SE435173B - PROCEDURE FOR PREPARING A HIGH DENSITY CERAMIC SILICONE CARBID MATERIAL - Google Patents

PROCEDURE FOR PREPARING A HIGH DENSITY CERAMIC SILICONE CARBID MATERIAL

Info

Publication number
SE435173B
SE435173B SE7905707A SE7905707A SE435173B SE 435173 B SE435173 B SE 435173B SE 7905707 A SE7905707 A SE 7905707A SE 7905707 A SE7905707 A SE 7905707A SE 435173 B SE435173 B SE 435173B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
beryllium
silicon carbide
weight
sintering
powder
Prior art date
Application number
SE7905707A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE7905707L (en
Inventor
R H Smoak
Original Assignee
Carborundum Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/937,395 external-priority patent/US4172109A/en
Application filed by Carborundum Co filed Critical Carborundum Co
Publication of SE7905707L publication Critical patent/SE7905707L/en
Publication of SE435173B publication Critical patent/SE435173B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

7935707-*1 10 15 20 25 30 35 2 da produkten har en brottmodul av 26,1 kPa vid rumstempe- ratur och 33,8 kPa vid l37l°C. Ett nyligen gjort framsteg ligger i användningen av bor som densitetsökande tillsats, varvid tillsättningsmängden vanligtvis ligger i området från ca 0,3 till ca 3,0 vikt%, beräknat på pulvret. Bor- tillsatsen kan ha formen av elementär bor eller formen av en borhaltig förening, t ex borkarbid. Exempel på kisel- karbidpulver, som innehåller bor, kan återfinnas i US-pa- tenten 3 852 099, 3 954 483 och 3 968 l94. 7935707- * 1 10 15 20 25 30 35 2 da product has a breaking modulus of 26.1 kPa at room temperature and 33.8 kPa at 371 ° C. A recent progress has been made in the use of boron as a density increasing additive, the amount of addition usually being in the range of from about 0.3 to about 3.0% by weight, based on the powder. The boron additive may be in the form of elemental boron or in the form of a boron-containing compound, for example boron carbide. Examples of silicon carbide powders containing boron can be found in U.S. Patents 3,852,099, 3,954,483 and 3,968,194.

Det har nu upptäckts, att hög densitetsökning kan upp- nås, när man sintrar ett kiselkarbidhaltigt pulver, som innehåller beryllium såsom densitetsökande hjälpmedel, om sintringen genomföres i en berylliumhaltig atmosfär.It has now been discovered that a high density increase can be achieved when sintering a silicon carbide-containing powder containing beryllium as a density-increasing aid, if the sintering is carried out in a beryllium-containing atmosphere.

Genom att sintringsoperationen utföres i en atmosfär, som innehåller beryllium, kommer den mängd beryllium, som nor- malt skulle avgå från pulverpresskroppen, att minskas, och den sintrade keramiska produkten har en mera korrekt kompo- ; sition och är i lägre grad porös än sintrade produkter, 5 vilka alstras när man helt enkelt sätter beryllium till pulvret såsom en tillsats. Beryllium kan sättas till ugns- atmosfären genom att man i sintringskammaren inför beryl- liumföreningar, vilka alstrar ett betydande ångtryck i sintringstemperaturområdet. Sådana föreningar kan lämpli- gen införas i sintringskammaren i form av en lösning eller É uppslamning av berylliumföreningen och genom att lösningen eller uppslamningen pâföres på insidan av kammaren. Lämpli- ¿ gen kan aceton utnyttjas som en bärare, men andra bärare, 1 t ex vatten eller andra tillgängliga vätskor, kan utnytt- jas, varvid vätskornas arm ändamål är att möjliggöra god fördelning av berylliummaterialet på sintringskammarens väggar, En berylliumatmosfär kan lämpligen åstadkommas med hjälp av en täck- eller skyddsblandning, en pulverkompo- sition som innehåller ett nerylliumtillförselmedel, t ex en blandning av kiselkarbid och berylliumkarbid. När man använder en sådan blandning, placeras den artikel, som skall sintras, i täck- eller skyddsblandningen och utsättes den i blandningen befintliga artikeln för sintringsförhållanden.By carrying out the sintering operation in an atmosphere containing beryllium, the amount of beryllium which would normally leave the powder compact will be reduced, and the sintered ceramic product has a more accurate composition; and is less porous than sintered products, which are generated when simply adding beryllium to the powder as an additive. Beryllium can be added to the furnace atmosphere by introducing beryllium compounds into the sintering chamber, which generate a significant vapor pressure in the sintering temperature range. Such compounds may conveniently be introduced into the sintering chamber in the form of a solution or slurry of the beryllium compound and by applying the solution or slurry to the inside of the chamber. Suitably, acetone may be used as a carrier, but other carriers, such as water or other available liquids, may be used, the arm purpose of the liquids being to enable good distribution of the beryllium material on the walls of the sintering chamber. A beryllium atmosphere may conveniently be provided with by means of a coating or protective mixture, a powder composition containing a neryllium additive, for example a mixture of silicon carbide and beryllium carbide. When using such a mixture, the article to be sintered is placed in the cover or protective mixture and the article present in the mixture is subjected to sintering conditions.

Alternativt kan beryllium sättas till ugnsatmosfären genom 10 15 20 25 30 35 7995707-1 3 att man i sintringskammaren använder en berylliumförening för sig själv eller genom att man använder ugnskomponenter, behållare, deglar och liknande, som innehåller en betydan- de mängd beryllium. Deglar, som utnyttjas upprepade gånger vid framställning av sintrade kiselkarbidartiklar enligt föreliggande uppfinning, kan bygga upp eller ackumulera en berylliumkoncentration. Berylliumhalten i sâdana deglar kan övervakas genom att vanliga analytiska metoder, t ex emissionsspektroskopi, för att bestämma mängden beryllium i degeln och för att bestämma om extra beryllium erfordras för att åstadkomma berylliumatmosfären i samband med utövan- det av uppfinningen.Alternatively, beryllium can be added to the furnace atmosphere by using a beryllium compound for itself in the sintering chamber or by using furnace components, containers, crucibles and the like which contain a significant amount of beryllium. Crucibles, which are repeatedly used in the manufacture of sintered silicon carbide articles of the present invention, can build up or accumulate a beryllium concentration. The beryllium content of such crucibles can be monitored by conventional analytical methods, such as emission spectroscopy, to determine the amount of beryllium in the crucible and to determine whether additional beryllium is required to provide the beryllium atmosphere in connection with the practice of the invention.

Det såsom utgångsmaterial använda kiselkarbidpulvret, som innehåller från ca 0,5 till ca 5,0 vikt% överskottskol, blandas med finfördelat beryllium eller en berylliumhaltig förening. Företrädesvis är partikelstorleken hos båda kom- ponenterna mindre än 5 um och företrädesvis mindre än 2 um.The silicon carbide powder used as a starting material, which contains from about 0.5 to about 5.0% by weight of excess carbon, is mixed with finely divided beryllium or a beryllium-containing compound. Preferably, the particle size of both components is less than 5 μm and preferably less than 2 μm.

Exceptionellt god fördelning uppnås, när komponenterna har mürke kornstorlek än 1,0 um. För att uppnå densitetsökning bör berylliymet eller den berylliumhaltiga tillsatsen ut- nyttjas i en sådan mängd, att mellan ca 0,03 och ca 1,5 vikt%, beräknat på pulvret, är beryllium. Användningen av mindre än ca 0,03 vikt% beryllium har visat sig icke leda till någon avsevärd ökning av densiteten hos den sintrade produkten, Om man tillsätter mer än ca 1,5 vikt% beryllium, har detta visat sig vara skadligt för täthetsökningen.Exceptionally good distribution is achieved when the components have a mürke grain size of more than 1.0 μm. In order to achieve an increase in density, the beryllium or the beryllium-containing additive should be used in such an amount that between about 0.03 and about 1.5% by weight, calculated on the powder, is beryllium. The use of less than about 0.03% by weight of beryllium has been found not to lead to any significant increase in the density of the sintered product. If more than about 1.5% by weight of beryllium is added, this has been found to be detrimental to the increase in density.

En skrymdensistet av minst 75 vikt%, beräknat på den teoretiska maximidensiteten, erfordras för de flesta ända- mål, och skymdensiteter av minst 85%, beräknat på den teo- retiska maximidensiteten, erfordras ofta. Sintrade produk- ter med densiteter av 85 vikt%, beräknat på den teoretiska maximidensiteten, kan uppnås vid utövande av sättet enligt föreliggande uppfinning.A shield density of at least 75% by weight, calculated on the theoretical maximum density, is required for most purposes, and shield densities of at least 85%, calculated on the theoretical maximum density, are often required. Sintered products with densities of 85% by weight, calculated on the theoretical maximum density, can be obtained in practicing the method of the present invention.

Det i samband med föreliggande uppfinning utnyttjade berylliumadditivet kan utnyttjas ensamt eller blandas med andra densitetsökande hjälpmedel, av vilka det vanligaste är bor i form av elementärt bor eller borhaltiga föreningar.The beryllium additive used in connection with the present invention can be used alone or mixed with other density-increasing aids, the most common of which are boron in the form of elemental boron or boron-containing compounds.

Bor i mängder mellan ca 0,10 och ca 1,5 vikt% är värdefulla; 7995707-1 10 15 20 25 30 35 4 emellertid har densiteter av över 90%, beräknat på teore- tiska maximidensiteten, kunnat uppnås när boradditivet in- blandas i mängder av från ca 0,l till ca 0,3 vikt%. I all- mänhet innerhåller sådana blandningar, när de är färdiga för sintring, från ca 0,03 till ca 1,5 vikt% beryllium och totalt mellan ca 0,03 och ca 3,0 viktš densitetsökande hjälpmedel.Lives in amounts between about 0.10 and about 1.5% by weight are valuable; 7995707-1 10 15 20 25 30 35 4 however, densities of over 90%, calculated on the theoretical maximum density, have been achievable when the boron additive is mixed in amounts of from about 0.1 to about 0.3% by weight. In general, such mixtures, when ready for sintering, contain from about 0.03% to about 1.5% by weight of beryllium and a total of between about 0.03% and about 3.0% by weight of density-increasing aids.

Biselkarbidutgångsmaterialet är företrädesvis ett pulver, som har en mindre partikelstorklek än 1 um och som har en specifik yta av över 8,0 m2/g och innehåller från ca 0,5 till ca 5,0 vikt% överskottskol. Generellt har pulverkompositioner, som har specifika ytor mellan ca 5 och ca 20 m2/g, visat sig vara utmärkt användbara. över- skottskolet kan införas t ex under framställningsförloppet, genom efterföljande tillsats av kol eller kolhaltigt mate- rial eller såsom ett bindemedel före sintringen; Det såsom värdefullt funna berylliumet eller beryllium- haltiga tillsatsmedlet i utgângsmaterialen har vanligtvis en partikelstorlek under 50 um och företrädesvis under 10 um. för att underlätta en jämn fördelning av berylliumet eller det berylliumhaltiga tillsatsmedlet i kíselkarbidpulvret a Ibrnstorlekar av under 5 um är utmärkt användbara för att man skall uppnå en homogen blandning, som är använd- bar vid sintringen. Andra tillsatser kan utnyttjas men är icke nödvändiga för att befrämja täthetsökningen eller den- sitetsökningen under sintringsförloppet. g Företrädesvis utföres sintringen i en inert atmosfär; É ssâdana gaser som argon eller helium, vilka är inerta mot : kiselkarbid i sintringstemperaturområdet, är mycket lämp- liga att använda. En reducerande atmosfär kan också ut- nyttjas.The bisel carbide starting material is preferably a powder which has a particle size of less than 1 μm and which has a specific surface area of more than 8.0 m 2 / g and contains from about 0.5 to about 5.0% by weight of excess carbon. In general, powder compositions having specific surfaces between about 5 and about 20 m 2 / g have been found to be excellently useful. the excess carbon can be introduced, for example, during the manufacturing process, by subsequent addition of carbon or carbonaceous material or as a binder before sintering; The beryllium or beryllium-containing additive found as valuable in the starting materials usually has a particle size below 50 μm and preferably below 10 μm. In order to facilitate an even distribution of the beryllium or the beryllium-containing additive in the silicon carbide powder, iron sizes of less than 5 .mu.m are excellent for achieving a homogeneous mixture which is useful in sintering. Other additives can be used but are not necessary to promote the increase in density or the increase in density during the sintering process. Preferably, the sintering is performed in an inert atmosphere; Such gases as argon or helium, which are inert to silicon carbide in the sintering temperature range, are very suitable for use. A reducing atmosphere can also be utilized.

Föreliggande uppfinning utnyttjar en berylliumhaltig atmosfär under sintringsförloppet. Användningen av beryllium i sintringsatmosfären ger en märkbar förbättring, när beryl- liumpartialtrycket i atmosfären under sintringen är lika med eller högre än jämviktsängtrvcket av det beryllium, som ingår i kiselkarbidpulverpresskroppen. När beryllium- partialtrycket i sintringsatmosfären är detsamma som eller 10 15 20 25 30 35 7965707-1 5 större än berylliumpartialtrycket i den artikel, som skall sintras, kommer ingen förlust av flyktigt beryllium att uppstå under sintringsförloppet. Det nu kvarstående beryl- liumet i artikeln tjänstgör såsom ett hjälpmedel vid den- sitetsökningen. Vid sintringstemperaturer är berylliumpar- 4 tialtrycket i atmosfären vanligtvis minst l0“ atm och fö- reträdesvis minst l0_3 atm.The present invention utilizes a beryllium-containing atmosphere during the sintering process. The use of beryllium in the sintering atmosphere gives a marked improvement when the beryllium partial pressure in the atmosphere during sintering is equal to or higher than the equilibrium bed pressure of the beryllium contained in the silicon carbide powder compact. When the beryllium partial pressure in the sintering atmosphere is the same as or greater than the beryllium partial pressure in the article to be sintered, no loss of volatile beryllium will occur during the sintering process. The now remaining beryllium in the article serves as an aid in the search for density. At sintering temperatures, the beryllium partial pressure in the atmosphere is usually at least 10 atm and preferably at least 10_3 atm.

Kiselkarbidpulver, som innehåller beryllium eller be- rylliumhaltiga föreningar såsom densitetsökande hjälpmedel, innehåller vanligtvis beryllium i mängder mellan ca 0,03 och ca 1,5 vikt% och företrädesvis från ca 0,04 till ca l,25 vikt%. Det slutliga sintrade materialet innehåller vanligtvis ungefär samma procentuella halt av beryllium.Silicon carbide powders which contain beryllium or beryllium-containing compounds as density enhancing aids usually contain beryllium in amounts between about 0.03 and about 1.5% by weight and preferably from about 0.04 to about 1.5% by weight. The final sintered material usually contains approximately the same percentage of beryllium.

Det har visat sig, att sintring i en berylliumhaltig at- mosfär icke synes avsevärt ändra mängden beryllium i slut- produkten. Den berylliumhaltiga atmosfären tjänar till att hämma avgången av beryllium från pulverpresskroppen under sintringsoperationen utan att tillföra någon betydande mängd beryllium till produkten.It has been found that sintering in a beryllium-containing atmosphere does not appear to significantly alter the amount of beryllium in the final product. The beryllium-containing atmosphere serves to inhibit the release of beryllium from the powder compact during the sintering operation without adding any significant amount of beryllium to the product.

Vid tryckfri sintring blandas ett kiselkarbidpulver, som innehåller från ca 0,5 till ca 5,0 vikt% överskottskol, sålunda för att bilda en homogen blandning med beryllium eller ett berylliumhaltigt additiv för att en total mängd av ca 0,03 till ca 1,5 vikt% beryllium skall ingå. Den ho- mogena blandningen formas därefter till en presskropp.In pressure-free sintering, a silicon carbide powder containing from about 0.5 to about 5.0% by weight of excess carbon is mixed, thus to form a homogeneous mixture with beryllium or a beryllium-containing additive to a total amount of about 0.03 to about 1. 5% by weight of beryllium must be included. The homogeneous mixture is then formed into a compact.

Lämpliga additiv för att öka flytförmågan och bindningen av partiklarna kan inblandas i utgångsmaterialblandningen.Suitable additives to increase the flowability and binding of the particles can be mixed into the starting material mixture.

Presskroppen utsättes sedan för en sintring i en inert el- ler reducerande atmosfär, i vilken berylliumpartialtrycket är lika med eller större än ekvilibriumângtrycket för det beryllium, som ingår i kiselkarbidpulverpresskroppen vid en temperatur mellan ca 1950 och ca 2300°C under en till- räcklig tid för att uppnå en kiselkarbidprodukt, vilken har en densitet över 75%, beräknat på teoretiska maximi- densiteten. Mera speciellt kan ett kiselkarbidpulver, som har en specifik yta av ca ll m2/g och innehåller ca 2 vikt% överskottskol, blandas med mellan ca 0,04 och ca l,25 Vikt% beryllium, lämpligen tillsatt i form av Be2C, eller i ele- 7935707-1 10 l5 20 25 30 35 6 mentär form. Den resulterande blandningen pressas till en densitet av ca 1,76 g/cm3. Bindemedel kan utnyttjas för att öka flytförmâgan hos pulvret eller för att öka råhåll- fastheten hos presskroppen. Presskroppen utsättes sedan för sintring, företrädesvis i en inert atmosfär, i vilken berylliumpartialtrycket under sintringsförloppet är ca 1o'4 vis vid en temperatur av ca 2l0O°C under en tid av ca 30 atm eller högre. Sintringsoperationen utföres vanligt- min, Efter kylning har den sintrade produkten i typiska fall en densitet över 85%, beräknat på teoretiska maximi- densiteten, I Uppfinningen skall i det följande närmare belysas med nâgra icke begränsande utföringsexempel. Om annat icke an-. gives i beskrivningen och patentkraven, är temperaturerna angivna i Celsium-grader och alla halter i viktdelar och viktprocent. *jr Exempel 1 'ïKontrollprov Ett kiselkarbidpulver, som hade följande specifikatio- ner utnyttjades sàsom utgångsmaterial. Kiselkarbidpulvret hade en specifik yta av över 8,0 m2/g och hade följande analys: * Syre < 0,8 vikt% ; järn < 0,2 vikt% ä aluminium < 0,4 vikt% å nickel < 0,1 vikt% titan < 0,1 vikt% volfram < 0,5 vikt% E fritt kisel < 0,4 vikt% kiselkarbid > 97,5 vikt% En komposition, som omfattade 95% kiselkarbidpulver av ovanstående sammansättning, blandades i aceton med 5% fe- nolharts (känd såsom RESIN No 8121, en produkt från Varcum Chemical Company, USA). Uppslamningen bestod av ca l vikt- del blandning och ca l viktdel aceton. Uppslamningen blan- dades under ca 30 min, och acetonet tilläts sedan avgå ge- nom förångning. Den resulterande pulverblandningen pressa- des till cylindriska presskroppar med diametern 12,7 mm 10 l5 20 25 30 35 79os7o1~1 7 och vikten ca 1,5 g vardera. Presskropparna hade typiskt en densitet av ca 1,76 g/cm3.The compact is then subjected to a sintering in an inert or reducing atmosphere in which the beryllium partial pressure is equal to or greater than the equilibrium vapor pressure of the beryllium contained in the silicon carbide powder compact at a temperature between about 1950 and about 2300 ° C for a sufficient time. to achieve a silicon carbide product, which has a density above 75%, calculated on the theoretical maximum density. More specifically, a silicon carbide powder, which has a specific surface area of about 11 m 2 / g and contains about 2% by weight of excess carbon, can be mixed with between about 0.04 and about 1% by weight of beryllium, suitably added in the form of Be 2 C, or in ele- 7935707-1 10 l5 20 25 30 35 6 mental form. The resulting mixture is compressed to a density of about 1.76 g / cm 3. Binders can be used to increase the flowability of the powder or to increase the raw strength of the compact. The compression body is then subjected to sintering, preferably in an inert atmosphere, in which the beryllium partial pressure during the sintering process is about 10 ° C at a temperature of about 20 ° C for a time of about 30 atm or higher. The sintering operation is usually carried out. After cooling, the sintered product typically has a density above 85%, calculated on the theoretical maximum density. In the following, the invention will be further elucidated with some non-limiting exemplary embodiments. If nothing else. given in the description and claims, the temperatures are given in degrees Celsium and all concentrations in parts by weight and percentage by weight. * jr Example 1 'Control test A silicon carbide powder having the following specifications was used as starting material. The silicon carbide powder had a specific surface area of over 8.0 m2 / g and had the following analysis: * Oxygen <0.8% by weight; iron <0.2 wt% ä aluminum <0.4 wt% nickel <0.1 wt% titanium <0.1 wt% tungsten <0.5 wt% E free silicon <0.4 wt% silicon carbide> 97, 5% by weight A composition comprising 95% silicon carbide powder of the above composition was mixed in acetone with 5% phenolic resin (known as RESIN No 8121, a product of Varcum Chemical Company, USA). The slurry consisted of about 1 part by weight of mixture and about 1 part by weight of acetone. The slurry was mixed for about 30 minutes, and the acetone was then allowed to evaporate. The resulting powder mixture was pressed into cylindrical compacts with a diameter of 12.7 mm 10 l5 20 25 30 35 79os7o1 ~ 1 7 and a weight of about 1.5 g each. The compacts typically had a density of about 1.76 g / cm 3.

Pâ det ovan beskrivna sättet framställda presskroppar placerades i en grafitdegel, som täcktes och sköts in i en grafitrörugn med motstândsupphettningselement och med en temperatur av 2080°C i ugnens heta zon, varvid ugnen innehöll en argonatmosfär. Efter det att presskropparna passerat genom ugnsröret hade kropparna sintrats till en skrymdensitet av 1,83 g/cm3, dvs ca 57% av teoretiska maxi- midensiteten.The compacts prepared in the manner described above were placed in a graphite crucible, which was covered and fired into a graphite tube furnace with resistance heating elements and having a temperature of 2080 ° C in the hot zone of the furnace, the furnace containing an argon atmosphere. After the compacts had passed through the furnace tube, the bodies had been sintered to a bulk density of 1.83 g / cm 3, ie about 57% of the theoretical maximum density.

Exempel 2 och 3 Berylliumtillsättning Sex blandningar, som hade den i exempel l angivna pul- verkompositionen, framställdes med undantag av att varie- rande mängder beryllium tillsattes i form av berylliumkar- bid, som hade en partikelstorlek under l0 um, varvid detta beryllium tillsattes till varje blandning. Sammansättningen av blandningarna anges i tabell l. Fyra cylindriska press- kroppar, som hade diametern 12,7 mm och vägde ca 1,5 g var- dera, pressades av varje blandning på det i exempel l an- givna sättet. Dessa presskroppar delades i två satser, A och B, varvid två presskroppar från varje blandning ingick i varje sats.Examples 2 and 3 Beryllium addition Six mixtures having the powder composition given in Example 1 were prepared except that varying amounts of beryllium were added in the form of beryllium carbide having a particle size below 10 μm, this beryllium being added to each mixture. The composition of the mixtures is given in Table 1. Four cylindrical compacts, which had a diameter of 12.7 mm and weighed about 1.5 g each, were pressed from each mixture in the manner given in Example 1. These compacts were divided into two batches, A and B, with two compacts from each mixture being included in each batch.

Presskropparna från sats A brändes i en grafitrörugn med motstândsupphettningselement i enlighet med vad som anges i exempel l. Presskropparna från sats B brändes på samma sätt som presskropparna ur satsen A med undantag av att en täck- eller skyddsblandning utnyttjades för att om- ge presskropparna i degeln. Denna blandning hade formen av ett pulver, som hade sammansättningen 97,5% kiselkarbid, 2,0% kol och 0,5% beryllium i form av berylliumkarbid. Ändamålet med denna täck- eller skyddsblandning var att öka mängden beryllium i atmosiären runt presskropparna. Krop- parnas skrymdensitet före och efter sintringen mättes och anges i tabell 1. De i sats A ingående presskropparna, som bränts i deglar utan någon berylliumhaltig atmosfär, hade i sintrat tillstånd en densitet av 68,5-75,4%, beräknat på teoretiska maximidensiteten. De i sats B ingående presskrop- veesvov-1 10 15 20 25 30 _ 8 parna, som bränts i deglar med en berylliumhaltig atmosfär, hade i det sintrade eller brända tillståndet en densitet av 68,8-93,5%, beräknat på teoretiska maximidensiteten.The compacts from batch A were fired in a graphite tube furnace with resistance heating elements in accordance with Example 1. The compacts from batch B were fired in the same manner as the compacts from batch A except that a cover or protective mixture was used to surround the compacts in the crucible. This mixture was in the form of a powder having the composition 97.5% silicon carbide, 2.0% carbon and 0.5% beryllium in the form of beryllium carbide. The purpose of this cover or protective mixture was to increase the amount of beryllium in the atmosphere around the compacts. The bulk density of the bodies before and after sintering was measured and is given in Table 1. The compacts included in batch A, which were burned in crucibles without any beryllium-containing atmosphere, had a density of 68.5-75.4% in sintered state, calculated on theoretical the maximum density. The batches contained in batch B, which were fired in crucibles containing a beryllium-containing atmosphere, had a density of 68.8-93.5% in the sintered or fired state, calculated on theoretical terms. the maximum density.

ExæQel4 Additivblandningar Ett kiselkarbidpulver, vars komposition liknade kompo- sitionen i exempel 1, framställdes och uppdelades i satser.Example 4 Additive Mixtures A silicon carbide powder, the composition of which was similar to the composition of Example 1, was prepared and divided into batches.

WDlika mängder av finfördelad borkarbid och berylliumkarbid tillsattes var för sig till vardera satsen för att uppnå pulversammansättningar, vilka anges i tabell 2. De olika satserna blandades sedan med ett koltillförselmedel och pres- sades till presskroppar på samma sätt som i exempel l.Various amounts of finely divided boron carbide and beryllium carbide were added separately to each batch to obtain powder compositions, which are given in Table 2. The different batches were then mixed with a carbon feedstock and pressed into compacts in the same manner as in Example 1.

' Två presskroppar från varje sats placerades i en degel med samma komposition, täcktes med ett degellock och place- rades i en grafitbât med diametern l0l mm och längden 483 mm. Presskropparna sintrades genom att båten med presskrop- parna sköts genom en grafitrörugn, som hade motståndsupphett- ningselement och som under upphettningen innehöll en argon- atmosfär. Presskropparna hade en uppehâllstid av 30 min via z1so°c, Resultaten anges i tabell 2. vid detta förfe- ringssätt hade sålunda ifråga om blandning nr 8 ett kisel- karbidutgångsmaterial, som innehöll 0,10% bor, 0,10% beryl- lium, 2,0% kol och 97,80% kiselkarbid, pressats till enlükdad E densitet av 1,72 g/cm3 eller 53,6%, beräknat på teoretiska ¿ maximidensiteten. Efter bränningen hade densiteten ökat e É till 2,98 g/cm3 eller 92,8%, beräknat på den teoretiska å maximidensiteten hos kiselkarbid.Two compacts from each batch were placed in a crucible of the same composition, covered with a crucible lid and placed in a graphite boat with a diameter of 10 mm and a length of 483 mm. The compacts were sintered by the boat with the compacts being driven through a graphite tube furnace, which had a resistance heating element and which contained an argon atmosphere during the heating. The compacts had a residence time of 30 minutes via 120 ° C. The results are given in Table 2. Thus, in the case of mixture No. 8, in the case of mixture No. 8, a silicon carbide starting material containing 0.10% boron, 0.10% beryllium , 2.0% carbon and 97.80% silicon carbide, pressed to a soluble E density of 1.72 g / cm3 or 53.6%, calculated on the theoretical ¿maximum density. After firing, the density had increased to 2.98 g / cm 3 or 92.8%, based on the theoretical maximum density of silicon carbide.

Ett kontrollprov, som innehöll enbart 0,5% bor och icke något beryllium, framställdes på ovan angivet sätt. Kontroll- l provet sintrades på samma sätt som ovan med undantag av att beryllium och bor icke var närvarande i sintringsatmosfären.A control sample containing only 0.5% boron and no beryllium was prepared as above. The control sample was sintered in the same manner as above except that beryllium and boron were not present in the sintering atmosphere.

Efter bränningen och sintringen visade sig kontrollprovet ha en skrymdensitet av 79,0%, beräknat på teoretiska maxi- midensiteten. 7965707-1 w.Nm wm.~ ß.Hm @@.H °w.@m o.~ oo.H Q~.o MH o.@m wo.m @.mm m>.H ~m.~m ø.~ ~m.o o~.o Nä m.~m ~H.m ~.«m «~.H ow.>m o.~ oH.o o~.o HH H.wm mH.n @.mm -.H ßw.>m o.~ mo.o o~.o OH H.«m ~o.« o.mm °ß.H ~m.~@ ø.~ wm,o oH.ø 0 w.~m @@.~ ~.~m H~.~ @w.~m o.~ oH,° oH.o w w.@w _ m@.~ @.mm ~ß.H ßw.>m o.~ ~o.o oH.w N umuwmcuwfiëwxmfl Eu\w umummcwuwñwxmñ Eu\m N N N N un Mmmuouomu >m w m xwwumuomu >m N n omm U om m wdwc umummømfl wmuuømm uwuwwcmfl umwumm Hmfluwumâmwmmwub Ivflmfim N flflmpma m.w@ -.~ °.~m >@.H m.w@ o~.~ ~.«m «~.H o@.H o.~ o«~@@ m m.mw w@.~ m.«m m~.H «.mß ~«.~ m,«m m>.H °w.o °.~ Q~.~m m ~.~w °w.~ m.«m mß.H «.m> ~«,~ ~.«m «~.H o«.o ø.~ Q@.~m « m.~m mm.~ w.«m @~.~ ~.«> w~.~ H.mm -.H o~.° o.~ ow.~@ m ~.~m @m.~ m.mm æß.H H.o~ n~.~ n.mm w~.H oH.o o.~ om.ßm N n.mm oo.m ~.«m «~.H o.Hß -.~ @.«m @~.~ mo.o o.~ mm.~m H umuwmcwwmfi Eo\w uwufimdmwwfl Eo\w uwufiwømwwfl Bu\w uoufimumvwâ Eu\w N N N nu |«~ms xmfiu m :Hume xmfiu m |fix~s ßmflu m |«x~e xwfiw M mm U ufim w=fl= IUHONU >fl N IUHOUQ ÉN N IUHOUU >M N IQVONU bd N .IUGNfim Uwufiwfiwfl UNHUÉHW Hüummfiwfl UNUHWS HUn-.mwfiflfl Vdhußflm Umwwmfiwfl UNUM-mfl Hfllmhwumåmwdmwuß H flHunmHAfter firing and sintering, the control sample was found to have a bulk density of 79.0%, calculated on the theoretical maximum density. 7965707-1 w.Nm wm. ~ Ss.Hm @@. H ° w. @ M o. ~ Oo.HQ ~ .o MH o. @ M wo.m @ .mm m> .H ~ m. ~ M ø. ~ ~ mo o ~ .o Nä m. ~ m ~ Hm ~. «m« ~ .H ow.> m o. ~ oH.oo ~ .o HH H.wm mH.n @ .mm -.H ßw.> m o. ~ mo.oo ~ .o OH H. «m ~ o.« o.mm ° ß.H ~ m. ~ @ ø. ~ wm, o oH.ø 0 w. ~ m @@ . ~ ~. ~ m H ~. ~ @ w. ~ m o. ~ oH, ° oH.ow w. @ w _ m @. ~ @ .mm ~ ß.H ßw.> m o. ~ ~ oo oH .w N umuwmcuw fi ëwxm fl Eu \ w umummcwuwñwxmñ Eu \ m NNNN un Mmmuouomu> mwm xwwumuomu> m N n omm U om m wdwc umummøm fl wmuuømm uwuwwcm fl umwumm Hm fl uwum fl mflflm mm m mm mm. ~. ~ ~. «M« ~ .H o @ .H o. ~ O «~ @@ m m.mw w @. ~ M.« Mm ~ .H «.mß ~«. ~ M, «mm> .H ° wo °. ~ Q ~. ~ Mm ~. ~ W ° w. ~ M. «M mß.H« .m> ~ «, ~ ~.« M «~ .H o« .o ø. ~ Q @. ~ M «m. ~ M mm. ~ W.« M @ ~. ~ ~. «> W ~. ~ H.mm -.H o ~. ° o. ~ Ow. ~ @ M ~. ~ m @ m. ~ m.mm æß.H Ho ~ n ~. ~ n.mm w ~ .H oH.o o. ~ om.ßm N n.mm oo.m ~. «m« ~ .H o. Hß -. ~ @. «M @ ~. ~ Mo.o o. ~ Mm. ~ M H umuwmcwwm fi Eo \ w uwu fi mdmww fl Eo \ w uwu fi wømww fl Bu \ w uou fi mumvwâ Eu \ w NNN nu |« ~ ms xm fi u m: Hume xm fi u. m | fi x ~ s ßm fl u m | «x ~ e xw fi w M mm U u fi m w = fl = IUHONU> fl N IUHOUQ AND N IUHOUU> MN IQVONU bd N .IUGN fi m Uwu fi w fi w fl UNHUÉHW Hüumm fi w fl UNUHWS HUn-.mw fiflfl Vdhuß fl m Umwwm fi w fl UNUM-m fl H fl lmhwumåmwdmwuß H fl HunmH

Claims (7)

79'95707*-1 10 15 20 25 10 PATENTKRAV79'95707 * -1 10 15 20 25 10 PATENT REQUIREMENTS 1. l. Sätt att sintra kiselkarbidpulver, som innehåller beryllium eller en berylliumhaltig förening såsom densi- tetsökningshjälpmedel för framställning av ett keramiskt kiselkarbidmaterial med hög densitet, n a t därav, att sintringen utföres i en berylliumhal- tig atmosfär, i vilken beryllinmets partialtryck under sintringsförloppet är lika med eller större än iämvikts_ k ä n n e t e c k- ångtrvcket av bervllium i pulvret.1. A method of sintering silicon carbide powder containing beryllium or a beryllium-containing compound as a density enhancing aid for the production of a high density silicon carbide material, provided that the sintering is carried out in a beryllium-containing atmosphere in which the partial pressure of the beryllium ring is partial pressure. equal to or greater than the equilibrium characteristic of the bervllium in the powder. 2. Sätt enligt patentkravet 1, n a t därav, att berylliumets partialtryck bringas vara minst 10-4 atm.A method according to claim 1, wherein the partial pressure of the beryllium is brought to be at least 10-4 atm. 3. Sätt enligt patentkravet 1 eller 2, t e c k n a t därav, att kiselkarbidpulvret bringas in- k ä n n e t e c k- k ä n n e- nehålla beryllium i en mängd av mellan ca 0,03 och ca 1,5 vikt%.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the silicon carbide powder is brought to contain beryllium in an amount of between about 0.03 and about 1.5% by weight. 4. Sätt enligt patentkravet l, 2 eller 3, k ä n n e- t e c k n a t därav, att sintringsatmosfären omfattar en inert gas.4. A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the sintering atmosphere comprises an inert gas. 5. Sätt enligt något av patentkraven l-4, t e c k n a t därav, att berylliumet införes i atmosfären i form av berylliumkarbid.5. A method according to any one of claims 1-4, characterized in that the beryllium is introduced into the atmosphere in the form of beryllium carbide. 6. Sätt enligt något av patentkraven 1-5, t e c k n a t därav, att kiselkarbidpulvret även bringas innehålla bor eller en borhaltig förening såsom ett den- sitetsökningshjälpmedel i en mängd av upp till ca 1,5 vikt% bor.6. A method according to any one of claims 1-5, characterized in that the silicon carbide powder is also brought to contain boron or a boron-containing compound as a density-increasing aid in an amount of up to about 1.5% by weight of boron. 7. Sätt enligt patentkravet 6, n a t därav, att bor tillföres i en mängd av mellan ca 0,1 och ca 0,3 vikt%. k ä n n e- k ä n n e- k ä n n e t e c k- 10 7905707-1 SAMMANDRAG En sintringsbar kiselkarbidblandning beskrives, vil- ken framställes genom sammanblandning av finfördelad kiselw karbid, som innehåller mellan ca 0,5 och ca 5,0 vikt% överskottskol, och ett finfördelat, berylliumhaltigt addi- tiv, varvid mängden beryllium i blandningen bringas vara mellan ca 0,03 och ca 1,5 vikt%, beräknat på pulvrets vikt. En keramisk kiselkarbidprodukt med hög densitet framstäl- les av pulverblandningen genom trycklös sintring, varvid artikeln initialt formas och därefter sintras i en beryl- liumhaltig atmosfär vid en temperatur av ca 1950-2300°C.7. The method of claim 6, wherein boron is added in an amount of between about 0.1 and about 0.3% by weight. 10 7905707-1 SUMMARY A sinterable silicon carbide mixture is described, which is prepared by mixing finely divided silicon carbide, which contains between about 0.5 and about 5.0% by weight. excess carbon, and a finely divided, beryllium-containing additive, the amount of beryllium in the mixture being brought to be between about 0.03 and about 1.5% by weight, calculated on the weight of the powder. A high density ceramic silicon carbide product is prepared from the powder mixture by pressureless sintering, the article being initially formed and then sintered in a beryllium-containing atmosphere at a temperature of about 1950-2300 ° C.
SE7905707A 1978-08-28 1979-06-29 PROCEDURE FOR PREPARING A HIGH DENSITY CERAMIC SILICONE CARBID MATERIAL SE435173B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/937,395 US4172109A (en) 1976-11-26 1978-08-28 Pressureless sintering beryllium containing silicon carbide powder composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE7905707L SE7905707L (en) 1980-02-29
SE435173B true SE435173B (en) 1984-09-10

Family

ID=25469877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7905707A SE435173B (en) 1978-08-28 1979-06-29 PROCEDURE FOR PREPARING A HIGH DENSITY CERAMIC SILICONE CARBID MATERIAL

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS5532796A (en)
CA (1) CA1122384A (en)
DE (1) DE2934527A1 (en)
FR (1) FR2434871B1 (en)
GB (1) GB2031862B (en)
SE (1) SE435173B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6077937A (en) * 1983-10-03 1985-05-02 Toppan Printing Co Ltd Metal recovering apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3145120A (en) * 1962-02-12 1964-08-18 Ibm Method for controlling flux pressure during a sintering process
US3993602A (en) * 1975-11-17 1976-11-23 General Electric Company Polycrystalline silicon carbide with increased conductivity
US4023975A (en) * 1975-11-17 1977-05-17 General Electric Company Hot pressed silicon carbide containing beryllium carbide
US4080415A (en) * 1976-11-22 1978-03-21 The Carborundum Company Method of producing high density silicon carbide product
CA1079309A (en) * 1976-11-26 1980-06-10 The Carborundum Company Beryllium containing silicon carbide powder composition

Also Published As

Publication number Publication date
FR2434871B1 (en) 1985-07-05
GB2031862A (en) 1980-04-30
JPS5532796A (en) 1980-03-07
CA1122384A (en) 1982-04-27
GB2031862B (en) 1982-10-20
JPS643830B2 (en) 1989-01-23
FR2434871A1 (en) 1980-03-28
DE2934527A1 (en) 1980-03-06
SE7905707L (en) 1980-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1096408A (en) Method of producing hign density silicon carbide product
US2618565A (en) Manufacture of silicon nitride-bonded articles
US2929126A (en) Process of making molded aluminum nitride articles
CA1124996A (en) Method of producing a high density silicon carbide product
SE454271B (en) SINTRAD TEMPORARY RESISTANT ELLFAST COMPOSITION CONTAINING BORCARBID AND SILICAR CARBID
CN102730690A (en) Al4SiC4 material synthetic method
CN111646799A (en) Combustion method for preparing Tin+1ACnMethod of producing a material
KR890002888B1 (en) Sliding materials
US4172109A (en) Pressureless sintering beryllium containing silicon carbide powder composition
US2526805A (en) Method of forming uranium carbon alloys
US4099979A (en) Si3 N4 Hot-pressed with MgO
US3660031A (en) Method for preparing boron suboxide
USRE30286E (en) Method of producing high density silicon carbide product
GB1602821A (en) Ceramic powder material and method for manufacturing the same
SE435173B (en) PROCEDURE FOR PREPARING A HIGH DENSITY CERAMIC SILICONE CARBID MATERIAL
RU2670819C1 (en) Method of manufacturing products from reactive sand-made composite material
US2957754A (en) Method of making metal borides
CN102731109B (en) AlON material synthetic method
US3194635A (en) Method for the production of aluminum refractory material
JPH0253388B2 (en)
US3199993A (en) Sintered bodies being resistant to heat, oxidation and wear
US4994419A (en) Low temperature synthesis of high purity monoclinic celsian using topaz
RU2344105C2 (en) Carbon-bearing fire-resistant material and method of production thereof
RU2747499C1 (en) Method for manufacture of items from reactive-sintered composite material
US3989794A (en) Process of manufacturing ferrite bodies of low porosity

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7905707-1

Effective date: 19940110

Format of ref document f/p: F