DE1904266A1

DE1904266A1 - Schleifmittel

Info

Publication number: DE1904266A1
Application number: DE19691904266
Authority: DE
Inventors: Shaffer Peter Thomas Barnum; Whitney Ellsworth Dow
Original assignee: Carborundum Co
Current assignee: Unifrax I LLC
Priority date: 1968-01-30
Filing date: 1969-01-29
Publication date: 1969-09-04
Also published as: GB1251598A; JPS491518B1; NO121088B; FR2000972A1; US3554717A

Description

The Carborundum Company

1625, Buffalo Avenue

Niagara Falls, N.Y.

USA 28. Januar 1969

Schleifmittel

Die Erfindung betrifft einen als Schleifmittel verwendbaren, siliziumkarbidhaltigen Stoff, eine Rohmischung zur Herstellung des genannten Stoffes sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

In der Schleiftechnik werden ständig härtete Materialien für eine Verwendung als Schleif- und Poliermittel zur Bearbeitung harter Werkstücke gesucht. Es ist allgemein bekannt und anerkannt, dass ein Schleifmittel wenigstens so hart wie das zu bearbeitende Material sein- muss, um eine Materialabtragung von dem Werkstück bewirken zu können. Obwohl es in manchen Anwendungsfällen vorteilhaft sein kann, ein Schleifmaterial zu wählen, das nur wenig härter als das zu bearbeitende . -Werkstück ist, wird gewöhnlich ein Schleifmittel verwendet, das so hart wie möglich ist, um eine möglichst grosse Materialabtragung bei einer verringerten Schleifmittelabnutzung zu erreichen. In diesem Zusammenhang sind verschiedene harte Substanzen, wie beispielsweise Diamant- und Siliziumkarbid, als Schieifmaterialien verwendet worden.

Obwohl Siliziumkarbid nicht so hart ist wie Diamant, ist es

wegen seiner Härte für eine Verwendung als Schleifmittel besonders geeignet. Seine Härte übertrifft die der meisten Materialien ausser Diamant und seine ausgezeichneten mecha-•nischen Eigenschaften begünstigen die Verwendung als Schleifmittel. Die Suche nach immer härteren Materialien geht

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trotzdem weiter, denn die Härte von Diamant wird mit Silizimkarbid nicht erreicht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Stoff zu schaffen, der als Schleifmittel verwendbar ist und eine Kristallstruktur aufweist, die der von Beta-Siliziumkarbid entspricht und der sich durch eine grössere Härte als Siliziumkarbid auszeichnet.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Siliziumkarbid in fester Lösung Bor und Stickstoff enthält, der Stoff eine kubische Kristallstruktur hat und seine Gitter-konstante kleiner als die von kubischem Siliziumkarbid ist.

Zu seiner Herstellung wird eine Rohmischung vorgeschlagen, die hauptsächlich aus Silizium, Kohlenstoff, Bor und Stickstoff besteht und Silizium und Kohlenstoff in Mengen enthält, die 2o MoI^ bis 80 Mol# Siliziumkarbid entsprechen und in der Bor in einer Menge enthalten ist, die 80 Mol# bis 2o Mol$ Bornitrid entspricht. Vorzugsweise ist Bor in einer Menge vorhanden, die 4o Mol# bis 80 MoI^ Bornitrid entspricht.

Die Rohmischung kann auch mit elementarem ßor und gasförmigem Stickstoff aufgebaut sein. Andererseits kann in der Rohmischung das Bor in Form von Bornitrid vorliegen.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des genannten Stoffs besteht darin, dass auf die Ausgangsmaterialien Silizium und Kohlenstoff in einer 2o Mol# bis 80 Mol# Siliziumkarbid entsprechenden Menge, Bor in einer 8o Mehl % bis 2o MoI^ Bornitrid entsprechenden Menge und Stickstoff in einer nichtoxydierenden Atmosphäre ein Druck zwischen etwa Io Atmosphären und 7 000 Atmosphären bei einer Temperatur zwischen etwa 1 300 ° C und der Zersetzungstemperatur von Siliziumkarbid ausgeübt wird.

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Die besonderen Ziele und Vorteile der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Zeichnung verdeutlicht.

Fig. 1 zeigt schematisch, teilweise im Schnitt, einen Apparat zur Herstellung des Stoffes gemäss der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine grafische Darstellung der Mikrohärte des fertigen Stoffes gemäss der Erfindung in Abhängigkeit von der Zusammensetzu-ng der Ausgangsmaterialien. Λ

Die Zeile und Vorteile der Erfindung werden erreicht, indem die zur Darstellung von Siliziumkarbid erforderlichen stochiometrischen Mengen von Silizium und Kohlenstoff miteinander unter Einwirkung von Wärme und Druck und in Anwesenheit von Bor und Stickstoff zur Reaktion gebracht werden. Es entsteht ein Beta-Siliziumkarbid, das in fester Lösung Bor und Stickstoff enthält. Die Kristallstruktur des derart entstandenen Stoffs wurde mittels rontgenografischen Untersuchungen analysiert. Es ist festgestellt worden, dass die Kristallstruktur kubisch, also dieselbe wie die von Beta-Siliziumkarbid ist, aber die Gitterkonstante des Stoffes ist kleiner als die von normalen», kubischen Beta-Silizium- ' a karbid. Weiter ist das Material härter als normales Siliziumkarbid, obwohl, wie später aus der Beschreibung ersichtlich ist, das Material unter verschiedenen Bedingungen eine Härte aufweist, die im Falle der geringsten gemessenen Härte, etwa der von normalem Siliziumkarbid entspricht.

Der Stoff der Erfindung wird durch die Anwendung von Wärme und Druck in einer nichtoxydierenden Atmosphäre aus Ausgangsmaterialien dargestellt, die aus Silizium, Kohlenstoff, Bor und Stickstoff bestehen. Das Bor liegt in Mengen vor, die etwa 2o Mol# bis etwa 8o Mol# Bornitrid entsprechen. Silizium und Kohlenstoff sind ebenfalls in Mengen vorhanden, die etwa

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8o Mol# bis etwa 2ο Mol# Siliziumkarbid entsprechen. Um das Bor und den Stickstoff für die Darstellung des Stoffes gemäss der Erfindung bereitzustellen, kann Bornitrid oder elementares Bor verwendet werden, wobei im letzteren Falle eine stickstoffhaltige Atmosphäre den notwendigen Stickstoffanteil liefert. Die stickstoffhaltige Atmosphäre umgibt 'die Ausgangsmaterialien während der Darstellung des erfindungsgemässen Stoffes ständig. Die festen Ausgangsmaterialien sind fein zerteilt und liegen etwa in der Grössenordnung von loo mesh oder feiner (amerikanischer Standard-Siebsatz) vor.

Die nach der Erfindung angewandten Temperaturen liegen in einem Bereich, der/etwa 1 3oo ° C bis knapp an die Zersetzungstemperatur von Siliziumkarbid reicht. Die Zersetzungstemperatur von Siliziumkarbid wird normalerweise zwischen 2 5oo ° C und 2 6oo ° C angegeben. Wenn jedoch, wie es in der Erfindung vorgesehen ist, erhöhte Drücke angewandt werden, so steigt entsprechend die Zersetzungstemperatur und folglich können Temperaturen oberhalb von 2 6oo ° C bei der Darstellung des erfindungsgemässen Stoffes angewandt werden.

Die aufgebrachten Drücke bei der Herstellung des siliziumkarbidhaltigen Stoffes mit Bor und Stickstoff in fester Lösung können in einem weiten Bereich variiert werden und aufgezeichnete Resultate sind mit Drücken erzielt worden, die im Bereich von etwa Io Atmosphären bis zu 7 ooo Atmosphären liegen.. Die Drücke können mechanisch aufgebracht werden, beispielsweise durch Heisspressen der Ausgangsmaterialien in einer geeigneten hydraulischen Presse oder durch eine Erhitzung der Ausgangsmaterialien im Inneren einer unter Druck stehenden Autoklave, in der der erforderliche Druck durch die Umgebungstemperatur im Inneren der Autoklave aufgebracht wird.

In Fig. 1 der Zeichnung ist- eine typische Vorrichtung dargestellt, die für die Herstellung des erfindungsgemässen Stoffes geeignet ist. Hierbei wird das Material im Inneren

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einer Druckkammer erhitzt. Die Druckkammer, in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 11 versehen, weist ein zylindrisches Gehäuse 12 auf, das durch einen Deckel 13 gasdicht verschlossen ist. Der Deckel wird von Schraubenbolzen 14 diarcht auf dem Gehäuse 12 gehalten. An dem dem Deckel 13 gegenüberliegenden Ende des zylindrischen Gehäuses 12 ist ein Kammerboden 16 unlösbar und ebenfalls gadicht an dem Gehäuse 12 befestigt. Die Wände des zylindrischen Gehäusesl2 sind durch Kühlschlangen 17 gekühlt, in denen ein geeignetes Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, strömt. Das Wasser wird der.Kühlschlange 17 durch einen Einlass 18 zugeführt und aus der Kühlschlange durch einen Auslass 19 abgeführt. Die innere ^ Wandfläche des zylindrischen Gehäuses 12 und die innere M

Fläche des Gehäusedeckels 13 sind mit einem Futter aus einem geeigneten feuerfesten Isoliermaterial 22 versehen. Dieses Material umschliesst und bildet eine Reaktionskammer 21. Als feuerfestes Material kann beispielsweise Kohlenstoff oder Graphit Verwendung finden« Von dem Kammerboden 16 ragen zwei elektrisch gleitende Halter 23 und 23' in die Kammer 21 herein, deren obere Enden als Klemmen 24 und 24' ausgebildet sind. Zwischen den Klemmen befindet sich ein Heizelement. Die Halter 23 und 23¹" sind elektrisch mit einer geeigneten Elektrizitätsquelle, die nicht dargestellt ist, verbunden,- Das Heizelement zwischen den Klemmen 24 und 24' ist ein elektrisches Widerstandselement 26, das über die " , Klemmen 24 und 24 · mit seinen.Enden 25 und 25' an den "

elektrischen Stromkreis angeschlossen ist. Im Inneren des Heizelementes 26 ist ein geeigneter Propenbehälter 27 angeordnet, der Ui die Ausgangsmaterialien 3o, die miteinander reagieren sollen, aufnimmt.

Durch den Deckel 13 und die feuerfeste Schicht 22 reicht ein Sichtrohr 28 in die Reaktionskammer hinein. Durch dieses Sichtrohr kann das Heizelement 26 beobachtet werden. Das Sichtrohr 28 ist gasdicht durch den Deckel 13 hindurchgeführt.

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Der zur Durchführung der Erfindung erforderliche Druck wird über ein niehtoxydierendes Gas, wie beispielsweise Stickstoff oder Argon* nicht dargestellt, und einen geeigneten Kompressor, ebenfalls nicht dargestellt, aufgebracht. Der Kompressor soll das nichtoxydlerende Gas bis zum Erreichen des gewünschten Druckes verdichten. Das komprimierte Gas wird in die Reaktionskammer 21 über eine Zuleitung 31 eingeführt. In der Zuleitung ist ein Ventil 32 und ein Messgerät 33 angeordnet, Von dem Messgerät 33 führt eine Rohrleitung 34 in die Kammer 21. An die Kammer ist weiter eine Rohrleitung 36 angeschlossen, die der Entlüftung dient und durch die überschüssiges Gas durch ein Ventil 37 und eine Leitung 38 abgeführt wird. Die Rohrleitung 36" ist durch das Ventil 37 dicht versehliessbar.

Zur Herstellung des erfindungsgemässen Stoffes werden die Ausgangsmaterialien in den Versuchsbehälter 27 gefüllt, der aus Graphit oder Bornitrid besteht und dieser wiederum wird in dem Heizelement 26 angeordnet. Das Heizelement 26 wird dann zwischen die beiden Klemmen 24 und 24* gesetzt und das Gehäuse 12 durch den Deckel 13 verschlossen, indem die Schraubenbolzen 14 eingesetzt und angezogen werden, bis eine gasdichte Verbindung des Deckels mit dem zylindrischen Gehäuse 12 geschaffen ist. Die Kammer 21 wird dann evakuiert, indem das Ventil 32 geschlossen wird und die Atmosphäre der Kammer durch die Leitung 38, das Ventil 37 und die Leitung · 36 abgesaugt wird. Nachdem die Kammer 21 evakuiert ist, wird das Ventil 37 geschlossen und das Ventil 32 geöffnet, so dass das nichtoxydierende Gas die KÜber 21 durch die Leitung 31 über das Ventil 32, das Messgerät 33 und die Rohrleitung 34 eingeführt werden kann. Ein nichtdargestellter Kompressor komprimiert das Gas in der Kammer 21, bis der erwünschte Druck herrseht. Ist dieser Druck erreicht, wie durch Messung mit dem Messgerät 33 feststellbar ist, wird das Ventil 32 geschlossen. Dem Heizelement 2.6 wird dann elek- ' trischer Strom über die Halter 23 und 23^f und die Klemmen

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24 und 24* zugeführt. Die Temperatur des Heizelementes 26 wird mittels eines optischen Pyrometers durch das Sichtrohr 28 gemessen.

Mit steigender Temperatur im Inneren der Reaktionskammer steigt ebenfalls der Gasdruck. Dieser Druck kann Jedoch durch periodisches lüften der Kammer durch die Leitung 36 unter öffnung des Ventils 37 konstant gehalten werden.

Ist die erwünschte Temperatur in dem Propenbehälter 27 erreicht, wird der das Heizelement durchfliessende Strom bis zu dem Punkt zurückgenommen, wo eine gerade noch ausreichende Stromzufuhr dafür sorgt, dass die gewünschte Temperatur im Propenbehälter 27 aufrechterhalten wird. Die Temperatur wird dann für etwa 5 Min. auf der gleichen Höhe gehalten und danach wird der Strom plötzlich abgeschaltet.

Es ist an dieser Stelle festzuhalten, dass bei den angewendeten Temperaturen undDrücken sowohl das Heizelement 26 als auch der Propenbehälter 27 porös sind und das in die Kammer 21 eingeführte Gas leichten Zugang zu den Ausgangsmaterialien hat.Trotzdem können das Heizelement 26 und der Propenbehälter 27 ausserdem mit Perforationen versehen werden, um sicherzustellen, dass das Gas unter allen Bedingungen' leicht das Ausgangsmaterial erreicht.

Im folgenden ist ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Stoffes gemäss der Erfindung beschrieben.

Beispiel 1;

unter Verwendung des in Fig. 1 dargestellten Apparates sind zwei Versuchsreihen durchgeführt worden, bei denen von Ausgangsmaterialien verschiedener Zusammensetzung ausgegangen wurde. Die Versuche fanden bei einer Temperatur von 2 500 ° C und einem Druck von 52 Atmosphären statt. Als nichtoxydierende Atmosphäre wurde Stickstoff verwendet.

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Die mit A /bezeichnete Versuchsreihe weist 6 Versuche auf, die jeweils von den Ausgangsmaterialien Silizium, Kohlenstoff und Bornitrid ausgingen. Bei jedem Versuch wurde der Bornitridanteii ausgedrückt in Mol$, verändert, so dass, ausgehend vom ersten Versuch, mit 2o Mol# bis zum letzten .Versuch sechs mit 99 Mol#, insgesamt ein Bereich von 20 Mol# bis 99 Mol# Bornitrid untersucht wurde. Grundsätzlich wurden nur Materialien sehr hoher Reinheit verwendet, wobei das Bornitrid eine Reinheit von 99,8 % und Kohlenstoff und Silizium eine Reinheit von 99*98 # aufwiesen. Die Ausgangsmaterialien wurden in fein zerteilter Form in einem Graphit-Versuchsbehälter angeordnet, der dann in den in Fir. I dargestellten Apparat wie oben beschrieben eingesetzt, wurde. Die Ausgangsmaterialien wurden auf eine Temperatur von etwa 2 5oo ° C bei einem Druck von 32 Atmosphären 5 Min. lang erhitzt. Nach Beendigung dieser Reaktionszeit wurde der Propenbehälter abgekühlt, der Apparat geöffnet und der Propenbehälter herausgenommen. Ein Teil der Probe wurde mit einem Diamanetschleifmittel geschliffen und poliert und die Mikrohärte gemessen. Der Rest wurde zerkleinert und der röntgenografischen Untersuchung zugeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle A aufgeführt.

Tabelle A

Röntgenografische Analyse und Messung der Mikrohärte des Stoffs nach den Versuchen 1 bis 6:

Versuch Mol % Hauptphase Abmessung der Mittlere Mikro-BN Si+C Elementenzelle härte kg/aii²

1 2o 8o Q-SiC 4O515 + .0005 2880

2 4o 60 ß-SiC 4.3490 + .0009 2290

3 60 4o SSiC 4.3498 + .0006 2900

4 80 2o ß-SiC 4.3512 + .oo4 3I00

5 9o Io BN - +

6 99 1 BN - +

⁺Die Kristalle waren zur Messung der Härte klein.

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Die Versuchsreihe B bestand aus den Versuchen 7 bis 12, die in derselben Weise wie die Versuche 1 bis 6 der Versuchsreihe A durchgeführt wurden mit der Ausnahme, dass elementares Bor anstelle von Bornitrid verwendet wurde. Die Mengen an elementarem Bor in den Ausgangsmischungen entsprach 2o Mol# bis 99 Mol% Bornitrid. Der Stickstoff wurde aus der Umgebung der gasförmigen Atmosphäre geliefert. Das Bor wies eine Reinheit von 99*6o % auf und war fein bis auf eine Teilchengrösse von weniger als 325 mesh (amerikanischer Standard-Siebsatz) zerkleinert. Silizium und Kohlenstoff entsprachen dem in den Versuchen 1-6 verwendeten. Die Ergebnisse der Versuche 7-12 sind in Tabelle B aufgeführt.

Tabelle B

Röntgenografische Analyse und Messung der Mikrohärte des Stoffs nach den Versuchen 7 bis 12:

Versuch Mol % Hauptphase Abmessung der Mittlere Mikro-BN Si+C .. Elementenzelle härte kg/mm^

7	2o	80	ß-SiC	4.3481	"+ .0005	2630
8 .	4o	60	ß-SiC	4.3464	+ .0005	2495
9	60	4o	ß-SiC	4.3498	+ .0005	2760
10	80·	2o	ß-SiC	4.349	+ .oool	285o
11	90.	Io	ß-SiC-BhC	4.353		+
12	99	1	B₄C *		-	+

⁺Die Kristalle warenzur Messung der Härte klein."

Fig. 2 zeigt eine grafische Darstellung der aufgetragenen Mikrohärte der Materialien, die in den Versuchen 1-12 hergestellt wurden in Abhängigkeit von den Mol# Bornitrid, die in der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials vorlagen.. Die durohgezogene Linie verbindt die Versuchspunkte miteinander, die sich aus den Versuchen 1 bis 6 ergaben und Wo Bornitrid in der Ausgangszusammensetzung verwendet worden ist, während die gestrichelte Linie die Versuchapunkte der Versuche 7-12 verbindet, wo elementares Bor in der Äus-

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garnzusammensetzung verwendet wurde.

Bei einem Vergleich der Härte des Materials mit der Härte von normalem Siliziumkarbid ist festzustellen, dass

2 die Härtewerte von Siliziumkarbid im Bereich von 2300 kg/mm bis zu etwa 2900 kg/mm liegen. Eine mittlere Zahl von 2600 wurde als Härtewert für konventionelles Siliziumkarbid genommen. Es ist zu bemerken, dass die Mikrohärte des in Übereinstimmung mit Beispiel 1 hergestellten Materials in allen Fällen, ausgenommen denen, wo die Ausgangszusammensetzung 4o Mol# Bornitrid enthielt, höher liegt. Dieser Härteabfall kann nicht erklärt werden, aber selbst bei 4o Mol# Bornitrid in der Ausgangszusammensetzung reicht die Härte des Stoffs bei weitem aus, diesen für eine Verwendung als Schleif material attraktiv zu machen.

Die Daten der Röntgenanalyse in den Tabellen A und B kennzeichnen die Hauptphase des Materials nach dem Erhitzen unter Druck als Beta-Siliziumkarbid. Dies ist nicht unerwartet, da stöchiometrische Menge von Silizium^ind Kohlenstoff vorhanden sind, die unter den in den Beispielen vorliegenden Bedingungen miteinander im Sinne einer Bildung von Siliziumkarbid reagieren. Bei der Analyse der Gitterkonstante wurde jedoch festgestellt, dass im Gegensatz zur Gitterkonstante von normalem Beta-Siliziumkarbid, die 4,359 ± o,oo5 8 beträgt, die Gitterkonstante des in diesem Beispiel hergestellten Materials sich auf einen Wert von 4-*J548 + o,oo2 A verringert hat. Diese Abmessung der Elementarzelle blieb relativ konstant, obwohl der Anteil an Bornitrid in der Ausgangsmischung auf 80 MoI^ gesteigert wurde. Ein derartiger Abfall der Dimension der Elementarzelle zeigt, dass hier ein Substitutionsmischkristall gebildet worden ist mit Bor und Stickstoff in dem Siliziumkarbidgitter, Liegen Bor und Stickstoff in den Ausgangsmischungen in Mengen vor, die gleich oder grosser als etwa 9o Molj£ Bornitrid sind, so Isp, die Hauptphaae nicht länger Beta-Siliziumkarbid.

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die Zwecke der Erfindung ist es deshalb vorgezogen, die Bor- und Stickstoffmengenanteile auf einen Wert zu halten, der weniger als 9 Mol# Bornitrid entspricht.

Obwohl, wie aus Beispiel 1 ersichtlich ist, gute Ergebnisse erreicht werden, wenn die Ausgangsmaterialien in Mengen vorliegen, die 2o Mol# bis 8o MoI^ Bornitrid und 8o Mol# bis 2o Mol# Siliziumkarbid entsprechen, soll die Bor- und Stickstoffmenge vorzugsweise 4o Mol# bis 8o Mol# Bornitrid entsprechen. Die höheren Prozentgehalte an Bornitrid sind aus verschiedenen Gründen vorzuziehen. Erstens steigt die Härte des Materials mit steigendem Molprozentgehalt von Bornitrid, bis etwa 8o Mol# Bornitrid erreicht ist, an. Zweitens ist die Wiederherstellung der erfindungsgemässen Zusammensetzung von Jedem nichtreagierten Ausgangsmaterial leichter, wenn ein Oberschuss von Bornitrid vorliegt, da die Trennung des Stoffes nach der Erfindung von dem Überschuss an Bornitrid vergleichsweise einfach ist und durch die üblichen Flotations- oder andere chemische Verfahren durchgeführt werden kann.

Obwohl das vorbesehriebeneBeispiel eine Herstellung des Stoffes nach der Erfindung bei einem relativ geringen Druck in einem Hochtemperaturofen besehreibt, sind günstige Ergebnisse auch bei sehr viel höheren Drücken erreicht worden. Diese lagen im Bereich von 5 ooo bis 5o ooo Atmosphären bei geringen Temperaturen im Bereich von 6oo ° C bis 17 ooo ⁰C. Wenn mit derartig hohen Drücken gearbeitet wird, ist es jedoch notwendig, den Druck eher mechanisch als durch Vermittlung eines Gases aufzubringen und die Versuche müssen in Hochdruckvorrichtungen durchgeführt werden, die geeignet sind, die Proben auf die erwünschte Temperatur unter nichtoxydierenden Bedingungen zu erhitzen. Ein Beispiel für eine typische Presse, die zur Herstellung des erfindungsgemässen Stoffes verwendet werden kann, ist in der amerikanischen Patentschrift 2 94l 248 gegeben. Das Verfahren zur Herstellung des Stoffes nach der Erfindung gemäss Beispiel 1 ist

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ein bevorzugtes Verfahren, da es zur Vergrösserung geeignet ist, um kommerziell verwertbare Abmessungen des neues Stoffes in ausreichenden Mengen herzustellen.

Obwohl der hauptsächlichste Verwendungszweck für das neue Material in der Schleifmittelindustrie zu liegen scheint/ ist es klar, dass ein derartiges Material,zu entsprechenden Formen gestaltet, ebenfalls als sehr verschleissfester Artikel verwendet werden kann. Polglich ist eine Verwendung des Stoffes der Erfindung für Raketendüsen, Saugschuhe u.a. vorgesehen, wo Härte und Verschleissfestigkeit sehr erwünscht sind.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Als Schleifmittel verwendbarer siliziumkarbidhaltiger Stoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliziumkarbid in fester Lösung Bor und Stickstoff enthält, der Stoff eine kubische Kristallstruktur hat und seine Gitterkonstante kleiner als die von kubischem Siliziumkarbid ist.
2. Rohmischung zur Herstellung dea Stoffs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Silizium, Kohlenstoff, Bor und Stickstoff besteht und Silizium und Kohlenstoff in Mengen enthalten sind, die 20 Mol.# bis 8o Mol# Siliziumkarbid entsprechen, und dass Bor in einer Menge enthalten ist, die 80 Mol# bis 20 Mol# Bornitrid entspricht.
3. Rohmischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Bor in einer Menge vorhanden ist, die 40 Mol# bis 80 Mol# Bornitrid entspricht .
4. Rohmischung nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, dass sie elementares Bor und gasförmigen Stickstoff enthält. .
5. Rohmischung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bornitrid enthält.
6. Verfahren zur Herstellung des Stoffs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Ausgangsmaterialien Silizium und Kohlenstoff in einer 20 Mol# bis 80 Mol# Siliziumkarbid entsprechenden Menge, Bor in einer 8oMöl# bis 20 Mol# Bornitrid entsprechenden Menge und Stickstoff in einer nichtoxydierenden Atmosphäre ein Druck zwischen etwa 10 Atmosphären und 7000 Atmosphären bei einer Temperatur zwischen etwa 1300⁰C und der Zersetzungstemperatur

von Siliziumkarbid ausgeübt wird·
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7. Verfahren nach Anspruch S₃ dadurch gekennzeichnet, dass

eine Rohmischung gemäss einem der Ansprüche 3-5 als Ausgangsmaterial verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,

dass als nichtoxydierende Atmosphähre Stickstoff verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck von etwa 32 Atmosphären und eine Temperatur von etwa 2 500 ° C angewandt werden.

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