av en formkropp av reaktíonssíntrad kiselkeramik, särskilt av kiselnítrid, med överskott av kísel anbringas ett alltigenom poröst skikt av glas och/eller keramik på formkrøppen, vareffer denna evakueras och. fylles med kväve. Skíktet sintras därefter så att en tryvktät kapsel erhålles.