DE2737227C2 - Poröser Formkörper aus Keramik mit einer porendichten Beschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Poröser Formkörper aus Keramik mit einer porendichten Beschichtung und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen porösen Formkörper aus Keramik, insbesondere Siliciumkeramik, mit einer Metalloxide enthaltenden porendichten Beschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung. Solche Formkörper werden durch heißisostatisches Pressen (HIP), das ist gleichzeitiges Aufbringen von allseitig wirkendem hohen Druck und von hoher Temperatur hochverdichtet. Um zu vermeiden, daß das üblicherweise für den Preßvorgang als druckübertragendes Medium verwendete Gas in den Formkörper eindringt und so zu einem Druckausgleich führt, müssen die Formkörper gasdicht gekapselt werden.
- Es ist bekannt, eine solche gasdichte Kapselung mittels einer um die Formkörper herumgelegten Glasschicht zu erzielen, wobei der Keramikformkörper zunächst in einen Glasbehälter eingebracht wird, der Glasbehälter evakuiert und zugeschmolzen wird und sich dann bei der Erhitzung im Rahmen des heißisostatischen Pressens in zähflüssigen Zustand verwandelt und an die Oberfläche des Keramikformkörpers anlegt. Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht in der Gefahr, daß bei zu großer Zähigkeit der sich an die Oberfläche des Keramikformkörpers anlegenden Glasschicht die geometrische Form des Formkörpers unzulässigerweise verändert wird.
- Aus der DE-AS 16 46 500 ist es auch bekannt, einen porendichten Überzug auf Siliciumnitrid-Fromkörpern aufzubringen, der Alkali-, Erdalkali- oder Schwermetalloxide enthält. Mit diesen Beschichtungen wird zwar die Gefahr einer unerwünschten Änderung der geometrischen Form eines Bauteils herabgesetzt, jedoch sind solche Überzüge für das heißisostatische Pressen nicht geeignet.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Keramikformkörper für das heißisostatische Pressen zu schaffen, bei dem die Gefahr einer Deformation durch das Kapselmaterial ausgeschlossen ist und bei dem insbesondere ein Kapselmaterial zur Anwendung kommt, das den beim heißisostatischen Pressen extrem hohen Temperaturen standhält und mit der Keramik des Formkörpers verträglich ist, sowie Verfahren zur Herstellung solcher Formkörper anzugeben.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Beschichtung aus einem Material der Zusammensetzung Ag2O (refraktäres Metall · O x ) oder Mischungen solcher Materialien entsprechend der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäre Metalle · O x ) besteht.
- Vorzugsweise ist das refraktäre Metall mindestens ein Metall aus der Gruppe Wolfram, Molybdän und Tantal. Die Anwendung von Silberwolframaten, -molybdaten und -tantalaten und Mischungen derselben als Kapselmaterial erlaubt in vorzüglicher Weise die Zähigkeit des Kapselmaterials so abzustimmen, daß einerseits eine Deformation des Formkörpers durch zu große Zähigkeit sicher ausgeschlossen wird, andererseits ein Eindringen des Kapselmaterials in die Porosität der Keramikformkörper infolge zu geringer Zähigkeit vermieden wird.
- Im weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung des porösen Formkörpers nach Anspruch 1 und Anspruch 2 und ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
- a) Aufschlämmen von feinem Silberpulver und von Oxiden der refraktären Metalle,
- b) Aufbringen der Aufschlämmung auf den Formkörper durch Tauchen, Pinseln oder Spritzen,
- c) Glühen des mit der Aufschlämmschicht versehenen Formkörpers bei 900 bis 1400°C.
- Die gewünschte chemische Verbindung der Überzugsschicht entsteht bei diesem Verfahren im Verlauf des letzten Verfahrensschrittes, wobei gleichzeitig der als Lösungsmittel für die Aufschlämmung vorzugsweise verwendete organische Lack verbrennt.
- In weiterer Ausbildung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung des porösen Formkörpers nach den Ansprüchen 1 und 2 vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Pulver aus Silber und Oxiden der refraktären Metalle mittels Flammspritzen auf den Formkörper aufgetragen wird. Die Auftragung der Kapselungsschicht mit Hilfe des Flammspritzverfahrens hat den Vorteil, daß auf ein Lösungsmittel für die verschiedenen Beschichtungsmaterialbestandteile verzichtet werden kann und daß darüber hinaus ein Nachglühen der aufgebrachten Kapselungsschicht nicht mehr notwendig ist, da die chemische Umsetzung der mittels Flammspritzung aufgetragenen Pulver in die endgültige Formation beim Flammspritzvorgang selbst erfolgt.
- In weiterer Ausbildung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung des Formkörpers nach den Ansprüchen 1 und 2 vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Aufschlämmung aus einem Pulver der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäres Metall · O x ) durch Tauchen, Pinseln oder Spritzen auf den Formkörper aufgebracht und diese Überzugsschicht eingebrannt wird.
- Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung soll ein Pulver der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäres Metall · O x ) mittels Flammspritzen auf den Formkörper aufgetragen werden. Die Herstellung eines solchen Beschichtungspulvers erfolgt vorzugsweise durch gemeinsames Glühen von Silber und Oxiden von refraktären Metallen und nachfolgendes Zerkleinern.
- Ein weiteres Verfahren zur Herstellung des Formkörpers nach den Ansprüchen 1 und 2 soll erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet sein, daß auf den Formkörper abwechselnd Schichten von Silber und refraktären Metallen aufgetragen und der so beschichtete Formkörper in Sauerstoffatmosphäre geglüht wird. Dabei entsteht als Kapselungsschicht auf dem Formkörper das oben bereits mehrfach genannte Material der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäres Metall · O x ).
- Schließlich besteht ein anderes mögliches Verfahren zur Herstellung des Formkörpers nach den Ansprüchen 1 und 2 darin, daß der Formkörper in eine Kapsel aus einem Material der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäres Metall · O x ) oder Mischungen solcher Materialien entsprechend der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäre Metalle · O x ) eingelegt, die Kapsel zugeschmolzen und anschließend heißisostatisch gepreßt wird. Im Rahmen des heißisostatischen Pressens legt sich das Kapselmaterial als Oberflächenschicht an den Formkörper an.
Claims (9)
1. Poröser Formkörper aus Keramik, insbesondere Siliciumkeramik, mit einer Metalloxide enthaltenden porendichten Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einem Material der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäres Metall · O x ) oder Mischungen solcher Materialien entsprechend der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäre Metalle · O x ) besteht.
2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das refraktäre Metall mindestens ein Metall aus der Gruppe Wolfram, Molybdän und Tantal ist.
3. Verfahren zur Herstellung des Formkörpers nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a) Aufschlämmen von feinem Silberpulver und von Oxiden der refraktären Metalle,
b) Aufbringen der Aufschlämmung auf den Formkörper durch Tauchen, Pinseln oder Spritzen,
c) Glühen des mit der Aufschlämmschicht versehenen Formkörpers bei 900 bis 1400°C.
4. Verfahren zur Herstellung des Formkörpers nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver aus Silber und Oxiden der refraktären Metalle mittels Flammspritzen auf den Formkörper aufgetragen wird.
5. Verfahren zur Herstellung des Formkörpers nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufschlämmung aus einem Pulver der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäres Metall · O x ) durch Tauchen, Pinseln oder Spritzen auf den Formkörper aufgebracht und diese Überzugsschicht eingebrannt wird.
6. Verfahren zur Herstellung des Formkörpers nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäres Metall · O x ) mittels Flammspritzen auf den Formkörper aufgetragen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch gemeinsames Glühen von Silber und Oxiden von refraktären Metallen und nachfolgendes Zerkleinern erhaltenes Pulver verwendet wird.
8. Verfahren zur Herstellung des Formkörpers nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Formkörper abwechselnd Schichten von Silber und refraktären Metallen aufgetragen und der so beschichtete Formkörper in Sauerstoffatmosphäre geglüht wird.
9. Verfahren zur Herstellung des Formkörpers nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper in eine Kapsel aus einem Material der Zusammensetzung Ag2O · ( refraktäres Metall · O x ) oder Mischungen solcher Materialien entsprechend der Zusammensetzung Ag2O · (refraktäre Metalle · O x ) eingelegt, die Kapsel zugeschmolzen und anschließend heißisostatisch gepreßt wird.
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1978
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US4322458A (en) | 1982-03-30 |
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