METHOD OF MANUFACTURING A DENSE POLYCRYSTALLINE SILICON CARBIDE ARTICLE

Abstract: 1. A process for the manufacture of a dense polycrystalline shaped body of SiC with a density of at least 98% of the theoretical density of the SiC and a bending strength > 500 N/mm**2 with a Weibull modulus m > 15 by sintering SiC with the addition of compounds containing C and compounds containing B and/or Al, characterised by the following process steps : a) Purification of a pulverised, contaminated alpha- and/or beta- SiC mixed with organic material containing C, by pyrolysis under a protective gas or vacuum for the liberation of adhering SiO2 impurities, b) Cleansing from possible C residues by heating to incandescence in a CO2 atmosphere, c) Addition of a temporary binding agent and shaping of the purified alpha- and/or beta- SiC, free of B, Al and C, by a conventional ceramic shaping process to form a shaped body, d) Impregnation of the shaped body, in the green or presintered state with carbonizable, organic materials containing C dissolved in organic solvents and with organic B and/or organic Al compounds possibly dissolved in organic solvents, wherein the material containing C, B and/or Al may be a single substance, e) Pyrolysis of the impregnated shaped body and f) Sintering at temperatures > 1800 degrees C in a reducing atmosphere containing CO and containing Si- and N-.

Description: Verfahren zum Herstellen eines dichten polykristallinen Formkörpers aus SiC Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines dichten polykristallinen Formkörpers aus SiC mit einer Dichte von mindestens 98 X der theoretischen Dichte des SiC und einer Biegebruchfestigkeit > 500 Nimm2 bei einem Weibulimodul m 7 15 durch Sintern von SiC unter Zugabe von B- undioder Al- und C-haltigen Verbindungen. Der keramische Werkstoff Siliciumcarbid zeichnet sich aus durch eine Kombination von günstigen chemischen und physikalischen Eigenschaften, wie geringe Dichte, niedrigethermi- sche Ausdehnung, gute Oxydations- und Korrosionsbeständigkeit und beachtliche Festigkeit auch bei hohen Temperaturen bis ca. 14000C, einschliesslich einer hohen Kriechfestigkeit, einem niedrigen Reibungskoeffizienten und extremer Härte. Hieraus resultiert eine sehr gute Temperaturwechselbeständigkeit. Siliciumcarbid eignet sich infolgedessen als.kerami- scher Hochleistungswerkstoff insbesondere für eine Anwendung im Hochtemperaturbereich im allgemeinen Maschinenbau, z.B. für den Einsatz bei Gasturbinen, bei Motoren, für Gleitlager u.dgl. Formteile aus SiC können durch Reaktionssintern, Drucksintern oder neuerdings auch im Wege des drucklosen Sinterns hergestellt werden. Zum reaktionsgebundenen SiC erörtert aie GB-PS 1.180.918, dass aus einer Mischung aus SiC-Pulver und Kohlenstoff Formkörper hergestellt werden, die bei Temperaturen von 1600 - 17000C mit Silicium infiltriert werden. Eine arteigene Bindung wird über das neugebfldete SiC bewerkstelligt. Das reaktionsgebundene Endprodukt enthält etwa 8-12 Vol- freies Silicium. Dadurch ist bei Formteilen bei Temperaturen oberhalb des SchmeIzpunktes von Silicium (14100C) ein starker Festigkeitsabfall zu verzeichnen. Das Sintern von SiC unter gleichzeitiger Anwendung von Temperatur und Druck, das Heisspressen, unter Zusatz von geringen Mengen an Bor, Eisen, Aluminium u.a. ist seit langem bekannt. In der US-PS 3.836.673 (DE-AS 23 14 384) wird das Heisspressen von < t SiC-Pulvern mit einem Zusatz von Al-Pulver er- wähnt. Die DE-OS 23 63 036 beschreibt das Heisspressen von P-Siliciumcarbid mit Bor und die DE-OS 28 13 665 das Heiss- pressen mit Aluminiumdiborat. Mit solchem unter Druck gesinterten SiC werden Festigkeiten von 600 Nlmml und mehr erreicht. Bei hohen Temperaturen ist jedoch ein starker Abfall der Festigkeit zu verzeichnen wie eine Verringerung der Oxydationsbeständigkeit. Die Heisspresstechnologie ist darüber hinaus in konstruktiver und wirtschaftlicher Hinsicht aufwendig und gestattet ausserdem nur die Herstellung relativ einfacher Formen. Hingegen eignet sich die Heisspresstechnik weniger zur Produktion von komplizierten Bauteilen. Neben diesem Verfahren ist das heissisostatische Pressen (HIP-Technik) bekannt. Dieses ist jedoch noch aufwendiger als das bekannte Heisspressen. Der Pulverpressling wird in einer gasdichten Hülle in einem Hochtemperatur-Autoklaven verdichtet, was ein hochtemperaturbeständiges und plastisches Umhüllungsmaterial verlangt. Das drucklose Sintern gestattet die Herstellung auch komplexer Formteile ohne kostspielige und zeitaufwendige Nachbearbeitung. Bekannt ist das druck lose Sintern von SiC-Pulvern mit geringen Zusätzen an Bor und/oder B-Verbindungen und Kohlenstoff sowie Aluminium und/oder Al-Verbindungen und Kohlenstoff. Das Ausgangspulver besteht entweder aus dem kubischen r) -SiC oder dem überwiegend hexagonalen -SlC. US-PS 4.004.934 (entsprechend DE-OS 24 49 662) beschreibt die Herstellung von Formkörpern, ausgehend von ss -SiC mit Zusätzen von 0,3-3 Gew.-X Bor und 0,1-1 Gew.-X Kohlenstoff Der kaltgepresste Formkörper wird dann bei einer Temperatur von 1900-21000C zu einer relativen Dichte von über 85 % gesintert. In DE-OS 26 24 641 sowie DE-OS 26 16 817 wird die Möglichkeit beschrieben, SiC deroC -Modifikation drucklos zu sintern. Als Sinterzusätze werden ebenfalls Bor und Kohlenstoff genannt. Aus DE-OS 26 24 641 geht ein Sinterkörper mit einer relativen Dichte von mindestens 75 X hervor, dessen Sintertemperaturen bei 1900-2500"C liegen. Die Möglichkeit des Einsatzes der -Modifikation des SIC liegt darin begründet, dass es hier zu keiner Phasenumwandlung kommt, wie sie der ss -Modifikation beim Überschreiten einer bestimmten Sintertemperatur eigen ist, und ein Riesenkornwachstum zu verzeichnen ist, welches einer weiteren Verdichtung entgegenwirkt. In der DE-OS 29 12 443 wird ein Verfahren zur Herstellung eines drucklos gesinterten SiC-Formkörpers angegeben. Die Pulvermischung setzt sich zusammen aus SiC der ss - oder d -Modifikation oder Mischungen davon, einem Al-haltigen Zusatz in einer Menge von äquivalent 0-4 Gew.-X Aluminium und einem C-haltigen Zusatz in einer Menge von äquivalent 0,4-6 Gew.-Z Kohlenstoff. Nach der Formgebung der Pulvermischung wird der Formkörper bei 185021000C zu einer relativen Dichte von mindestens 85 X gesintert. Auch in der EU-Patentanmeldung 0004031 wird die Verarbeitung eines i -SiC in Submikronpulverform unter Zusätzen von Al-haltigem Material sowie C-haltigen Zusätzen bei Temperaturen von 2000-23000C zu einem dichten polykristallinen Formkörper aus i -SiC im Wege des druck losen Sinterns beschrieben. Die DE-OS 30 23 425 offenbart ein Verfahren zum Sintern eines SiC-Pulvers mit einem B-haltigen und einem C-haltigen Material in einer methanhaltigen Atmosphäre. In der DE-OS 30 44 161 wird ein Verfahren beschrieben, in dem SiC durch druckloses Sintern von i - und/oder ss -SiC unter Zugabe von bis zu 3 Gew.-X Bor in einer Schutzgasatmosphäre, die pyrolisierbare Kohlenwasserstoffe enthält, drucklos gesintert wird. Ausserdem wird der Formkörper einer aufwendigen und kostspieligen heissisostatischen Nachbehandlung unterwqrfen. Erfahrungsgemäss kann sich eine Methan oder pyrolisierbare Kohlenwasserstoffe enthaltende Atmosphäre bei hohen Temperaturen zersetzen, wobei sich undefinierbare Spaltprodukte sowie Wasserstoff bilden. Der Wasserstoff erhöht dann die thermische Leitfähigkeit der Atmosphäre beträchtlich und führt zu einer Verschlechterung des Wärmehaushaltes. Das drucklose Sintern von SiC unter Zusatz von Aluminium und Kohlenstoff nach der EU-Patentanmeldung 004031 lässt Dichten von etwa 96 X der theoretischen Dichte des SiC und Festigkeiten von 500 N/mm2 erreichen. Es hat sich gezeigt, dass das drucklose Sintern von SiC mit 3haltigen Zusätzen zu sowohl hoher Dichte, als auch hoher Festigkeitsnur nun schwer beherrschbar ist. B- aber auch Al-halti- ge SiC-Sinterkörper dieser Art zeigen noch immer ein zu in homogenes Mikrogefüge, um den heutigen Ansprüchen hinsichtlich Festigkeit und Streuung zu genügen. Das mechanische Nassmischen stellt das derzeitig am häufigsten angewandte Dispersionsverfahren dar, und es wird im Attritor die intensivste Homogenisierung erreicht. Die angeführten Verfahrensbeispiele zeigen, dass eine weitere Steigerung der Dichte bzw. der Festigkeit und geringerer Streubreite derselben nicht ausschliesslich durch Variieren der Sinteradditive und der Sinterbedingungen erreicht werden kann. Es ist vielmehr gleichzeitig auf ein feines und reines Ausgangsmaterial ebenso zu achten, wie auf eine höchst homogene, gleichmässige Verteilung und Einbringung der Sinteradditive. Eine ungenügende Homogenisierung der Komponenten, beispielsweise in Kugelmühlen durch Aggiomeratbindung, verursacht Gefügefehler mit spontaner Rissbildung im Sinterkörper. Unter diesen Bedingungen kann dann auch eine gezielt abgestimmte Atmosphä renführung ihre Wirkung tun, damit sich eine Atmosphären änderung erst ab einer bestimmten Temperatur positiv auswirken kann, wohingegen die gleiche Atmosphäre bei z.B. einer niedrigeren Temperatur nur schädlich wäre. Es stellt sich angesichts dieses Standes der Technik die Aufgabe nach einem wirtschaftlich vorteilhaften und technisch verbesserten Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers aus SiC von grösstmöglicher Homogenität des Gefüges, höchster Dichte und grösster Festigkeit bei zugleich geringstmöglicher Streubreite der Eigenschaften. Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die folgenden Verfahrensschritte: a) Reinigen eines feinstgemahlenen verunreinigten und mit organischem C-haltigen Material vermischten oC- undJoder p-SiC durch Pyrolyse in Vakuum zur t3efreiung von anhaften den SiO2-Verunreinigungen, b) Reinigen von möglichen C-Resten durch Glühen in einer C02=Atmosphäre, c) Zusatz eines temporären Bindemittels und Formgebung des gereinigten, B-, Al- und C-freien c- und/oder p-SiC durch ein übliches keramisches Formgebungsverfahren zu einem Formkörper, d) Tränken des Formkörpers in grünem oder vorgesintertem Zu stand mit in organischen Lösungsmitteln gelösten C-halti gen, carbonisierbaren, organischen Materialien und gegebe nenfalls mit in organischen Lösungsmitteln gelösten organi schen B- oder organischen Al-Verbindungen, wobei das C-, 8- und/oder Al-haltige Material eine Substanz sein kann, e) Pyrolyse des getränkten Formkörpers und f) Sintern bei Temperaturen t800 C in einer Si- und N-halti gen reduzierenden Atmosphäre. Bei dieser Behandlung wird das in der Reinigungsstufe zugesetzte organische Lösungsmittel verdampft und das Pulvergemisch einem Glühprozess im Vakuum unterzogen. Dabei reagiert der durch Pyrolyse entstandene Kohlenstoff mit dem am SiC Korn anhaftenden SiO2 nach der folgenden bekannten Gleichung: EMI6.1 Ein möglicher Überschuss an freiem Kohlenstoff im derart behandelten SiC-Pulver wird bei 11000C durch Umschalten auf CO2- Atmosphäre nach folgender Gleichung beseitigt: EMI6.2 Dieses Verfahren ermöglicht es, ein von den Verunreinigungen SiO2 und freiem Kohlenstoff freies SiC-Pulver zu erhalten. Durch diese Art der Behandlung entfällt die bisher übliche, aber umständliche und schädliche oxidierende Glühung zur Entfernung von Kohlenstoff und eine nicht minder aufwendige chemische Nachreinigung zur Beseitigung von oberflächlich anhaftenden Si02-Oxidschichten. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens findet ein SiC-Pulver Verwendung mit einer spezifischen Oberfläche zwischen 5 und 15 m2/g, bevorzugt jedoch zwischen 10 und 15 mt/g, und die Körnung soll von wengistens 90 % c 1 um getragen und frei von anhaftendem C und SiO2 sein. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Formkörper unter Druck zu tränken. Als Lieferanten organischen Kohlenstoffs kommen bei dem Verfahren aliphatische, alizyklische, aromatische und heterozyklische Kohlenwasserstoffe sowie die Kohlenhydrate in Betracht, die einzeln oder als Gemisch. vorliegen können, z.B. aromatische Alkohole, Methylcellulosen, Alkohol/Aldehyd-Gemische, Ketone, aromatische Ringsysteme, Phenol-Resol-Harze, Crackbenzinrückstände. Das Verfahren bedient sich organischer Borverbindungen und organischer Aluminiumverbindungen, beispielsweise Verbindungen des B bzw. Al mit gesättigten, ungesättigten, aromatischen und heterozyklischen Kohlenwasserstoffen, die auch durch funktionelle Gruppen gekennzeichnet sein können. Beispiele organischer borhaltiger Kohlenwasserstoffe sind Borantrimethylamin, Boranbutylamin, Boranacetat, Tributylboren, Tri-n-butylborat, Borane-pyridine, Boran-intetrahydrofuran, Benzolboransäure, Triphenylboran, wobei mindestens letztere vier Verbindungen gleichzeitig als B- und C-Lieferant dienen. Beispiele organischer -Al-haltlger Kohlenwasserstoffe sind Diethylaluminiumethoxid, Tri-i-butylaluminium, Aluminium-ipropoxid, Al-butoxide und die folgenden als Al- und C-Lieferant dienenden Verbindungen Al-dl(s.btitoxid)acetoaceticester- chelate und Al-2,4-pentonedionate. Zu. den in Betracht kommenden organischen Lösungsmitteln zählen gesättigte, ungesattigte und aromatische Kohlenwasserstoffe, die auch funktionelle Gruppen z.B. als Alkohole, Aldehyde, Ketone oder Carbonylverbindung aufweisen können, z.B. Isopropanol, Heptan, Cyclohexanon, Benzol, Aceton, Xylol, Benzin, Terpentin, Tetrahydrofuran, Tetralin, Tetrachlorkohlenstoff. Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren verwendeten gereinigten SiC-Pulver werden nach einem in der Keramik üblichen Granulierverfahren, z.B. dem Sprühtrocknen, zugeführt. Das SiC-Pulver liegt hier in reinster Form, aber undotiert vor, und die Zugabe der Sinterhilfsmittel erfolgt erst nach der Formgebung im Wege des Tränkens. Durch die erfindungsgemässe Massnahme kann mit jedem Lösungsmittel angepastet werden und mit jedem beliebigen Bindemittel, weiches in dem jeweiligen Lösungsmittel löslich ist, versetzt werden Weiterhin kommt es zu keiner sich negativ auswirkenden Entmischung oder Anreicherung der Dotierungsmittel im SiC Pulver bzw. -Granulat beim Verdunsten des Lösungsmittels, wie es sonstübliche keramische Aufbereitungs- und Trocknungsverfahren bewirken. Da sich keine Einschränkungen durch Lösungsund/oder Mischungsprobleme der organischen bor-, aluminiumund kohlenstoffhaltigen Materialien mit dem Dispersionsmedium ergeben, unterliegt die AuswahL an geeigneten organischen, kohlenstoffhaltigen, carbonisierbaren Materialien und an organischen bor- und aluminiumhaltigen Materialien praktisch keinen Einschränkungen. Im Falle des Tränkens vorgeglühter Formkörper treten auch keine Unverträglichkeiten zwischen Bindersystemen und organischen borhaltigen, aluminiumhaltigen und kohlenstoffhaltigen Materialien auf. Das erfindungsgemässe Tränken des Grünlings oder des vorgesinterten Formkörpers zeichnet sich durch homogenste Verteilung der Sinteradditive aus, wie sie bei einer Nassmischung mit nachfolgenden Verfahrensschritten der Granulierung und Formgebung keinesfalls erreicht werden. Daraus resultieren höchste Sinterdichten und damit höchste Festigkeiten und ein homogenstes Gefüge im gesinterten Scherben. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise ist eine erheblich geringere Streuung der physikalischen Eigenschaften, so z.B. der Festigkeit, ausgedrückt durch den Weibull-Modul m, der als Mass für die Streubreite einer Festigkeitsverteilung gelten kann. Es ist durchaus möglich, den "grünen" oder vorgesinterten Formkörper mit einem Lösungsmittel (z.B. Isopropanol), welches das organische, kohlenstoffhaltige, carbonisierbare Material (z.B. aromatischer Alkohol) und das organische aluminiumhaltige Material (z.B. Tri-i-butylaluminium) enthält, zu tränken. Des weiteren kann der Formkörper getränkt werden mit einem gelösten organischen Material, das C- und Bor-Lieferant in einem ist (z.B. Triphenylboran und/oder Boran-in-tetrahydro- furan gelöst in Benzol). Ein weiterer Vorzug des erfindungsgemässen Verfahrens gegen über dem Stand der Technik liegt in der Sinterung unter einer Si- und N-haltigen Atmosphäre oberhalb 1800"C. Bis zur Temperatur von 1800C handelt es sich um eine für SiC an sich bekannte Sinteratmosphäre aus einem Inertgas oder einem Inertgas/Wasserstoff-Gemisch und gegebenenfalls um ein Vakuum in der Grössenordnung C10 3 Millibar. Die Si- und N-haltige Atmosphäre bildet sich aus- der Zersetzung von Siliciumnitrid, welches in den Reaktionsraum mit eingebracht wird. Die Zersetzung von Siliciumnitrid und die Entstehung von Siliciumdampf und Stickstoff bei Temperaturen > 18000C ist deshalb von Vorteil, weil die Umwandlung von p -SiC in x -SiC in diesem Temperaturbereich liegt und die Umwandlung von Stickstoff gehemmt bzw. unterdrückt wird,Dies wiederum hat den Vorteil der Ausbildung eines feinkörnigeren, homogeneren Sintergefüges ohne ein Kristaliwachstum in Form grossstengeliger SiC-Kristalle mit den bekannten Nachteilen für die Festigkeit bei Riesenkornwachstum. Weiterhin wirkt das bei der Siliciumnitrid-Zersetzung entstehende Si in der Dampfphase der Zersetzung von SiC nach SiC -- Si + C durch Erhöhung des Gleichgewichtsdrucks auf Seiten des Silicium entgegen. Schliesslich weist das- erflndungsgemässe Verfahren den Vorzug auf, dass ab 18000C in einer reduzierenden, kohlenstoffhaltigen Atmosphäre gesintert und diese reduzierende Sinteratmosphäre durch Volumenanteile an Kohlenmonoxid erzeugt wird. CO bewirkt die Reduzierung der letzten noch vorhandenen Reste von oberflächlichem SiO2 und trägt damit erheblich zur Sinteraktivierung des SiC bei. Zudem reagiert das CO mit dem zugleich vorhandenen Siliciumdampf nach der Gleichung EMI10.1 zu Siliciumcarbid. Dadurch trägt die kohlenmonoxidhaltige Atmosphäre zu einer weiteren Verdichtung des SiC-Formkörpers bei. Der Sintervorgang kann z.B. entweder bei Temperaturen von 2200C und Normaldruck oder unter einem erhöhten Druck erfolgen. Dies letztere wirkt einer weitergehenden SiC-Zersetzung und Rekristallisation entgegen, was wiederum zu einem homogeneren Gefüge und damit zu höheren Festigkeiten führt. Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand des folgenden Beispiels näher erläutert: Beispiel )k- oder ss-SiC-Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von 5-15 m2/g und einer mittleren Korngrösse von c 1 m wird in ein ein organisches kohlenstoffhaltiges, carbonisierbares Material (z.B. Phenol-Resolharz) enthaltendes Lösungsmittel (z.B. Aceton) eingerührt. Das Lösungsmittel wird verdampft und das getrocknete Pulver einer Pyrolyse unter Schutzgas oder Vakuum und einer Temperaturbehandlung bei > 17000C in einem metallischen Hochtemperaturofen unterzogen, wobei oberflächlich anhaftendes Si02 durch den entstandenen Kohlenstoff reduziert wird. Überschüssiger Kohlenstoff wird nun durch Umschalten auf reine C02-Atmosphäre bei einer Temperatur > 11000C oxidierend als CO entfernt. Es wird unter Vakuum abgekühlt. Ein z.B. derart gereinigtes B-Siliciumcarbidpulver wird nun einem Granulierungsprozess unterworfen. Aus einer wässerigen SiC-Suspension, die 2 X PYA-Binder und ein Gleitmittel enthält, wird mittels Sprühtrocknung ein rieselfähiges, hochverdichtbares Pulvergranulat erhalten, was jeder Formgebung, insbesondere einem Pressvorgang, unterworfen werden kann. Durch z.B. kaltisostatisches Pressen wird ein Formkörper einer Gründichte vonN 70 X hergestellt. Nun wird entweder der grüne Formkörper oder der vorgeglühte Formkörper mit einem Lösungsmittel, welches das organische kohlenstoffhaltige carbonisierbare Material und das organische borhaltige Material enthält, getränkt. Die Konzentration an C-haltigem bzw. B-haltlgem Material ist derart bemessen, dass es bis zu 2 Ges..% Bor und bis zu 4 Gew.-X Kohlenstoff liefert. Der getränkte Formkörper wird in ein Siliciumnitrid enthaltendes Reaktionsgefäss gebracht und nun der Pyrolyse und dem normalen Schutzgassintern unter Argon unterworfen, wobei bei 14500C eine 30-minütige Haltezeit eingebracht wird. Ab 1800"C wird die Atmosphäre durch die Zersetzung von Silicium nitrid an Si und N angereichert. Zudem wird bei einer Temperatur ? 1800 C dem Argonstrom Kohlenmonoxid bis 40 Yol-X zugemischt und weiter bis ca. 22000C aufgeheizt und hier eine Haltezeit von 20 Minuten eingelegt. Weitere 20 Minuten wird unter einem Überdruck von bis zu 10 bar gehalten. Zum Abkühlen wird der Ofen unter Schutzgas gehalten. Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften der Dichte und Biegebruchfestigkeit sowie die Streubreite letzterer (Weibullmodul m) nach dem herkömmlichen Verfahren aufbereiteter und gesinterter SiC-Formkörper (Probe 1) am Beispiel von /3 -SiC, sowie im Vergleich hierzu die Proben 2, 3 und 4 nach dem erfindungsgemässen Verfahren aufbereitet und gesintert. Tabelle 1 SiC-Körper mit unterschiedlichen Eigenschaften nach herkömmlichen Verfahren (Probe 1; und nach dem erfindungsgemässen Verfahren (Proben 2 - 4). #B Probe SiC-Material % TD [N/mmê] Weibullmodul Dotierung # m Sinteratmosphäre # 1 ss -SiC 92 330 5 B,C Argon 2 ss -SiC pyrolytisch 95 400 8 gereinigt B- und C-getränkt Argon 3 ss-sic pyrolytisch 96 450 10 gereinigt 8- und C-getränkt Arson/Si3N4-Kondition- ierung 4 ss -SiC pyrolytisch > 98 > 500 > 15 gereinigt B- und C-getränkt Argon und CO-Atmosphäre Si3N4-Konditionierung

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen eines dichten polykrisUllinen Formkörpers aus SiC mit einer Dichte von mindestens 98 s der theoretischen Dichte des SiC und einer Biegebruch festigkeit > 500 N/mm2 bei einem Weibullmodul m zu 15 durch Sintern von SiC unter Zugabe von B- und/ oder Al- und C-haltigen Verbindungen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Reinigen eines feinstgemahlenen verunreinigten und mit organischem C-haltigen Material vermischten cc- und/oder ss-SiC durch Pyrolyse im Vakuum zur Befreiung von anhaften den SiO2-Verunreinigungen, b) Reinigen von möglichen C-Resten durch Glühen in einer C02-Atmosphäre, c) Zusatz eines temporären Bindemittels und Formgebung des gereinigten, B-, Al- und C-freien - undJoder ss-SiC durch ein übliches keramisches Formgebungsverfahren zu einem Formkörper, d) Tränken des Formkörpers in grünem oder vorgesintertem Zustand mit in organischen Lösungsmitteln gelösten C haltigen, carbonisierbaren, organischen Materialien und gegebenenfalls mit in organischen Lösungsmitteln gelö sten organischen B-, oder organischen Al-Verbindungen, wobei das C-, 8- und/oder Al-haltige Material eine Sub stanz sein kann, e) Pyrolyse des getränkten Formkörpers und f) Sintern bei Temperaturen > 18000C in einer Si- und N- haltigen reduzierenden Atmosphäre. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ver wendung eines SiC-Pulvers mit einer spezifischen Ober fläche zwischen 5 und 15 m2/g und einer Körnung von we nigstens 90 X C 1 um, das frei von anhaftendem C und SiO2 ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper unter Druck getränkt werden. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass das C-haltige Material eine organische Ver bindung ist. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass das B- oder Al-haltige Material eine or ganische B- oder Al-Verbindung ist. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Si- und N-haltige Atmosphäre aus Si Nitrid gebildet wird und dass die reduzierende Atmosphäre aus CO besteht und 1-40 Val-X der Gesamtatmosphäre beträgt. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der Sintervorgang in einem Inertgas-CO-Ge misch bei Normaldruck oder Uberdruck bis zu 20 bar erfolgt.

Inventors: HAHN, CHRISTOPH, DR., MULLER-ZELL, AXEL, DR., Müller-Zell, Axel, Dr.
Applicants: HUTSCHENREUTHER AG
Application year: 1983
Main classification: C04B35
IPC codes: C04B35