CZ169394A3 - Silicon granulate for silicification of building elements made of carbon or mixtures of silicon carbide and carbon, process for producing such granulate and process for producing silicon-infiltrated building elements of silicon carbide - Google Patents
Silicon granulate for silicification of building elements made of carbon or mixtures of silicon carbide and carbon, process for producing such granulate and process for producing silicon-infiltrated building elements of silicon carbide Download PDFInfo
- Publication number
- CZ169394A3 CZ169394A3 CZ941693A CZ169394A CZ169394A3 CZ 169394 A3 CZ169394 A3 CZ 169394A3 CZ 941693 A CZ941693 A CZ 941693A CZ 169394 A CZ169394 A CZ 169394A CZ 169394 A3 CZ169394 A3 CZ 169394A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- silicon
- granulate
- carbon
- weight
- binder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62802—Powder coating materials
- C04B35/62828—Non-oxide ceramics
- C04B35/62839—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped 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
- C04B35/56—Shaped 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
- C04B35/565—Shaped 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
- C04B35/573—Shaped 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 obtained by reaction sintering or recrystallisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62802—Powder coating materials
- C04B35/62828—Non-oxide ceramics
- C04B35/62836—Nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62897—Coatings characterised by their thickness
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
- C04B35/636—Polysaccharides or derivatives thereof
- C04B35/6365—Cellulose or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5062—Borides, Nitrides or Silicides
- C04B41/5071—Silicides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/87—Ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
- C04B2235/3891—Silicides, e.g. molybdenum disilicide, iron silicide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
- C04B2235/404—Refractory metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
- C04B2235/424—Carbon black
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
- C04B2235/425—Graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/428—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Vynález se týká křemíkového granulátu pro křemíkování tvarových těles z uhlíku nebo směsí karbidu křemíku a ulili—— ku, způsobu výroby potaženého křemíkového granulátu a způsob výroby křemíkem infiltrovaných konstrukčních prvků z karbidu křemíku s použitím potaženého křemíkového granulátu.The invention relates to a silicon granulate for silicon molding of carbon or silicon carbide moldings, a process for producing a coated silicon granulate and a process for producing silicon-infiltrated silicon carbide components using a coated silicon granulate.
f'5f'5
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Mezi neoxidickými vysoce kvalitními keramickými materiály představují materiály z karbidu křemíku zvlášť důležitou a perspektivní skupinu materiálů. Pro kombinaci jejich vynikajících látkových vlastností, jako tvrdost, odolnost proti otěru, stálost za vysokých teplot, odolnost proti většině kyselin a louhů a dobré kluzné vlastnosti se materiály z karbidu křemíku používají jako materiál pro kluzné kroužky, ložiska, těsnicí kluzné kroužky, hořáky, tepelné výměníky a další účely.Among non-oxidic high-quality ceramic materials, silicon carbide materials represent a particularly important and promising group of materials. To combine their excellent fabric properties such as hardness, abrasion resistance, high temperature stability, resistance to most acids and alkalis and good sliding properties, silicon carbide materials are used as a material for sliding rings, bearings, sliding rings, burners, thermal heat exchangers and other purposes.
Při procesu křemíkování může tvarové těleso z uhlíku zcela nebo částečně zreagovat infiltrací, často označovanou jako reakční sintrování, při vysokých teplotách v přítomnosti křemíku na karbid křemíku, a další infiltrací křemíku se mohou póry tvarového tělesa uzavřít. Dále se může přiIn the silicon process, the carbon molding may react wholly or partially by infiltration, often referred to as reaction sintering, at high temperatures in the presence of silicon to silicon carbide, and by further infiltration of silicon the pores of the molding may be closed. Furthermore, the
-2procesu křemíkování tvarové těleso ze směsi karbidu křemíku a uhlíku vypálit infiltrováním v přítomnosti křemíku.-2-silicon process molded from a mixture of silicon carbide and carbon to infiltrate in the presence of silicon.
Kapalný křemík proniká do tvarového tělesa a reaguje s uhlíkem za vzniku nového karbidu křemíku. Infiltrace se může provádět za vakua při teplotě od asi 1400 ’C, s výhodou při teplotě 1600 °C až 1800 “C nebo za použití ochranného plynu, příkladně argonu, při teplotách až 2200 °C. Proces infiltrace má tu výhodu, že nedochází k žádnému nebo téměř žádnému smršfování.Liquid silicon penetrates into the shaped body and reacts with carbon to form a new silicon carbide. The infiltration may be carried out under vacuum at a temperature of from about 1400 ° C, preferably at a temperature of 1600 ° C to 1800 ° C, or using a shielding gas, for example argon, at temperatures up to 2200 ° C. The infiltration process has the advantage that there is no or almost no shrinkage.
Při často používaném postupu křemíkování se obvykle tvarová tělesa určená ke křemíkování uloží na pomocný vypalovací přípravek, příkladně kotouče, desky nebo hranoly ze stejného nebo podobného již křemíkovaného materiálu. Pomocný vypalovací přípravek je umístěn na vypalovací desce vypalovací pece; mezi pomocnými vypalovacími přípravky je rozdělen granulát křemíku. Při teplotách nad asi 1400 °C křemík taje. Kapalný křemík se dostává póry pomocného vypalovacího prostředku do vnitřku tvarového tělesa, takže tvarová tělesa umístěná na pomocném vypalovacím přípravku jsou infiltrována kapalným křemíkem.In a frequently used silicon process, usually the silicon shaped bodies are deposited on a firing aid, for example, discs, plates or prisms of the same or similar already siliconized material. The firing aid is located on the firing plate of the firing furnace; silicon granulate is distributed between the firing aids. Silicon melts at temperatures above about 1400 ° C. The liquid silicon enters the pores of the auxiliary firing agent into the interior of the molding so that the moldings placed on the firing auxiliary are infiltrated with liquid silicon.
Tento postup je zatížen výraznými nevýhodami. Přes použití pomocného vypalovacího přípravku není vždy vyloučen přímý kontakt kapalného křemíku a křemíkovaného tvarového tělesa. To může vést ke vzniku trhlin ve tvarovém tělese. Přímý kontakt kapalného křemíku a tvarových těles může kromě toho vést k velkoplošnému ulpívání křemíku na tvarových tělesech nebo slepování tvarových těles, pomocných vypalovacích přípravků a vypalovacích desek, které se odstraňují jen s velkou ztrátou času a zvýšeným podílem zmetků.This procedure is subject to significant disadvantages. Despite the use of the firing aid, direct contact of the liquid silicon and the silicon molded body is not always excluded. This can lead to cracks in the shaped body. In addition, direct contact of the liquid silicon and the moldings can lead to large-area adhesion of the silicon to the moldings or the bonding of the moldings, firing aids and firing plates, which are removed only with a great waste of time and increased rejects.
-3Dále může kapalný křemík vytékající z vypalovací desky poškodit vypalovací pec, zejména její izolaci. Kromě toho vytékaj ící křemík j iž není k dispozici pro křeraíkování tvarového tělesa, takže se získají konstrukční prvky neúplně křemíkované. Nahromaděním kapalného křemíku na vypalovací desce je tato silně namáhána a snadno se zlomí. To stejné platí, jestliže se pomocný vypalovací přípravek napeče na vypalovací desku.Furthermore, liquid silicon leaking from the firing plate can damage the firing furnace, particularly its insulation. In addition, the effluent silicon is no longer available for molding the silicon body, so that the components are incomplete siliconized. By accumulating liquid silicon on the firing plate, it is heavily stressed and easily breaks. The same applies if the firing aid is baked onto the firing plate.
Po ukončení procesu křemíkování se mohou konstrukční prvky při oddělování od pomocných vypalovacích přípravků poškodit nebo zcela zničit odlamováním zvláště na hranách. Toto oddělování je dále velmi pracné. Bezpodmínečně nutné používání pomocných vypalovacích přípravků s sebou přináší další nevýhody. Za prvé je výroba pomocných vypalovacích přípravků nutná, což je relativně nákladné. Za druhé jsou pomocné vypalovací přípravky náročné z hlediska prostoru ve vypalovací peci, takže je znemožněno optimální využití kapacity pece. Za třetí je ukládáni tvarových těles na vypalovací desky nákladné.After completion of the silicon process, the components may be damaged or completely destroyed by breaking off, especially at the edges, when they are separated from the firing aids. Furthermore, this separation is very laborious. The necessity of using auxiliary firing agents brings further disadvantages. Firstly, the production of firing aids is necessary, which is relatively expensive. Secondly, the firing auxiliaries are space-intensive in the firing furnace, so that optimum utilization of the furnace capacity is impossible. Third, it is costly to place the moldings on the baking plates.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Úkolem předloženého vynálezu je připravit k použití křemíkový granulát, který umožní dosažení vyšších výtěžků dokonalých křemíkovaných konstrukčních prvků a který chrání vypalovací pec před poškozením kapalným křemíkem. Dále má umožnit proces křemíkování, při kterém není nutné použití pomocného vypalovacího přípravku.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide for use a silicon granulate which allows for higher yields of perfect siliconized structural elements and which protects the baking furnace from damage by liquid silicon. It is further intended to allow a siliconing process in which the use of a firing aid is not necessary.
Tento úkol řeší křemíkový granulát, jehož částice jsou opatřeny povlakem, obsahujícím uhlík nebo sloučeninu uvolňující uhlík a pojivo. Výhodným způsobem provedení jeThis object is achieved by a silicon granulate whose particles are provided with a coating comprising a carbon or carbon-releasing compound and a binder. A preferred embodiment is
-4křemíkový granulát, jehož povlak obsahuje uhlík ve formě sazí, grafitu nebo jiných druhů uhlíku, dále obsahuje organické pojivo případně nitrid boru a povlak má sílu od 1 pm do 0,5 mm.The silicon granulate, the coating of which contains carbon in the form of carbon black, graphite or other types of carbon, further comprises an organic binder or boron nitride, and the coating has a thickness of from 1 µm to 0.5 mm.
Křemíkový granulát s výhodou sestává z křemíku, směsi křemíku a některého silicidu nebo směsi křemíku a kovu tvořícího silicidy a jeho povlak obsahuje jako pojivo derivát celulózy rozpustný ve vodě.The silicon granulate preferably consists of silicon, a mixture of silicon and a silicide or a mixture of silicon and a silicide-forming metal, and its coating comprises a water-soluble cellulose derivative as a binder.
Při procesu výroby křemíkového granulátu podle vynálezu se křemíkový granulát smísí s roztokem organického pojivá nebo s kapalným pojivém, s uhlíkem a případně s nitridem boru a následně se vysuší. Při výhodném způsobu provedení se křemíkový granulát smísí s vodným roztokem organického pojivá nebo s kapalným pojivém před tím, než se přidá uhlík a případně nitrid boru, přičemž roztok pojivá obsahuje 3 až 60 % hmotnostních pojivá a množství pojivá činí 0,1 až 10 % hmotnostních, s výhodou 0,5 až 5 % hmotnostních, vztaženo na křemíkový granulát a potahovací směs.In the process for producing the silicon granulate according to the invention, the silicon granulate is mixed with a solution of an organic binder or a liquid binder, with carbon and optionally boron nitride and subsequently dried. In a preferred embodiment, the silicon granulate is mixed with an aqueous solution of an organic binder or a liquid binder before carbon and optionally boron nitride are added, the binder solution containing 3 to 60% by weight binder and 0.1 to 10% by weight binder. %, preferably 0.5 to 5% by weight, based on the silicon granulate and the coating composition.
Množství uhlíku činí 0,1 až 10 % hmotnostních, s výhodou 0,5 až 5 % hmotnostních, vztaženo na křemíkový granulát a potahovací směs.The amount of carbon is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, based on the silicon granulate and the coating composition.
Množství nitridu boru činí 0 až 5 % hmotnostních, s výhodou 0 až 1 % hmotnostní, vztaženo na křemíkový granulát a potahovací směs.The amount of boron nitride is 0 to 5% by weight, preferably 0 to 1% by weight, based on the silicon granulate and the coating composition.
Potažený křemíkový granulát podle vynálezu se používá při procesu křemíkování k výrobě konstrukčních prvků z karbidu křemíku infiltrovaného křemíkem, při kterém jsou tvarová tělesa z uhlíku nebo ze směsí karbid křemíkuThe coated silicon granulate of the invention is used in a silicon process to produce silicon-infiltrated silicon carbide components in which the moldings are carbon or silicon carbide mixtures
-5- uhlík, určená ke křemíkování umístěna na vypalovacích deskách vypalovací pece a vypálením se infiltrují křemíkem. Křemíkový granulát určený k potahování může podle stupně čistoty obsahovat více nebo méně čistý křemík, směs křemíku a silicidů nebo směs křemíku a kovů ke tvorbě silicidů.The carbon to be siliconized is placed on the firing plates of the kiln and is fired by silicon. The silicon granulate to be coated may contain, depending on the degree of purity, more or less pure silicon, a mixture of silicon and silicides or a mixture of silicon and metals to form silicides.
V případě směsí křemíku a silicidů může křemíkový granulát obsahovat až do 50 % hmotnostních silicidů. U směsí křemíku a kovů je maximální obsah kovů výrazně pod 50 % hmotnostních. Výhodnými kovy ke tvorbě silicidů a jako složka silicidů jsou chrom, wolfram, hafnium, zirkon, vanad, bor, mangan, niob, tantal, molybden a železo. Křemíkový granulát obsahuj ící silicidy se může vyrobit ze směsi pevného křemíku a silicidů a následným rozdrcením a rozemletím slitku. Křemíkový granulát obsahující kovy se vyrábí ze směsi křemíku a kovu.In the case of mixtures of silicon and silicides, the silicon granulate may contain up to 50% by weight of silicides. For mixtures of silicon and metals, the maximum metal content is well below 50% by weight. Preferred metals for forming silicides and as a component of silicides are chromium, tungsten, hafnium, zirconium, vanadium, boron, manganese, niobium, tantalum, molybdenum and iron. Silicide containing silicon granules can be made from a mixture of solid silicon and silicides, followed by crushing and grinding the bar. The metal-containing silicon granulate is made from a mixture of silicon and metal.
V průběhu první fáze výpalu při křemíkování při teplotách až do asi 400 °C se rozkládá organické pojivo potaženého křemíkového granulátu podle vynálezu. Jako povlak na částicích zbývá uhlík a nitrid boru, jestliže se k potahování přidá nitrid boru, jak se předpokládá ve výhodné formě provedení. Když se křemík začíná tavit, reaguje uhlík určený k potahováni s křemíkem z vnitřku částic na karbid křemíku, který případně spolu s nitridem boru tvoří plášf k zachycení roztaveného křemíku. Roztavený křemík prostupuje teplotně odolným, ale propustným povlakem a může buď přímo nebo nebo přes porézní pomocný vypalovací přípravek proniknout do tvarového tělesa. Ke konci procesu křemíkování zbývají povlaky jako prázdné obaly, dále označované jako struska. Jestliže křemíkový granulát obsahuje nejenom křemík, ale také silicidy nebo kovy, které při křemíkovém vypalování reagují s křemíkem za tvorby silicidů, nacházejí se silicidy při křemíkovém vypalování v roztavenéDuring the first firing stage during siliconization at temperatures up to about 400 ° C, the organic binder of the coated silicon granulate according to the invention is decomposed. Carbon and boron nitride remain as the coating on the particles when boron nitride is added to the coating, as envisaged in a preferred embodiment. When the silicon begins to melt, the carbon to be coated with the silicon from the interior of the particles reacts to the silicon carbide, which, optionally together with boron nitride, forms a shell to trap the molten silicon. The molten silicon permeates a heat-resistant but permeable coating and can penetrate either directly or through the porous firing aid into the shaped body. At the end of the silicon process, coatings remain as empty packages, hereinafter referred to as slag. If the silicon granulate contains not only silicon, but also silicides or metals that react with silicon to form silicides during silicon firing, the silicides are found in molten silicon firing
-6nebo pevné formě. Roztavený silicid proniká s roztaveným křemíkem povlakem částic. Pevný silicid je roztaveným křemíkem unášen přes povlak částic, pokud je velikost částic dostatečně malá.-6or solid form. The molten silicide penetrates the molten silicon through the particle coating. The solid silicide is carried by the molten silicon through the coating of the particles when the particle size is sufficiently small.
Způsobem výroby potaženého křemíkového granulátu podle vynálezu se zabrání přímému kontaktu roztaveného křemíku a tvarových těles určených ke křemíkování během vypalování. Roztavený křemík proniká povlakem pomalej i do tvarového tělesa a reaguj e opožděně. Oboj i vede k zabránění vzniku zmetků tvorbou trhlin v křemíkovaných konstrukčních prvcích. Dosáhne se rovnoměrného příjmu křemíku ve tvarových tělesech. Dále se zabrání velkoplošnému ulpívání křemíku, jehož odstraňování při následném čistícím procesu je velmi časově náročné. Další výhoda použití granulátu podle vynálezu spočívá v tom, že z vypalovací desky nemůže odtékat žádný křemík. Tím se zabrání poškozování vypalovací pece a rovněž se nevyráběj í žádné nedokonale křemíkované konstrukční prvky, které by musely být podrobeny opakovanému výpalu. Dále je výhodné, že při způsobu výroby křemíkového granulátu podle vynálezu není třeba používat žádné pomocné vypalovací přípravky. Tím se zjednodušuje proces vsádky, kapacita vypalovací pece se může lépe využít; odpadá výroba pomocného vypalovacího přípravku a oddělování pomocných vypalovacích přípravků od křemíkovaných konstrukčních prvků, které může vést k poškození nebo dokonce ke zničení jednotlivých konstrukčních prvků. Prázdné obaly, vznikající jako struska při výrobě křemíkového granulátu podle vynálezu se nechají od konstrukčních prvků snadno oddělit.The method of producing the coated silicon granulate of the invention avoids direct contact of the molten silicon and the silicon moldings during firing. The molten silicon penetrates the coating slowly into the shaped body and reacts belatedly. Both results in the formation of cracks in the silicon-based structural elements. An even silicon uptake in the shaped bodies is achieved. Furthermore, large-area adhesion of silicon, which is very time-consuming to remove in the subsequent cleaning process, is avoided. A further advantage of using the granulate according to the invention is that no silicon can escape from the baking plate. This prevents damage to the baking furnace and also does not produce any imperfectly siliconized components which would have to be subjected to repeated firing. It is further advantageous that no firing auxiliaries are required in the process for producing the silicon granulate according to the invention. This simplifies the batch process, the capacity of the kiln can be better utilized; there is no need to produce a firing aid and to separate the firing aid from the silicon-based structural elements, which can lead to damage or even destruction of the individual structural elements. The empty slags formed as slag in the production of the silicon granulate according to the invention are easily separated from the components.
Křemíkovým granulátem podle vynálezu je možné křemíkovat veškerá porézní tvarová tělesa z uhlíku nebo ze směsi karbidu křemíku a uhlíku. Tvarová tělesa mohou býtIt is possible to siliconize all porous molded bodies of carbon or a mixture of silicon carbide and carbon with the silicon granulate according to the invention. The shaped bodies may be
-Ίtaké z uhlíku zesíleného vlákny, příkladně uhlík zesílený uhlíkovými vlákny (CFC). Tvarová tělesa určená ke křemíkování j e možné vyrábět obvyklými tvářecími postupy, j ako příkladně odléváním nebo lisováním. Rovněž je možné připravit je zahuštěním karbidu křemíku přimíšením karbonizovatelného poj iva a uhlíku a potom zkoksovat. Geometrický tvar těles se upraví soustružením, vrtáním a podobně.Also fiber-reinforced carbon, for example carbon-fiber reinforced carbon (CFC). Molded bodies for silicon can be produced by conventional molding processes, such as casting or pressing. It is also possible to prepare them by concentrating the silicon carbide by admixing the carbonizable binder and carbon and then coking. The geometric shape of the bodies is adjusted by turning, drilling and the like.
Materiál konstrukčních prvků infiltrovaných křemíkem podle vynálezu obsahuje RBSiC, SiSiC, při vyšším podílu velkých vměstků uhlíku CSiSiC nebo směsi křemíku, karbidu křemíku a silicidů (silicid - SiSiC), přičemž materiál může být zesílen vlákny. Některé možnosti použiti konstrukčních prvků z těchto materiálů byly již dříve v příkladech uvedeny.The silicon-infiltrated structural material of the present invention comprises RBSiC, SiSiC, with a higher proportion of large CSiSiC carbon inclusions, or a mixture of silicon, silicon carbide and silicides (silicide - SiSiC), whereby the material can be fiber reinforced. Some possibilities of using structural elements made of these materials have already been mentioned in the examples.
Při způsobu výroby konstrukčních prvků z karbidu křemíku infiltrovaných křemíkem podle vynálezu se nabízejí různé možnosti pro uspořádání tvarových těles a potaženého křemíkového granulátu ve vypalovací peci. Při zvlášť jednoduchém provedení se příkladně na vypalovací desku, na které je navrstven nitrid boru, nasype potažený křemíkový granulát a přímo na něj se umístí tvarová tělesa určená ke křemíkování. Tvarová tělesa se také mohou vložit do vrstvy potaženého křemíkového granulátu. V případě tvarových těles tvaru trubice je možné naplnit potažený křemíkový granulát do tvarového tělesa umístěného na vypalovací desce. Dále je možné uspořádat tvarová tělesa nad sebou, přičemž se vždy oddělí vrstvou křemíkového granulátu podle vynálezu.In the process for the production of silicon-infiltrated silicon carbide components according to the invention, various possibilities are offered for arranging the moldings and the coated silicon granulate in the kiln. In a particularly simple embodiment, for example, a coated silicon granulate is poured onto a baking plate on which boron nitride is superimposed and the moldings to be silicon are placed directly on it. The shaped bodies can also be inserted into a layer of coated silicon granulate. In the case of tubular shaped bodies, it is possible to fill the coated silicon granulate into a shaped body located on the firing plate. Furthermore, it is possible to arrange the shaped bodies one above the other, each being separated by a layer of the silicon granulate according to the invention.
Způsob křemikování podle vynálezu je zvlášť výhodný pro velká tvarová tělesa a velká množství křemíku na vypalovací desce.The silicon process according to the invention is particularly advantageous for large moldings and large amounts of silicon on the firing plate.
-8Jestliže je na hotových křemíkovaných konstrukčních prvcích nepřípustná přítomnost strusky, jsou možná různá uspořádání, při nichž jsou tvarová tělesa určená ke křemíkování oddělena od potaženého křemíkového granulátu porézním materiálem, který propouští kapalný křemík. Příkladně se může na vypalovací desku nasypat potažený křemíkový granulát, na něj položit porézní deska z karbidu křemíku a na tuto desku ukládat tvarovaná tělesa. Dále se může potažený křemíkový granulát vložit do porézních tyglíků z karbidu křemíku, které jsou umístěny na vypalovací desce mezi tvarovými tělesy určenými ke křemíkování. Konečně je také možné použít jako doposud pomocné vypalovací přípravky v kombinaci s potaženým křemíkovým granulátem, na nichž tvarová tělesa leží. V tomto případě se však neuplatní výhody výše uvedené, týkaj ící se způsobu provedení bez pomocných vypalovacích přípravků. Všechny ostatní výše uvedené výhody, jako zlepšený výtěžek dokonalých křemíkovaných konstrukčních prvků a zabránění poškozování vypalovací pece však zůstávají zachovány i při tomto způsobu provedení.If the presence of slag is unacceptable on the finished silicon components, various arrangements are possible in which the moldings to be silicon are separated from the coated silicon granulate by a porous liquid-permeable material. For example, a coated silicon granulate can be poured onto the baking plate, a porous silicon carbide plate can be placed thereon and the shaped bodies deposited thereon. Further, the coated silicon granulate may be embedded in porous silicon carbide crucibles which are placed on the firing plate between the moldings to be siliconized. Finally, it is also possible to use, as hitherto, auxiliary firing agents in combination with the coated silicon granulate on which the shaped bodies lie. In this case, however, the advantages mentioned above with regard to the embodiment without firing aids do not apply. However, all the other advantages mentioned above, such as the improved yield of perfect silicon-based components and the prevention of deterioration of the baking furnace, remain in this embodiment.
Velikost částic křemíkového granulátu k potahování činí nejméně 1 mm, s výhodou 3 až 15 mm, obzvláště výhodně 7 až 12 mm.The particle size of the silicon granulate to be coated is at least 1 mm, preferably 3 to 15 mm, particularly preferably 7 to 12 mm.
Jako pojivo se mohou použít všechny sloučeniny, které se vyznačují dobrou přilnavostí jejich tenké vrstvy ke křemíkovému granulátu. Mohou se použít anorganická pojivá, příkladně polysilany, nebo organická pojivá. S výhodou se používají organická pojivá rozpustná ve vodě, protože tato se mohou nanášet z vodných roztoků, takže nevznikají žádné problémy z hlediska ochrany životního prostředí, jako jeAll the compounds which have good adhesion of their thin layer to the silicon granulate can be used as a binder. Inorganic binders, for example polysilanes, or organic binders may be used. Preferably, water-soluble organic binders are used, since they can be applied from aqueous solutions so that no environmental problems such as
-9tomu u organických rozpouštědel. Pokud se pojivá nacházejí v kapalné formě, jako příkladně některé syntetické pryskyřice, není nutné používat žádné rozpouštědlo. Křemíkový granulát se může v tomto případě smísit přímo s předloženým pojivém v kapalné formě a ostatní složky povlaku se mohou přidat následně.In organic solvents. When the binders are present in liquid form, such as some synthetic resins, no solvent is required. In this case, the silicon granulate can be mixed directly with the present binder in liquid form and the other components of the coating can be added subsequently.
S výhodou se používaj í poj iva rozpustná ve vodě ze skupiny derivátů celulózy, jako příkladně natriumkarboxymetylceluloza. Zvlášf vhodné jsou deriváty celulózy s krátkým řetězcem, protože tyto se rychleji rozpouštějí. Zároveň působí také jako prostředky pro zlepšení tekutosti, čímž dochází k jemnějšímu rozdělení uhlíku v potahovací směsi. Použijí-li se jiná pojivá, která nemají tento dodatečný účinek, může se použít větší množství vody nebo prostředek pro zlepšení tekutosti, který uvolní povrchové napětí v částečkách uhlíku.Preferably, water-soluble binders of the cellulose derivative group are used, such as sodium carboxymethylcellulose. Particularly suitable are short chain cellulose derivatives as these dissolve more rapidly. At the same time, it also acts as a flow-enhancing means, thereby resulting in a finer carbon distribution in the coating composition. If other binders that do not have this additional effect are used, a greater amount of water or a flow aid may be used to release the surface tension in the carbon particles.
Podle délky řetězce derivátu celulózy je koncentrace vodných roztoků pojiv, které se používají k výrobě potahovací směsi v rozmezí od 1 do 60 % hmotnostních, s výhodou 3 až 30 % hmotnostních, přičemž čím vyšší koncentrace se použije, tím kratší je délka řetězce. Podle koncentrace poj iva ve vodném roztoku poj iva se volí množství roztoku pojivá, které se použije k výrobě potahovací směsi. Roztoky pojiv s vyšší koncentrací jsou pro svůj lepivý účinek výhodnější. V případě 20 % roztoku pojivá se může příkladně tento roztok použít v množstvích od asi 0,5 do 15 % hmotnostních, s výhodou 3 až 7 % hmotnostních, vztaženo na potahovací směs a křemíkový granulát. V tomto případě se tedy použije asi 0,1 až 3 % hmotnostní, s výhodou 0,6 až 1,4 % hmotnostních, vztaženo na potahovací směs a granulát. Mohou se však použít také větší množstvíDepending on the chain length of the cellulose derivative, the concentration of the aqueous binder solutions used to produce the coating composition is in the range of 1 to 60% by weight, preferably 3 to 30% by weight, the higher the concentration used, the shorter the chain length. Depending on the concentration of binder in the aqueous binder solution, the amount of binder solution to be used to produce the coating composition is selected. Higher concentration binder solutions are preferable for their tack effect. In the case of a 20% binder solution, this solution may, for example, be used in amounts of from about 0.5 to 15% by weight, preferably 3 to 7% by weight, based on the coating composition and the silicon granulate. Thus, about 0.1 to 3% by weight, preferably 0.6 to 1.4% by weight, based on the coating composition and the granulate are used. However, larger amounts may also be used
-10pojiva, s výhodou až asi 10 % hmotnostních. Pod pojmem potahovací směs se rozumí všechny složky s vyj ímkou křemíkového granulátu, které jsou přítomné při technologickém kroku potahování.Binders, preferably up to about 10% by weight. The term coating composition is to be understood as meaning all components, with the exception of the silicon granulate, which are present in the coating process.
Jako uhlík se ve směsích pro potahování mohou používat saze, grafit a/nebo jiné druhy uhlíku, jako příkladně koksový prach. Dále se může místo uhlíku použít sloučenina uvolňující uhlík. Jako sloučeniny uvolňující uhlík se mohou použít sloučeniny bohaté na uhlík jako příkladně fenolové pryskyřice nebo škrob. Protože jemný grafitový prášek většinou vede ke vzniku pevnějších povlaků, přidává se s výhodou k sazím také grafit. Hmotnostní poměr sazí ke grafitu je s výhodou v rozsahu od 8 : 1 až 1:2, obzvláště v rozsahu od 3 1 do 2 1.Carbon, graphite and / or other types of carbon, such as coke dust, may be used in the coating compositions. Further, a carbon-releasing compound may be used instead of carbon. Carbon-rich compounds such as phenolic resins or starch can be used as carbon-releasing compounds. Since fine graphite powder usually results in stronger coatings, graphite is also preferably added to the carbon black. The weight ratio of carbon black to graphite is preferably in the range of from 8: 1 to 1: 2, especially in the range of from 3 to 2 liters.
Uhlík se k potahovací směsi přidává v takovém množství, které postačuje k tomu, aby se vytvořil povlak křemíkového granulátu, který při tavení křemíku ve vnitřku potahovaných částic granulátu tvoří intaktní obálku. Obsah uhlíku činí asi 0,1 až 10 % hmotnostních, s výhodou 0,5 až 5 % hmotnostních, vztaženo na potahovací směs a křemíkový granulát. Při použití sloučenin uvolňuj ících uhlík se přidají odpovídající vyšší množství potahovací směsi.The carbon is added to the coating composition in an amount sufficient to form a silicon granulate coating which forms an intact envelope when the silicon melts inside the coated granulate particles. The carbon content is about 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, based on the coating composition and the silicon granulate. When using carbon-releasing compounds, correspondingly higher amounts of coating composition are added.
S výhodou se k potahovací směsi přidá nitrid boru jako vysokoteplotní separační prostředek. Obsah nitridu boru je v rozsahu od 0 do 5 % hmotnostních, s výhodou až 1 % hmotnostní, vztaženo na potahovací směs a křemíkový granulát. Při tavení křemíku ve vnitřku potahovaných částic potom vzniká obálka z karbidu křemíku a nitridu boru.Preferably, boron nitride is added to the coating composition as a high temperature release agent. The boron nitride content ranges from 0 to 5% by weight, preferably up to 1% by weight, based on the coating composition and the silicon granulate. The melting of the silicon inside the coated particles then results in an envelope of silicon carbide and boron nitride.
-11Při výhodné formě provedení způsobu výroby potaženého křemíkového granulátu podle vynálezu se křemíkový granulát dobře promísí s vodným roztokem pojivá v mísícím zařízení, příkladně míchačce na beton. Následně se přidá uhlík a míchá se dále. Pokud se použije nitrid boru, přidá se nakonec a vše se dále dohoromady míchá. Nakonec se potažený křemíkový granulát vysuší při teplotě místnosti nebo při vyšších teplotách do asi 100 °C příkladně v sušárně s cirkulací vzduchu. Sypnost křemíkového granulátu se potažením nemění.In a preferred embodiment of the process for producing the coated silicon granulate according to the invention, the silicon granulate is well mixed with the aqueous binder solution in a mixing device, for example a concrete mixer. Subsequently, carbon is added and mixed further. If boron nitride is used, it is finally added and mixed further. Finally, the coated silicon granulate is dried at room temperature or at higher temperatures up to about 100 ° C, for example in an air circulation oven. The flowability of the silicon granulate does not change by coating.
Vynález bude blíže vysvětlen pomocí dále uvedených příkladů.The invention will be explained in more detail by the following examples.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1Example 1
Použije se křemíkový granulát s velikostí částic od 7 do 10 mm. Jako roztok pojivá se použije 20 % vodný roztok natriumkarboxymetylcelulozy s nepatrnou délkou řetězce. Použitá množství jsou následující :A silicon granulate having a particle size of 7 to 10 mm is used. A 20% aqueous solution of sodium carboxymethylcellulose with a low chain length is used as the binder solution. The quantities used are as follows:
4.5 % hmotnostních 20 % roztoku poj iva4.5% by weight of a 20% binder solution
1.5 % hmotnostních sazí1.5% by weight of carbon black
0,5 % hmotnostních grafitu0.5% by weight of graphite
1,0 % hmotnostních nitridu boru zbytek křemíkový granulát1.0% by weight of boron nitride residue silicon granulate
Křemíkový granulát se za přídavku roztoku poj ivaThe silicon granulate is added with the addition of a binder solution
-12promíchává 15 minut v míchačce na beton Potom se přidají saze a grafit a promíchává se dalších 15 minut. Nakonec se přidá nitrid boru a míchá ještě 15 minut. Potažený křemíkový granulát se suší v sušárně s cirkulací vzduchu po dobu 24 hodin při teplotě 40 ’C.The mixture was stirred for 15 minutes in a concrete mixer. The carbon black and graphite were then added and mixed for a further 15 minutes. Finally, boron nitride is added and stirred for a further 15 minutes. The coated silicon granulate is dried in an air circulating oven for 24 hours at 40 ° C.
Ve vypalovací peci s vypalovací deskou s navrstveným nitridem boru se na vypalovací desku umístí kluzné kroužky sestávající z 85 % hmotnostních karbidu křemíku a 15 % hmotnostních uhlíku a mezi ně i do vlastních kluzných kroužků se nasype potažený křemíkový granulát. Kluzné kroužky se pak křemíkují ve vakuu při teplotě 1800 °C. Strusku z karbidu křemíku a nitridu boru je možné od kluzných kroužků typu SiSiC snadno oddělit. Nevyskytl se ani jeden zmetek v důsledku tvoření Irhlin.Sliding rings consisting of 85% by weight of silicon carbide and 15% by weight of carbon are placed in the baking furnace with a baking plate layered with boron nitride layer and the coated silicon granulate is poured therebetween into the sliding rings. The slide rings are then siliconized under vacuum at 1800 ° C. Silicon carbide and boron nitride slag can be easily separated from the SiSiC sliding rings. There was no scrap as a result of the formation of Irhlin.
Příklad 2Example 2
Postupuje se stejně, jak je uvedeno v příkladu 1, avšak s následujícími změnami. Při potahování se použijí následující množství :The procedure is as in Example 1, but with the following changes. The following amounts are used in the coating:
4.5 % hmotnostních 20 % roztoku poj iva4.5% by weight of a 20% binder solution
1.5 % hmotnostních sazí1.5% by weight of carbon black
0,5 % hmotnostních grafitu zbytek křemíkový granulát0.5% by weight graphite residue silicon granulate
V tomto příkladu se upustí od přídavku nitridu boru. Potažený křemíkový granulát se suší v sušárně s cirkulací vzduchu po dobu 10 hodin při teplotě 100 ’C.In this example, the addition of boron nitride is omitted. The coated silicon granulate is dried in an air circulating oven for 10 hours at 100 ° C.
Tento křemíkový granulát se nasype na vypalovací deskuThis silicon granulate is poured onto the baking plate
-13vypalovací pece. Na něj se položí porézní deska z karbidu křemíku, na kterou se dále položí trysky z karbidu křemíku a uhlíku. Při křemíkování vypalováním se získají dokonalé křemíkované trysky typu SiSiC.-13baking furnaces. A porous silicon carbide plate is placed on top of which silicon carbide and carbon nozzles are placed. In silicon firing, perfect SiSiC silicon nozzles are obtained.
Příklad 3Example 3
Postupuje se stejně, jak je uvedeno v příkladu 1, při čemž se při potahování se použijí následující množství :The procedure is as described in Example 1 using the following amounts in the coating:
5,5 % hmotnostních 20 % roztoku poj iva % hmotnostních sazí % hmotnostní grafitu5.5% by weight 20% binder solution% by weight carbon black% by weight graphite
0,5 % hmotnostních nitridu boru zbytek křemíkový granulát0.5% by weight of boron nitride residue silicon granulate
Technologický krok potahování a sušení se provádí stejně jako v příkladu 1.The technological coating and drying step is carried out as in Example 1.
Na vypalovací desku se uloží hořáková tělesa, která se naplní potaženým křemíkovým granulátem. Po křemíkování vypálením je možné snadno oddělit strusku od těles hořáků typu SiSiC.The burner bodies are placed on the baking plate and filled with coated silicon granulate. After the silicon firing, the slag can be easily separated from the SiSiC burner bodies.
Příklad 4Example 4
Postupuje se stejně, jak je uvedeno v příkladu 1, avšak s následujícími změnami. Jako roztok pojivá se použije 10 % vodný roztok natriumkarboxymetylcelulozy s nepatrnou délkou řetězce. Při potahováni se použijí následuj ící množství :The procedure is as in Example 1, but with the following changes. A 10% aqueous solution of sodium carboxymethylcellulose with a low chain length is used as the binder solution. The following amounts are used in the coating:
-147,5 % hmotnostních 10 % roztoku pojivá % hmotnostní sazí % hmotnostní grafitu zbytek křemíkový granulát sestávaj ící ze 64 % hmotnostních křemíku a 36 % hmotnostních molybdenu-147.5% by weight 10% binder solution% by weight carbon black% by weight graphite residue silicon granulate consisting of 64% silicon by weight and 36% molybdenum by weight
V tomto příkladu se upustí od přídavku nitridu boru Potažený křemíkový granulát se suší v sušárně s cirkulací vzduchu po dobu 12 hodin při teplotě 100 °C.In this example, the addition of boron nitride is omitted. The coated silicon granulate is dried in an air circulating oven for 12 hours at 100 ° C.
Křemíkový granulát se nasype na vypalovací desku vypalovací pece. Na vyrovnaný násyp se položí válce ze směsi karbidu křemíku a uhlíku. Infiltrace a reakce se provádí při teplotě okolo 2000 °C.The silicon granulate is poured onto the baking furnace firing plate. Rollers of silicon carbide / carbon mixture are placed on a leveled embankment. The infiltration and reaction is carried out at a temperature of about 2000 ° C.
Příklad 5Example 5
Postupuje se stejně, jak je uvedeno v příkladu 1, avšak s následujícími změnami. Jako roztok pojivá se použije 14 % vodný roztok natriumkarboxymetylcelulozy s nepatrnou délkou řetězce. Při potahování se použij í následuj ící množství :The procedure is as in Example 1, but with the following changes. A 14% aqueous solution of sodium carboxymethylcellulose with a low chain length is used as the binder solution. The following amounts are used in the coating:
6.5 % hmotnostních 14 % roztoku poj iva % hmotnostní sazí % hmotnostní grafitu6.5% by weight of a 14% binder solution% by weight carbon black% by weight graphite
1.5 % hmotnostních nitridu boru zbytek křemíkový granulát1.5% by weight of boron nitride residue silicon granulate
Potažený křemíkový granulát se suší v sušárněThe coated silicon granulate is dried in an oven
-15s cirkulací vzduchu po dobu 12 hodin při teplotě 100 °C.-15s with air circulation for 12 hours at 100 ° C.
Na vypalovací desku s navrstveným nitridem boru se nasype potažený křemíkový granulát a rovnoměrně rozdělí. Na něj se vloží desky CFC a křemíkuje se.The coated silicon granulate is spread over the baking plate with the layered boron nitride and evenly distributed. CFC plates are placed on it and siliconized.
?V 76Í3 Λ1??· ®s5? V 76i3 Λ 1 ?? · ®s5
-16<·.;η ‘'j pg/iř-t/.. 2. !' VA^yd 2-16 <·.; Η ‘'j pg / ir-t / .. 2.!' VA ^ yd 2
Hdd y, LDTi-LSVlA Oj j Λ 0' 3 A!A G'dd avy QHdd y, LDTi-LSVlA Oj j Λ 0 '3 A! A G'dd avy Q
Claims (16)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4418945A DE4418945C2 (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Process for the production of silicon infiltrated silicon carbide components |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ169394A3 true CZ169394A3 (en) | 1996-03-13 |
CZ290144B6 CZ290144B6 (en) | 2002-06-12 |
Family
ID=6519399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ19941693A CZ290144B6 (en) | 1994-05-31 | 1994-07-13 | Process for producing structural element from silicon infiltrated silicon carbide |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ290144B6 (en) |
DE (1) | DE4418945C2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0995730B1 (en) * | 1998-10-14 | 2003-01-29 | ECM Ingenieur-Unternehmen für Energie-und Umwelttechnik GmbH | Method of making siliconized bodies |
DE19856597B4 (en) * | 1998-10-14 | 2004-07-08 | Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh | protective armor |
DE19850468C5 (en) * | 1998-11-02 | 2006-01-26 | ECM Ingenieur-Unternehmen für Energie- und Umwelttechnik GmbH | Process for the preparation of siliconized moldings and moldings |
DE102005002633A1 (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-20 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Process and apparatus for carbide-forming infiltration of a porous carbonaceous precursor |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58500855A (en) * | 1981-05-29 | 1983-05-26 | モ−ガナイト・スペシヤル・カ−ボンズ・リミテツド | Method for manufacturing silicon carbide objects |
EP0093532B1 (en) * | 1982-04-30 | 1985-11-27 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Production of reaction-bonded silicon carbide bodies |
DE3719606A1 (en) * | 1987-06-12 | 1988-12-22 | Hoechst Ceram Tec Ag | METHOD FOR SILICOLATING POROUS SHAPED BODIES MADE OF SILICON CARBIDE OR SILICON CARBIDE / CARBON |
-
1994
- 1994-05-31 DE DE4418945A patent/DE4418945C2/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-13 CZ CZ19941693A patent/CZ290144B6/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4418945C2 (en) | 1998-09-24 |
DE4418945A1 (en) | 1995-12-07 |
CZ290144B6 (en) | 2002-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7648932B2 (en) | Molded porous ceramic article containing beta-SiC and process for the production thereof | |
US6030913A (en) | Silicon carbide articles reinforced with short graphite fibers | |
JP2583053B2 (en) | Method for forming a refractory mass and a mixture of particles for forming such a mass | |
JP4782416B2 (en) | Fiber reinforced filter for filtering molten metal and method for producing such a filter | |
JP2007513854A5 (en) | ||
CN101274854A (en) | Fireproof carbon-bonded magnesia brick and method for the production thereof | |
EP2222616B1 (en) | Refractory product having a doped sialon matrix | |
US5618767A (en) | Process for producing ceramic components of silicon carbide | |
CN104276829B (en) | Suppress the stemming of iron mouth splash | |
CZ169394A3 (en) | Silicon granulate for silicification of building elements made of carbon or mixtures of silicon carbide and carbon, process for producing such granulate and process for producing silicon-infiltrated building elements of silicon carbide | |
GB2041907A (en) | Refractory materials | |
EP1741687B1 (en) | Porous ß-SiC containing shaped ceramic body and method of making it. | |
CA2027378C (en) | Composition and method for manufacturing steel-containment equipment | |
US6156091A (en) | Controlled porosity for ceramic contact sheets and setter tiles | |
EP1288178A1 (en) | Filter for molten metal filtration and method for producing such filters | |
KR100299099B1 (en) | Manufacturing Method of Silicon Carbide Ceramic Seals by Liquid Phase Reaction Sintering | |
JP4021021B2 (en) | Method for producing ceramic products from aluminum ash | |
US5030595A (en) | Carbon bake refractories | |
JPH03215366A (en) | Packing material for refractory | |
JPH05105562A (en) | Carbon bodies containing silicon carbide films and process for producing same | |
WO2004080915A1 (en) | Refractory cement castables | |
RU2148049C1 (en) | Spinel-periclase-carbonic refractory material | |
JPH0143709B2 (en) | ||
RU2068823C1 (en) | Spinel-periclase-carbon refractory material | |
JPS5818346B2 (en) | Heat-resistant silicon carbide refractories under nitrogen atmosphere |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MK4A | Patent expired |
Effective date: 20140713 |