DE2661072C2

DE2661072C2 -

Info

Publication number: DE2661072C2
Application number: DE2661072A
Authority: DE
Inventors: John Allen Lewiston N.Y. Us Coppola; Laurence Niles Niagara Falls N.Y. Us Hailey; Carl Hewes Youngstown N.Y. Us Mcmurtry
Original assignee: Carborundum Co
Current assignee: Unifrax I LLC
Priority date: 1975-06-05
Filing date: 1976-06-02
Publication date: 1989-07-13
Also published as: NO146858C; JPS6331431B2; GB1556173A; BE842623A; AU1464076A; JPS57196771A; JPS51148712A; SE7606349L; IE43834L; NL7606077A; JPS5957962A; US4124667A; JPS6350312B2; DE2624641C2; ATA411676A; CH613922A5; IE43834B1; FR2313331A1; AT378177B; IT1061657B

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausgangsmaterial zur Herstellung eines drucklos gesinterten Keramikkörpers.

Dank seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften ist Siliciumcarbid ein ausgezeichneter Werkstoff für Bauteile, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Zu diesen Eigenschaften ge hören gute Oxydations- und Korrosionsbeständigkeit, gute Wärme übergangszahlen, ein niedriger Ausdehnungsbeiwert, hohe Tempe raturwechselfestigkeit und hohe Festigkeit bei hohen Tempera turen. Es eignet sich besonders zur Herstellung hochdichter Körper für bestimmte technische Anwendungen, beispielsweise für Anwendungen in Hochtemperatur-Gasturbinen. Siliciumcarbid ist für solche Zwecke ein bevorzugter Werkstoff, da es gegen höhere Temperaturunterschiede als herkömmliche Werkstoffe be ständig ist und daher die Erzielung höherer Wirkungsgrade bei der Energieumwandlung ermöglicht.

Die Verfahren zur Herstellung hochdichter Körper aus Silicium carbid umfaßten bisher Reaktionssintern, chemisches Aufdampfen und Heißpressen. Beim Reaktionssintern werden Imprägnierungs mittel aus Silicium verwendet, um die Dichte des Siliciumcarbids zu erhöhen; ein Verfahren, das für viele Zwecke brauchbar ist, sich aber nicht eignet, wenn aus dem Siliciumcarbid-Körper exsudierendes überschüssiges Silicium nachteilig sein würde. Das Aufdampfen von Siliciumcarbid ist bei der Herstellung kom pliziert gestalteter Formkörper unzweckmäßig, und Heißpressen (die Herstellung hochdichter Siliciumcarbid-Körper durch gleich zeitige Anwendung von Wärme und Druck) ist zur Herstellung mancher Formkörper nicht brauchbar, da der beim Heißpressen erforderliche Druck den Siliciumcarbid-Körper verformt, so daß mit Hilfe dieses Verfahrens nur verhältnismäßig einfach ge staltete Formkörper hergestellt werden können.

Es stellt sich somit die Aufgabe, ein Ausgangsmaterial anzu geben, mit dem durch druckloses Sintern ein Keramikkörper mit einer über 90% des theoretischen Werts liegenden Dichte erzeugt werden kann. Dabei soll zur Herstellung des Körpers die Verwen dung des kostspieligen und schwer erhältlichen fein verteilten kubischen β-Siliciumcarbids nicht erforderlich sein, das bis her für die Herstellung solcher keramischer Körper wegen der bisherigen Schwierigkeiten beim Sintern von Gemischen, die nichtkubisches α-Siliciumcarbid enthielten, als bevorzugtes Ausgangsmaterial angesehen wurden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Ausgangsmaterial der Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Aus der DE-OS 24 49 662 war es bekannt ein Ausgangsmaterial bestehend aus Siliciumcarbid, einer borhaltigen Verbindung und einem kohlenstoffhaltigen Additiv drucklos zu sintern. Die Verwendung einer anderen Modifikation des Siliciumcar bids als der der β-Phase wird in dieser Druckschrift nicht erwähnt. Es bestand die allgemeine Ansicht, daß nur β-Sili ciumcarbid, nicht jedoch a-Siliciumcarbid drucklos gesin tert werden kann. Dieses allgemeine Vorurteil gegen α-Sili ciumcarbid ist beispielsweise auch dem Final Report SRD-74-123 "Investigation of Ceramics for High Temperature Turbine Vanes" der General Electric Company vom November 1974 zu entnehmen.

Die US-PS 29 38 807 beschreibt zwar die Herstellung von Körpern aus hexagonalem Siliciumcarbid, jedoch wird dabei nach einem anderen Verfahren gearbeitet, nämlich ohne Bor zusatz in Anwesenheit von elementarem Silicium.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.

Die Zeichnung zeigt ein Fließdiagramm, das den Ablauf des Verfahrens wiedergibt in dem das erfindungsgemäße Ausgangs material eingesetzt wird: Das Mischen der vier Ausgangs stoffe zur Herstellung des Ansatzes, den Zusatz des Lö sungsmittels und die nachfolgende Behandlung zum Dispergie ren des Siliciumcarbids in der Lösung der Kohlenstoff- Quelle, das Trocknen des Gemischs zur Entfernung des Lö sungsmittels und die weiteren Verfahrensmaßnahmen zur Her stellung des sinterkeramischen Körpers.

Die theoretische Dichte des Siliciumcarbids beträgt 3,21 g/cm³. Die Mindestdichte von etwa 2,9 g/cm³ des sinterkera mischen Körpers, hergestellt aus dem erfindungsgemäßen Ausgangsmaterial, entspricht daher etwa 90% der theore tischen Dichte, einer Dichte, die bisher ohne die Verwen dung von β-Siliciumcarbid-Pulver nur schwierig, wenn über haupt, erreichbar war. β-Siliciumcarbidpulver ist jedoch schwieriger herzustellen und teurer als die gebräuchlichere nichtkubische α-Kristallform oder die amorphe Modifikation des Siliciumcarbids. Es hat sich als möglich erwiesen, sinterkeramische Körper herzustellen, bei denen das Sili ciumcarbid überwiegend (zu mehr als 50%) aus nichtkubischem α-Siliciumcarbid besteht.

Wie oben erwähnt, beträgt die Mindestdichte der sinterkerami schen Körper gemäß der Erfindung 2,9 g/cm³ (90% der theo retischen Dichte). Derartige Körper können für manche Zwecke im Herstellungszustand verwendet werden; sie können aber auch span gebend bearbeitet und danach einem weiteren Brennvorgang zwecks weiterer Verdichtung unterworfen werden. Zur Verwendung als Turbinenschaufel und für viele andere Anwendungen bei hohen Temperaturen ist eine Dichte von etwa 3,05 g/cm³ (95% der theo retischen Dichte) am besten. Eine derartige Dichte ist gemäß der Erfindung leicht erreichbar.

Der erfindungsgemäße Ansatz zur Herstellung des sinterkeramischen Körpers besteht aus 91 bis etwa 99,35 Gewichtsteilen Siliciumcarbid mit einer spezifischen Oberfläche von etwa 1 bis etwa 100 m²/g. Ein derartiges Siliciumcarbid-Pulver hat in der Regel eine Teilchengröße von weniger als 20 µm, häufig auch weniger als 10 µm. Pulver mit einer Teilchengröße von unter 1 µm ist im allgemeinen am besten, doch ist es schwierig, genaue Teilchengrößenverteilungen bei Siliciumcarbid-Pulvern zu erhalten, deren Teilchen kleiner als 1 µm sind, so daß die spezifische Oberfläche des Siliciumcarbid-Teilchens eine besse re Größe zur Bestimmung eines geeigneten Materials ist. Dem gemäß wird angegeben, daß das zur Herstellung der sinterkeramischen Körper verwendete Siliciumcarbid aus Teilchen bestehen soll, die eine spezifische Oberfläche von etwa 1 bis etwa 100 m²/g haben. Innerhalb dieses Bereichs ist ein Siliciumcarbid mit Teilchen von einer spezifi schen Oberfläche im Bereich zwischen etwa 5 und 50 m²/g be sonders vorteilhaft, und innerhalb dieses Bereichs wiederum ist ein Siliciumcarbid mit Teilchen, deren spezifische Oberfläche zwischen etwa 7 und etwa 15 m²/g liegt, für die Herstellung sinterkeramischer Körper gemäß der Erfindung am besten.

Das als Ausgangsmaterial verwendete Siliciumcarbid kann auf verschiedene Weise erhalten werden. Das durch eine Reaktion in der Dampfphase hergestellte Material fällt in Form feiner Teil chen an und kann, falls gewünscht, verwendet werden. Grobkörni ges Material kann in einer Kugelmühle bis auf den gewünschten Feinheitsgrad vermahlen werden, und aus dem gemahlenen Produkt kann Siliciumcarbid mit der richtigen Teilchengröße nach be kannten Methoden, beispielsweise durch Sedimentation in Wasser, abgetrennt werden.

In jedem Falle empfiehlt es sich, das Siliciumcarbid mit Säure, z. B. mit Fluß- und/oder Salpetersäure (insbesondere Gemischen aus Fluß- und Salpetersäure) zu behandeln, um Fremdstoffe zu entfernen, die den Sintervorgang stören könnten.

Ein wichtiger Bestandteil des Ausgangsmaterial-Ansatzes ist das carbonisierbare, in einem organischen Lösungsmittel lösliche organische Material. Dieses Material soll organisch und in einem organischen Lösungsmittel löslich sein, damit die Sili ciumcarbid-Teilchen leicht darin dispergiert werden können, so daß beim Brennen des aus dem Ansatz hergestellten Formkörpers eine innige Mischung aus Siliciumcarbid und dem aus dem carbo nisierten organischen Material gebildeten Kohlenstoff entsteht. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß der sinterkeramische Körper etwa 0,5 bis etwa 5,0% Kohlenstoff aus carbonisiertem organischem Material enthält, so daß der Ausgangsmaterial- Ansatz etwa 0,67 bis etwa 20 Gewichtsteile carbonisierbares, in einem organischen Lösungsmittel lösliches organisches Mate rial enthalten muß, wenn dieses eine Kohlenstoffausbeute von etwa 25 bis etwa 75 Gew.-% ergibt. Vorteilhaft ist ein organi sches Material, das eine Kohlenstoffausbeute von etwa 33 bis etwa 50% ergibt, und am besten ist ein organisches Material, das eine Kohlenstoffausbeute von etwa 40 bis etwa 45 Gew.-% ergibt. Bei einer Kohlenstoffausbeute zwischen etwa 33 und etwa 50 Gew.-% beträgt die Menge des carbonisierbaren, in einem organischen Lösungsmittel löslichen organischen Materials zur Erzeugung des Mengenanteils aus dem carbonisierten orga nischen Material von etwa 0,5 bis etwa 4,0 Gew.-% in dem ferti gen sinterkeramischen Körper zwischen etwa 1 und etwa 12 Gew.-%. Als günstigster Gehalt an Kohlenstoff aus carbonisiertem orga nischem Material in dem sinterkeramischen Körper wird ein sol cher von etwa 2 Gew.-% angesehen, so daß ein optimaler Ansatz etwa 5 Gew.-% eines in einem organischen Lösungsmittel löslichen organischen Materials mit einer Kohlenstoffausbeute zwischen etwa 40 und 45 Gew.-% enthalten muß. Besonders günstige carbo nisierbare, in einem organischen Lösungsmittel lösliche organi sche Materialien sind Phenolharze und Steinkohlenteerpech, die Kohlenstoffausbeuten zwischen etwa 40 und etwa 42% bzw. in der Größenordnung von 60% ergeben. Bei einer Wahl zwischen Phenol harzen und Steinkohlenteerpech sind die Phenolharze vorzuziehen; insbesondere Phenolharze in der Resolstufe B haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen.

Bor kann dem Ausgangsmaterial-Ansatz entweder als elementares Bor oder als Borcarbid zugesetzt werden. Borcarbid ist im we sentlichen ein nichtstöchiometrisches Material, und verschie dene Borcarbide sollen ein Bor/Kohlenstoff-Molverhältnis zwi schen 8 : 1 und 2 : 1 haben. Im allgemeinen ist die Verwendung von Borcarbid als Bor-Quelle günstiger, insbesondere die Verwen dung eines sogenannten "Feststoffreaktion-Borcarbids" mit einem Bor/Kohlenstoff-Molverhältnis zwischen etwa 3,5 : 1 und etwa 4,1 : 1. Ein derartiges Borcarbid kann nach dem von P.A. Smudski in der US-PS 33 79 647 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Das Verfahren dieser Patentschrift liefert Borcarbide mit einem derartigen Molverhältnis. Ein solches Molverhältnis ist wegen des höheren Bor/Kohlenstoff-Verhält nisses günstiger, da das Borcarbid entweder Kohlenstoff aus der chemischen Umgebung aufnimmt oder Bor an diese abgibt, was in diesem Fall erwünscht ist, da hierdurch die gewünschte Ver dichtung beim Brennen gefördert wird. Borcarbid-Stoffe mit einem noch größeren Verhältnis von Bor zu Carbid sind chemisch noch aktiver als das Material mit einem Verhältnis von etwa 4,1 : 1 bis etwa 3,5 : 1, doch sind diese Stoffe weniger leicht erhältlich und teurer, und ihre Verwendung ist daher weniger zweckmäßig.

Die Menge der dem Ansatz zuzusetzenden Bor-Quelle hängt von dem Borgehalt der Bor-Quelle und dem Borgehalt ab, den der fertige sinterkeramische Körper aufweisen soll. Der sinterkeramische Körper soll etwa 0,15 bis etwa 3,0% Bor, vorteilhafterweise etwa 0,18 bis etwa 0,36% Bor, enthalten, da mit diesen Borge halten die dichtesten Körper erzielt werden. Der optimale Bor gehalt des sinterkeramischen Körpers ist 0,36%. Die Menge der Bor-Quelle ist entsprechend zu wählen. Falls die Bor-Quelle elementares Bor ist, muß dieses in dem Ausgangsmaterial-Ansatz in einer Menge von etwa 0,18 bis etwa 0,36 Gew.-Teilen vorhan den sein, damit ein sinterkeramischer Körper mit einem Borge halt von etwa 0,18 bis etwa 0,36 Gew.-% erhalten wird. Bei Ver wendung des bevorzugten Feststoffreaktion-Borcarbids mit einem Bor/Kohlenstoff-Molverhältnis zwischen etwa 3,5 : 1 und etwa 4,1 : 1 muß das Borcarbid zur Erzielung des angegebenen Borge halts in dem fertigen sinterkeramischen Körper in einer Menge von etwa 0,23 bis etwa 0,46 Gew.-Teilen vorhanden sein.

In jedem Falle kann die Bor-Quelle kristallin oder nichtkristal lin sein und soll vorzugsweise aus Teilchen mit einer Größe von unter 30 µm bestehen. Besonders vorteilhaft ist eine Bor- Quelle mit einer Teilchengröße im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 µm.

Das temporäre Bindemittel besteht vorzugsweise aus Polyvinyl alkohol mit etwa 5 bis etwa 15 Gew.-Teilen Wasser je Teil Polyvinylalkohol als Träger für das temporäre Bindemittel. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von 10 Gew.-Teilen Polyvinylalkohol und etwa 90 Gew.-Teilen Wasser als Träger für das temporäre Bindemittel. Außer Polyvinylalkohol können auch andere temporäre Bindemittel verwendet werden, wie Steinkohlen teerpech, langkettiges Fettmaterial (z. B. das Polyäthylenoxid- Material "Carbowax"®), Metallstearate, wie Aluminiumstearat und Zinkstearat, Zucker, Stärken, Alginate und Polymethylphenylen. Viele dieser Stoffe können natürlich auch als carbonisierbares, in einem organischen Lösungsmittel lösliches organisches Mate rial dienen, das in einer zur Erzielung des erforderlichen Ge halts an Kohlenstoff aus carbonisiertem organischem Material in dem fertigen sinterkeramischen Körper hinreichenden Menge zugesetzt wird. Ein einziges Material kann daher in dem Ausgangs material-Ansatz zwei Funktionen übernehmen.

Das Verfahren zur Herstellung des sinterkeramischen Körpers beginnt vorzugsweise mit dem Zusammenmi schen der Bestandteile des Ausgangsmaterial-Ansatzes, nämlich etwa 91 bis etwa 99,35 Gewichtsteile Siliciumcarbid, etwa 0,67 bis etwa 20 Gew.-Teile des carbonisierbaren organischen Materials, etwa 0,15 bis etwa 5 Gew.-Teilen Bor-Quelle und etwa 5 bis etwa 15 Gew.-Teilen temporäres Bindemittel. Falls das temporäre Bindemittel Polyvinylalkohol mit Wasser als Träger für das temporäre Bindemittel ist, schließt der erste Misch vorgang vorzugsweise ein Zusammenrühren der pulverförmigen Stoffe (Siliciumcarbid, organisches Material und Bor-Quelle) mit dem temporären Bindemittel und seinem Träger vor dem Zusatz eines organischen Lösungsmittels ein, in dem das organische Material löslich ist. Nach dem Zusatz des organischen Lösungs mittels müssen in jedem Falle Ansatz und organisches Lösungs mittel in geeigneter Weise mindestens etwa 5 Minuten, vorzugs weise etwa 15 Minuten, gerührt werden, um das Siliciumcarbid des Ansatzes in dem gelösten organischen Material zu disper gieren. Nachdem Ansatz und organisches Lösungsmittel bis zur Dispersion des Siliciumcarbids in dem organischen Material gerührt worden sind, wird das gerührte Gemisch in geeigneter Weise getrocknet, beispielsweise durch Überleiten eines Trock nungsgases oder durch Zerstäubungstrocknung. Nach dem Trocknen wird das getrocknete Gemisch zu einem Formkörper mit einer Dichte von mindestens 1,60 g/cm³ geformt. Die Formgebung kann mit Hilfe einer Reihe an sich bekannter Verfahren erfolgen, beispielsweise durch Extrudieren, Spritzgießen, Spritzpressen, Gießen, Kaltpressen, isostatisches Pressen oder Formpressen. Beim Formpressen werden zweckmäßigerweise Drücke zwischen etwa 27,5 und 689⌀ MPa, vorzugsweise zwischen etwa 110⌀ und 138⌀ MPa, angewendet. Falls das temporäre Bindemittel Polyvinylalkohol ist, besteht die nächste Verfahrensmaßnahme im Aushärten des temporären Bindemittels, das zweckmäßigerweise durch etwa 1- bis etwa 2stündiges Erwärmen des Formkörpers auf eine Tempe ratur im Bereich zwischen etwa 90 und etwa 100°C vorgenommen wird. Sodann wird der Formkörper zur Herstellung des sinter keramischen Körpers gebrannt. Das Brennen wird etwa 20 bis etwa 60 Minuten bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1900 bis etwa 2500°C ausgeführt. Niedrigere Temperaturen reichen im allgemeinen nicht aus; höhere Temperaturen können Sublima tion des Siliciumcarbids verursachen. Der Brennvorgang kann in einem herkömmlichen Rohrofen stattfinden, in dem der Form körper so durch die Brennzone des Rohrofens gefördert wird, daß er während einer vorgesehenen Zeit auf der vorgesehenen Temperatur bleibt. Einzelheiten eines solchen Rohrofens sind bekannt und beispielsweise in der US-PS 36 89 220 beschrieben. Beim Brennen wird ein sogenanntes "druckloses Sintern" er zielt, das hier der Einfachheit halber als "Sintern" bezeich net worden ist. Die Bezeichnungen "Sintern" oder "druckloses Sintern" bedeuten, daß beim Brennen oder Sintern kein mechani scher Druck auf den Gegenstand ausgeübt wird, um die Reaktion zu verstärken. Der zu sinternde Gegenstand ist vielmehr in einem inerten Behälter wie einem Graphittiegel von einem Vakuum oder einem Inertgas, einem reduzierenden Gas oder Stickstoff unter einem Druck von etwa 101,3 kPa umgeben. Geeignete redu zierende Gase sind Wasserstoff, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, Inertgase, Argon, Helium und Neon. Die Gase, unter denen der Sintervorgang ausgeführt werden kann, umfassen daher Argon, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Helium, Wasserstoff, Neon und Stickstoff. Zwar tritt zwischen Stickstoff und Siliciumcarbid eine geringfügige Reaktion ein, doch ist deren Ausmaß so gering, daß die Zusammensetzung des sinterkeramischen Körpers nicht merklich geändert wird. Bei der Verwendung von Stickstoff muß jedoch die erforderliche Sintertemperatur um etwa 200°C er höht werden, so daß in diesem Fall die bevorzugte Sintertempe ratur in einem Bereich von etwa 2260 bis etwa 2300°C liegt. Bei Verwendung der anderen Gase, insbesondere der Inertgase Argon, Helium oder Neon, liegt die bevorzugte Sintertemperatur in einem Bereich von etwa 2060 bis etwa 2100°C.

Das Brennen kann auch im Vakuum, also ohne umgebende Atmosphäre, ausgeführt werden. Unter "Vakuum" wird ein Druck von 0,13 kPa oder weniger verstanden.

Anhand nachstehender Beispiele wird die Erfindung veranschau licht.

Beispiele 1-9

Als Ausgangsmaterialien für den Ansatz dieses Beispiels wurden α-Siliciumcarbid mit einer Teilchengröße von unter 1 µm, Feststoffreaktion-Borcarbid (B : C=4,08 : 1), ein Phenolharz in der Resolstufe B sowie Polyvinylalkohol in Wasser verwendet. Das Siliciumcarbid hatte eine spezifische Oberfläche zwischen etwa 7 und 15 m²/g; 9,764 g wurden eingesetzt. Das teilchenförmige Borcarbid hatte eine Teilchengröße von unter 10 µm, und es wurde eine Menge eingesetzt, die 0,036 g Bor enthielt. Das Sili ciumcarbid, das Borcarbid und 0,5883 g Phenolharz wurden in eine 1200-ml-Flasche gefüllt. Dem Gemisch wurde 1 g einer 10%igen wäßrigen Polyvinylalkohol-Lösung zugesetzt. Dann wurden die Komponenten 15 Minuten gemischt. Als Lösungsmittel für das organische Phenolharz wurden 20 ml Aceton zugesetzt; dann wurde die Mischung erneut weitere 15 Minuten gemischt. Danach wurde langsam Stickstoff in den Behälter eingeleitet, um das Aceton und das Wasser aus dem Gemisch zu verdampfen, und es blieb ein sich trocken anfühlendes Pulver zurück. Während des Trock nungsvorgangs, der etwa ½ Stunde in Anspruch nahm, wurde das Gemisch gelegentlich umgerührt. Als das Gemisch eine pasten artige Konsistenz annahm, wurde es ständig gerührt, bis es in feine Teilchen zerfiel. Als nur noch ein schwacher Geruch nach Aceton wahrzunehmen war und das Material sich trocken anfühlte, wurde das Gemisch als fertig zum Formen eines Körpers und zum Aushärten und Brennen angesehen. Ein Teil des Pulvers wurde mit einem Druck von 1100 MPa formgepreßt. Nach dem Pressen wurde das temporäre Bindemittel durch ein- und zweistündiges Erhitzen auf 100°C ausgehärtet. Der ausgehärtete Körper wurde auf einen Graphitein satz gesetzt und mit diesem in einem geschlossenen Graphittiegel untergebracht. Der Tigel wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 7 cm/min durch einen Rohrofen gefördert, so daß die 137 cm lange Strecke bis zu der auf einer Temperatur von 2080°C ge haltenen Brennzone in etwa 20 Minuten zurückgelegt wurde. Wäh rend dieser Zeit wurde Argon unter einem Druck von etwa 101,3 kPa (absolut) durch den Ofen geleitet. Der ausgehärtete Körper wurde 45 Minuten in der Brennzone auf 2080°C, dann etwa 20 Minuten in einer Abkühlkammer gehalten, um einen Tempe raturschock zu vermeiden. In Beispiel 9 wurde in einer Stickstoffatmosphäre gebrannt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Beispiele 10 bis 16 Kontrollversuche 1 und 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei in jedem Falle eine Variable geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wie dergegeben.

Tabelle 1

Tabelle 2

Claims

1. Ausgangsmaterial zur Herstellung eines drucklos ge sinterten Keramikkörpers, mit einer Dichte von mindestens 2,9 g/cm³, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgende Zusammensetzung aufweist:

a) 91-99,35 Gew.-Teile kristallines Siliziumkarbid mit einer Oberfläche von 1 bis 100 m²/g, das mehr als 50 Gew.-% α-Silicium carbid enthält,
b) 0,67-20 Gew.-Teile eines carbonisierbaren organischen Materials, das in organischem Lösungs mittel löslich ist und eine Kohlenstoff-Ausbeute von 25-75 Gew.-% liefert,
c) 0,15-5 Gew.-Teile einer Borquelle, die 0,15- 3,0 Gew.-Teile Bor enthält, und
d) 5-15 Gew.-Teile eines temporären Binders.

2. Ausgangsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline Siliciumcarbid mindestens 75 Gew.-% α-Siliciumcarbid enthält.

3. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline Siliciumcarbid mindestens 90 Gew.-% α-Siliciumcarbid enthält.

4. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline Siliciumcarbid mindestens 95 Gew.-% α-Siliciumcarbid enthält.

5. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline Siliciumcarbid im wesentlichen kristalli nes α-Siliciumcarbid ist.

6. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline Siliciumcarbid eine spezifische Ober fläche zwischen 5 und 50 m²/g aufweist.

7. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-6, da durch gekennzeichnet, daß das kristalline Siliciumcarbid eine spezifische Oberfläche zwischen 7 und 15 m²/g aufweist.

8. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-7, da durch gekennzeichnet, daß das carbonisierbare organische Material eine Kohlenstoff-Ausbeute zwischen 33 und 50 Masse-% liefert.

9. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-8, da durch gekennzeichnet, daß das carbonisierbare organische Material eine Kohlenstoff-Ausbeute zwischen 40 und 45 Masse-% liefert.

10. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-7, da durch gekennzeichnet, daß das carbonisierbare organische Material entweder ein Phenolharz oder ein Steinkohlen-Teer-Pech ist.

11. Ausgangsmaterial nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß es sich bei dem carbo nisierbaren organischen Material um einen Phenol harz der β-Stufe handelt.

12. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-11, da durch gekennzeichnet, daß die Borquelle Borcarbid mit einem Molverhältnis von Bor zu Kohlenstoff innerhalb eines Bereiches von 8 : 1 und 2 : 1 ist.

13. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-12, da durch gekennzeichnet, daß es als Borquelle ein durch Feststoffreaktion erzeugtes Borcarbid mit einem Molverhältnis von Bor zu Kohlenstoff inner halb eines Bereiches von 4,1 : 1 bis 3,5 : 1 enthält.

14. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-11, da durch gekennzeichnet, daß es sich bei der Borquelle um elementares Bor handelt.

15. Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1-14, da durch gekennzeichnet, daß der ver wendete temporäre Binder Polyvinylalkohol ist, der 5 bis 15 Gew.-Teile Wasser pro Teil Polyvinylalkohol enthält.