AT527691B1 - Vormaterial für einen Faser-Keramik-Verbund - Google Patents

Vormaterial für einen Faser-Keramik-Verbund

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Abstract

Ein Vormaterial zur Verwendung zum Herstellen eines Faser- Keramik-Verbundes enthält 40 Gew.-% bis 55 Gew.-% anorganische Fasern, 25 Gew.-% bis 45 Gew.-% anorganische Oxide, 1,5 Gew.-% bis 25 Gew.-% Polyvinylalkohol und 2,5 Gew.-% bis 12,5 Gew.-% Wasser, wobei die anorganischen Oxide zumindest 50 Gew.-% SiO2 und maximal 50 Gew.-% Al2O3 enthalten.

Description

Beschreibung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Vormaterial zur Verwendung zum Herstellen eines Faser-Keramik-Verbundes, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Vormaterials sowie die Verwendung eines solchen Vormaterials zum Herstellen eines Faser-Keramik-Verbundes.
[0002] Es ist bekannt, anorganische Fasern zur Verstärkung von Keramik einzusetzen, wodurch die mechanischen Eigenschaften des Faser-Keramik-Verbundes und somit dessen Produkteigenschaften wie Dehnbarkeit, Bruchzähigkeit und Thermoschockbeständigkeit erheblich verbessert werden.
[0003] Als anorganische Fasern werden beispielsweise solche überwiegend aus Al;O3 verwendet, die bei der Herstellung des Faser-Keramik-Verbundes in eine Matrix überwiegend aus Al-Os eingebettet werden.
[0004] Weiters ist es bekannt, die Fasern und auch die Matrix im Verbund aus einer Mischung aus Al-O3 und SiO-, bereit zu stellen. Bei einer derartigen Mischung muss allerdings ein Kompromiss zwischen den Eigenschaften, die durch die jeweilige Oxid- Komponente erzeugt werden, gefunden werden.
[0005] Mit faserverstärkter Keramik steht ein Werkstoff zur Verfügung, der gewichtige Nachteile konventioneller, technischer Keramik - nämlich deren geringe Bruchzähigkeit und hohe Temperaturempfindlichkeit - nicht mehr aufweist.
Anwendungsentwicklungen haben sich folglich auf Gebiete konzentriert, in denen Zuverlässigkeit bei hohen, für Metalle nicht mehr zugänglichen, Temperaturen - insbesondere über 1000°C - bei abrasiven, d.h. Verschleiß erzeugenden Belastungen gefordert sind. Folgende Schwerpunkte haben sich in Entwicklungen und Anwendungen bisher ergeben:
- Hitzeschutzsysteme für Raumflugkörper, die beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre hohen Temperaturspannungen und Vibrationsbelastungen ausgesetzt sind. Komponenten für Gasturbinen im Bereich der heißen Gase (also in der Turbinenbrennkammer), den statischen, den Gasstrom lenkenden Leitschaufeln und den eigentlichen Turbinenschaufeln, die den Verdichter der Gasturbine antreiben.
- Bauteile für die Brennertechnik und Heißgasführungen aus oxidischer Verbundkeramik.
- Bremsscheiben für hoch belastete Scheibenbremsen, die auf der Reibfläche extremen Thermoschockbedingungen ausgesetzt sind.
- Komponenten für Gleitlager mit hoher Korrosions- und Verschweißbelastung.
[0006] Nachteilig bei bekannten, faserverstärkten Keramiken ist jedoch, dass diese hohe Herstellungskosten verursachen. Dies unter anderem deshalb, da das entsprechende Vormaterial, sogenannte Grünkörper, bei Temperaturen von ca. 1.300 °C gesintert werden muss, um einen im Einsatzzustand verbaubaren Faser-Keramik-Verbund, sogenannte Weißkörper, als Endprodukt herzustellen. Ein Vormaterial, das bei Temperaturen von ca. 900 bis 1.000 °C gesintert werden kann, ist aus AT 525 455 B1 bekannt. Die hohen Herstellungskosten sind insbesondere durch den Umstand geschuldet, dass es bislang nicht möglich war, ungesinterte Bauteile, d.h. Grünkörper, als Endprodukt zu verwenden, da diese bislang nicht formstabil waren und im Einsatzzustand verbaut werden konnten. Lediglich die gesinterten Weißkörper konnten verbaut und zu Isolationszwecken verwendet werden.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Vormaterial für einen Faser-Keramik-Verbund mit oxidischer Matrix und einer oxidischen und/oder mineralischen Faser bereit zu stellen, der im Vergleich zu einem bekannten, insbesondere aus Oxiden hergestellten Verbund, nicht nur optimierte Eigenschaften aufweist und kostengünstig hergestellt werden kann, sondern auch bereits als Grünkörper verwendet werden kann.
[0008] Diese Aufgabe wird durch ein Vormaterial gelöst, das die Merkmale des Anspruches 1 aufweist und durch ein Verfahren, das die Merkmale des Anspruches 12 aufweist.
[0009] Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0010] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, 100 Gew.-% Vormaterial
- 25 Gew.-% bis 45 Gew.-% anorganische Oxide,
- 1,5 Gew.-% bis 25 Gew.-% Polyvinylalkohol (PVA) und
- 2,5 Gew.-% bis 12,5 Gew.-% Wasser enthalten und dass 100 Gew.-% der anorganischen Oxide zumindest 50 Gew.- % SiO2 und maximal 50 Gew.-% Al-Os enthalten.
[0011] Ein wichtiger Kostenfaktor beim Herstellen eines Faser-Keramik-Verbundes, sogenannte Weißkörper, liegt in den Energiekosten für das Sintern, da bekannte nicht gesinterte Grünkörper nicht formstabil sind und nicht verbaut werden können. Im Gegensatz dazu wird mit der Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Vormaterials, welches den Grünkörper darstellt, erreicht, dass dieses formstabil ist/bleibt und als Grünkörper bereits verbaut werden kann. Im Falle eines Brandes sintert der formstabile Grünkörper im verbauten Einsatzzustand zu einem Weißkörper und stellt so die elektrische Isolation als auch die Isolation gegenüber Temperatur und Feuerdurchschlag sicher.
[0012] In Folge kann der Grünkörper anstatt des Weißkörpers als Endprodukt hergestellt und verkauft/verbaut werden, so dass beim Herstellen des zu verkaufenden Endproduktes auf das Sintern komplett verzichtet werden kann. In Folge können die Herstellungskosten durch Einsparung der entsprechenden Energiekosten deutlich verringert werden.
[0013] Fasern, Oxide, Polyvinylalkohol und Wasser müssen sich im Vormaterial nicht auf 100 Gew.-% aufaddieren, da das Vormaterial je nach Herstellungsverfahren auch gewisse Gewichtsprozente an anderen Inhaltsstoffen, beispielsweise Dispergiermittel oder Entschäumer, aufweisen kann.
[0014] Die Einstellung der einzelnen Gewichtsprozente an Fasern, Oxiden und Polyvinylalkohol und anderen Inhaltsstoffen kann je nach Anforderungen gewählt werden. Beim Anwendungsgebiet für z.B. mit einer hohen Rate an heißen Partikeln kann ein höherer Anteil (höhere Gewichtsprozente) an Fasern für eine bessere Durchschlagsstabilität gewählt werden, wogegen beim Anwendungsgebiet für eine Opferlage einer Batteriehülle ein niedrigerer Anteil an Fasern gewählt werden kann, da dann die Wahrscheinlichkeit von abrasiven Materialien geringer ist. Die Gewichtsprozente an Fasern können insbesondere durch die Verwendung von Fasern mit unterschiedlichen Flächengewichten eingestellt werden.
[0015] Im Rahmen der Erfindung kann das Vormaterial insbesondere 44 Gew.-% bis 50 Gew.-% anorganische Fasern enthalten.
[0016] Die Gewichtsprozente an Oxiden können insbesondere in Abhängigkeit der gewünschten Gewichtsprozente an Fasern gewählt und beispielsweise durch die Verweildauer der Fasern in einem Matrixbad entsprechend eingestellt werden.
[0017] Im Rahmen der Erfindung kann das Vormaterial insbesondere 30 Gew.-% bis 40 Gew.-% anorganische Oxide enthalten.
[0018] Die Gewichtsprozente an Wasser können je nach gewünschter Klebefähigkeit des Vormaterials gewählt und beim Herstellen des Vormaterials beispielsweise durch die Verweildauer der Fasern in einem Matrixbad und/oder durch nachfolgendes Pressen einer Bahn aus FaserMatrix-Mischung entsprechend eingestellt werden. Das Wasser wird im nachfolgenden Trocknungsprozess verdampft.
[0019] Die Gewichtsprozente an Polyvinylalkohol werden in der Faser-Matrix-Mischung durch die Zugabe einer PVA-haltigen Lösung eingestellt und stellen die Formstabilität und Integrität des Grünkörpers sicher.
[0020] Im Rahmen der Erfindung kann das Vormaterial insbesondere 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, an Polivinylalkohol enthalten.
[0021] Allfällige Anteile an Dispergiermittel und/oder Entschäumer liegen vorzugsweise zwischen 0,1 Gew.-% und 0,3 Gew.-%, insbesondere bei 0,2 Gew.-%.
[0022] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei den anorganischen Oxiden der Anteil an SiO2 zumindest 65 Gew.-%, insbesondere zumindest 75 Gew. beträgt. In einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Anteil an AlzOs im Bereich von 25 Gew.-% bis 35 Gew.-%, liegt.
[0023] Der besondere Vorteil dieser Ausführungsformen mit deutlich überwiegendem Anteil an SiO,2 liegt in der Balance zwischen der Temperaturstabilität während der Bearbeitung und den mechanischen Eigenschaften. Der Anteil an Al2Os sorgt für die Temperaturstabilität. Die Balance wirkt sich darin aus, dass das Vormaterial gesintert werden kann, ohne dass die mechanische Stabilität der Fasern und die Tragfähigkeit des Faser-Keramik-Verbundes beeinträchtigt werden.
[0024] In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei den anorganischen Oxiden der Anteil an SiO2 50 Gew.-% bis 55 Gew.-%, insbesondere 51 Gew.-% bis 52 Gew.-%, beträgt. In einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Anteil an Alz2Os im Bereich von 40 Gew.-% bis 49 Gew.-%, vorzugsweise be 45 Gew.-% bis 47 Gew.-%, liegt.
[0025] Die zur zuvor genannten Ausführungsform angeführten Vorteile treffen auch bei dieser Ausführungsform mit ähnlichen Anteilen von SiO2 und Al2O3 bzw. mit leicht überwiegendem Anteil an SiO»; zu. Die zuvor beschriebene Balance sowie die mechanischen Eigenschaften sind jedoch bei der zuletzt genannten Ausführungsform mit leicht überwiegendem Anteil an SiO2 besonders vorteilhaft ausgeprägt. Zudem findet eine optimalere Anbindung der anorganischen Oxide an die Fasern statt und Lagerfähigkeit eines mit einer Folie bedeckten Vormaterials verbessert sich.
[0026] Im Rahmen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Vormaterial zusätzliche anorganische Oxide ausgewählt aus der Gruppe TiO2, Fe2Os, CaO, MgO, K2O und Na2O enthält. Vorteilhaft daran ist, dass als Ausgangsrohstoff verschiedene Arten an Steingut, dessen Zusammensetzung sich ändern kann, verwendet werden können.
[0027] In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei den anorganischen Fasern der Anteil an SiO2 zumindest 60 Gew.-% und der Anteil an Alz2Os maximal 25 Gew.-% beträgt, insbesondere dass der Anteil an SiO2 zumindest 65 Gew.-%, insbesondere zumindest 70 Gew.-%, beispielsweise 85 Gew.-% beträgt und der Anteil an Alz2O3 im Bereich von 15 bis 20 Gew.-% liegt. Wenn sowohl bei den Fasern als auch bei den anorganischen Oxiden der Anteil an SiO2 ähnlich groß ist, besteht der Vorteil, dass eine „Schlichte“ entfallen kann. Wenn zudem der Anteil an SiO2 gegenüber dem Anteil an Alz2O3 dominierend ist, besteht der Vorteil, dass sich die Matrixmischung besonders gut an die Fasern anbinden kann.
[0028] Im Rahmen der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass bei den anorganischen Fasern der Anteil an SiO2 20 bis 30 Gew.-%, insbesondere 25 Gew.-%, beträgt und der Anteil an AlzO3 70 bis 80 Gew.-%, insbesondere 75 Gew.-%.
[0029] Im Rahmen der Erfindung können die anorganischen Fasern als Gewebe, Gelege, Vlies, Filz, Gestrick, Geflecht, in Form einer Wicklung oder als unidirektionale Faserschicht angeordnet sein.
[0030] Um die Lagerfähigkeit des Vormaterials zu verbessern, kann das Vormaterial im Rahmen der Erfindung die Form einer flächigen, aufrollbaren Bahn haben, wobei die Ober- und Unterseite der Bahn jeweils durch eine Folie gebildet ist und die anorganischen Fasern, die anorganischen Oxide und der Wasseranteil zwischen den Folien vorliegen oder wobei die Ober- oder Unterseite der Bahn durch eine Folie gebildet ist.
[0031] Erfindungsgemäß wird das Vormaterial in einem Verfahren umfassend die folgenden Verfahrensschritte hergestellt:
a) Herstellen einer Suspension enthaltend Wasser und anorganische Oxide und PoIyvinylalkohol sowie vorzugsweise ein Dispergiermittel und/oder ein Entschäumer zur späteren Ausbildung einer oxidischen Keramik-Matrix,
b) In-Kontakt-Bringen von anorganischen Fasern in die nach Schritt a) hergestellte Suspension und
c) Herstellen eines formstabilen Vormaterials unter Anwendung von erhöhtem Druck.
[0032] Im Rahmen der Erfindung kann die im Schritt a) verwendete Suspension 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% Wasser, insbesondere 30 Gew.-% bis 45 Gew.-% Wasser, 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% Polyvinylalkohol und 30 Gew.-% bis 65 Gew.-% anorganische Oxide enthalten, insbesondere 30 Gew.-% bis 50 Gew.-% anorganische Oxide, enthalten.
[0033] Im Rahmen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die gemahlenen, anorganischen Oxide zur Ausbildung der oxidischen Keramik-Matrix aus Steingut gewonnen werden.
[0034] In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Fasern in Schritt b) in Form einer flächigen Bahn einen Behälter durchlaufen, der die nach Schritt a) hergestellte Suspension beinhaltet, und dass in Schritt c) die Unterseite und/oder die Oberseite der flächigen Bahn, die anorganische Fasern, anorganische Oxide, einen Wasseranteil und den Anteil an PoIyvinylalkohol umfasst, mit einer Folie bedeckt wird. Durch die Verweildauer und einen Kalander, der die aufzutragende Dicke der Matrix bestimmt, können die entsprechenden Gewichtsprozente eingestellt werden.
[0035] Das Material kann nun, mit Hilfe eines Vakuumofens, eines Autoklavs oder einer heißen Presse, in Form gebracht werden. Ein weiteres Sintern des Grünkörpers ist nicht notwendig. Im Falle eines Brandes (thermal run-away) sintert der Grünkörper durch die eingebrachte Energie in Form von Temperatur zu einem Weißkörper und hält so den betroffenen Bereich des Brandes in Grenzen.
[0036] Das Formen kann in einer kalten Presse, die erhitzt wird, erfolgen oder in einer Presse, die zuvor bereits auf entsprechende Temperatur erhitzt wurde. Der Grünkörper kann danach direkt aus der heißen Presse entnommen werden, ohne dass es dabei zu einer unerwünschten, weiteren Verformung kommt.
[0037] Die erfindungsgemäße Matrix ist zwischen 900 und 1100°C sinterbar. Im Falle eines Verbundes bestimmt jedoch das schwächste Glied die Sintertemperatur, in diesem Fall die Faser. Die mechanische Festigkeit von Basalt-Fasern oder SiO2-Fasern sinkt rapide bei Temperaturen über 990°C. Die Erfindung zeichnet sich jedoch durch eine besondere Balance zwischen Temperaturstabilität in der Herstellung und mechanischen Eigenschaften im fertigen Verbund aus.
[0038] Die einzelnen Gewichtsprozente an Fasern und Oxiden können je nach Anforderungen gewählt werden. Beim Anwendungsgebiet für z.B. die Spitze einer Weltraumrakete kann für eine bessere mechanische Stabilität ein Anteil an Fasern von ca. 55 Gew.-% gewählt werden, wogegen beim Anwendungsgebiet für eine Opferlage einer Batteriehülle ein Anteil an Fasern von ca. 40 Gew.-% gewählt werden kann, da dann die mechanische Stabilität weniger von praktischer Bedeutung ist.
[0039] Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, in der schematisch eine erfindungsgemäße Anlage mit ihren wesentlichen Bauteilen dargestellt ist.
[0040] Das verwendete Steingut kann beispielsweise aus folgenden Oxiden bestehen:
[0041] 72 % SiIiO2, 1% TIO2, 18 % Al2zOs, 1% Fe2Os, 5 % CaO, 0,50 % MgO, 2 % K2O, 0,50 % Na:O.
[0042] Die eingesetzten, anorganischen Fasern bestehen aus Basalt, SiO2 oder Al2Os. Die anorganischen Fasern können als Gewebe, Gelege, Vlies, Filz, Gestrick, Geflecht, in Form einer Wicklung oder als unidirektionale Faserschicht angeordnet sein.
[0043] Die Fasern werden von einer Abwickeleinheit 1 kontinuierlich abgewickelt und über Führungsrollen 2 in ein Matrixbad geführt. Das Matrixbad umfasst eine Tränkwanne 3, in der eine Mischung aus Wasser und Polyvinylalkohol vorliegt, in die das gemahlene Steingut eingetragen wird. Die Temperatur im Matrixbad kann ca. 20 bis 40°C betragen. In der Tränkwanne 3 kann eine Umwälzpumpe vorgesehen sein, um Sedimentierungen zu vermeiden.
[0044] Durch das verwendete Flächengewicht der Fasern, z.B. 280 g/m* bis 620 g/m®, können die Gewichtsprozente der Fasern eingestellt werden. Durch die Verweildauer der Fasern im Mat-
rixbad können die Gewichtsprozente an Wasser und Polivinylalkohol beeinflusst werden.
[0045] Die Faser-Matrixmischung, die bereits nach Austritt aus der Tränkwanne 3 als Vormaterial bezeichnet werden kann, wird nach dem Matrixbad durch wenigstens ein Pressrollenpaar 4 zum Ausbüben eines Anpressdruckes geführt. Durch den Anpressdruck wird die Suspension in die anorganischen Fasern gedrückt, sodass die Oxide für die Ausbildung der Keramik-Matrix in die Fasern eingebracht werden. Zudem können die Gewichtsprozente an Wasser und Polivinylalkohol weiter beeinflusst werden.
[0046] Nach der Tränkwanne 3 und dem Pressrollenpaar 4 sind weitere Führungsrollen 2 vorgesehen, über die das bahnenförmige Vormatrial zu einer Lagereinheit 5, beispielsweise eine Rolle zum Aufwickeln des Vormaterials, geführt wird.
[0047] Wenigstens eine weitere Führungsrollen 2 kann eine Vorratsrolle 6 für eine abziehbare Folie (beispielsweise silikonisiert oder gewachst) sein, um die Oberseite 7 oder die Unterseite 8 des Vormaterials mit einer Folie zu beziehen, so dass das Vormaterial besser gelagert werden kann. Es kann auch ein Rollenpaar an Vorratsrollen 6 für eine abziehbare Folie vorgesehen sein, um die Oberseite 7 und die Unterseite 8 des Vormaterials mit einer Folie zu beziehen. Im letzteren Beispiel erfolgt durch den dort erzeugten Anpressdruck eine weitere Verfestigung des Vormaterials, sodass auch über einen längeren Zeitraum eine Lagerung bei entsprechender Raumtemperatur möglich ist.
[0048] Das Vormaterial kann unmittelbar nach dessen Herstellung oder nach entsprechender Lagerung verarbeitet werden. Dabei wird vorerst die Folie von der Oberfläche des Vormaterials abgezogen und das Vormaterial wird in mehreren Lagen in eine Pressform verbracht. Die Pressform mit dem Vormaterial wird in einen Ofen übergeführt und dort, je nach weiterer Verwendung, mehrere Stunden bei etwa 70 bis 100°C erhitzt. Danach wird die Pressform entfernt. Der Grünkörper kann nun verbaut werden.
[0049] Das erfindungsgemäße Vormaterial zum Ausbilden eines Faser-Keramik-Verbundes im Brandfall kann für eine Reihe technischer Anwendungen verwendet werden. Lediglich beispielhaft wird die Verwendung zur Herstellung von Batterieabdeckungen sowie die Herstellung von Bauteilen für Luftfahrzeuge, wie Drohnen, angeführt. Neben den zum Stand der Technik genannten, konkreten Einsatzgebieten sind grundsätzlich alle Anwendungsbereich interessant, in denen konventionelle, technische Keramik verwendet wird, oder in denen metallische Komponenten oder Komponenten aus Kunststoff wegen Korrosion oder hoher Temperaturen keine befriedigenden Lebensdauern erreichen.

Claims (15)

Patentansprüche
1. Vormaterial zur Verwendung zum Herstellen eines Faser-Keramik-Verbundes, wobei das Vormaterial anorganische Fasern, insbesondere oxidische und/oder Mineralfasern, und anorganische Oxide umfasst und wobei 100 Gew.-% Vormaterial 40 Gew.-% bis 55 Gew.-% anorganische Fasern, insbesondere Glasfasern und/oder Fasern aus Basalt, SiO2 und/oder Al2Os, enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass 100 Gew.-% Vormaterial weiters - 25 Gew.-% bis 45 Gew.-% anorganische Oxide,
- 1,5 Gew.-% bis 25 Gew.-% Polivinylalkohol und
- 2,5 Gew.-% bis 12,5 Gew.-% Wasser enthalten
und dass 100 Gew.-% der anorganischen Oxide zumindest 50 Gew.-% SIiO2 und maximal 50 Gew.-% Al-Os3 enthalten.
2. Vormaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es 44 Gew.-% bis 50 Gew.% anorganische Fasern enthält.
3. Vormaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es 30 Gew.-% bis 40 Gew.-% anorganische Oxide enthält.
4. Vormaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es 5 Gew.% bis 20 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-% bis 15 Gew.-% an Polivinylalkohol enthält.
5. Vormaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei den anorganischen Oxiden der Anteil an SiO2 50 Gew.-% bis 55 Gew.-%, insbesondere 51 Gew.% bis 52 Gew.-%, oder zumindest 65 Gew.-%, insbesondere zumindest 75 Gew.-%, beträgt.
6. Vormaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei den anorganischen Oxiden der Anteil an Alz2O3 im Bereich von 40 Gew.-% bis 49 Gew.-%, vorzugsweise bei 45 Gew.-% bis 47 Gew,-%, oder im Bereich von 25 Gew.-% - 35 Gew.-% liegt.
7. Vormaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzliche anorganische Oxide ausgewählt aus der Gruppe TiO2, Fe2O3, CaO, MgO, K2O und Na2O enthält.
8. Vormaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei den anorganischen Fasern der Anteil an SiO2 zumindest 60 Gew.-% und der Anteil an Al2O3 maximal 25 Gew.-% beträgt, insbesondere dass der Anteil an SiO2 zumindest 65 Gew.-%, Insbesondere zumindest 70 Gew.-%, beispielsweise 85 Gew.-% beträgt und der Anteil an Al2O3 im Bereich von 15 bis 20 Gew.-% liegt.
9. Vormaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Fasern als Gewebe, Gelege, Vlies, Filz, Gestrick, Geflecht, in Form einer Wicklung oder als unidirektionale Faserschicht angeordnet sind.
10. Vormaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form einer flächigen, aufrollbaren Bahn hat, wobei die Oberseite (7) und Unterseite (8) der Bahn jeweils durch eine Folie gebildet ist und die anorganischen Fasern, die anorganischen Oxide und der Wasseranteil zwischen den Folien vorliegen oder wobei die Oberseite (7) oder die Unterseite (8) der Bahn durch eine Folie gebildet ist.
11. Vormaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Anteil von 0,1 - 0,3 Gew.- %, Insbesondere 0,2 Gew.-%, an Dispergiermittel und/oder einen Anteil von 0,1 - 0,3 Gew.-%, insbesondere 0,2 Gew.- %, an Entschäumer aufweist.
12. Verfahren zum Herstellen eines Vormaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Verwendung zum Herstellen eines Faser-Keramik-Verbundes umfassend die Verfahrensschritte:
a) Herstellen einer Suspension enthaltend Wasser und anorganische Oxide und Polyvinylalkohol sowie vorzugsweise ein Dispergiermittel und/oder ein Entschäumer zur späteren Ausbildung einer oxidischen Keramik-Matrix,
b) In-Kontakt-Bringen von anorganischen Fasern in die nach Schritt a) hergestellte Suspension und
c) Herstellen eines lagerstabilen Vormaterials für den Faser-Keramik-Verbund unter Anwendung von erhöhtem Druck.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) eine Suspension enthaltend 20 Gew.-% bis 60 Gew.-% Wasser, insbesondere 30 Gew.-% bis 45 Gew.-% Wasser, 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% Polyvinylalkohol und 30 Gew.-% bis 65 Gew.-% anorganische Oxide, insbesondere 30 Gew.-% bis 50 Gew.-% anorganische Oxide, verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gemahlenen, anorganischen Oxide zur Ausbildung der oxidischen Keramik-Matrix aus Steingut gewonnen werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in Schritt b) in Form einer flächigen Bahn einen Behälter (3) durchlaufen, der die nach Schritt a) hergestellte Suspension beinhaltet, und dass in Schritt c) die Unterseite (7) und/oder die Oberseite (7) der flächigen Bahn, die anorganische Fasern, anorganische Oxide, einen Wasseranteil und einen Anteil an Polyvinylalkohol umfasst, mit einer Folie bedeckt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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