CZ284803B6 - Způsob výroby hustě slinovaných keramických stavebních prvků z nitridu křemíku s vysokou mechanickou pevností a jejich použití - Google Patents
Způsob výroby hustě slinovaných keramických stavebních prvků z nitridu křemíku s vysokou mechanickou pevností a jejich použití Download PDFInfo
- Publication number
- CZ284803B6 CZ284803B6 CZ94277A CZ27794A CZ284803B6 CZ 284803 B6 CZ284803 B6 CZ 284803B6 CZ 94277 A CZ94277 A CZ 94277A CZ 27794 A CZ27794 A CZ 27794A CZ 284803 B6 CZ284803 B6 CZ 284803B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- mpa
- temperature
- pressure
- range
- silicon nitride
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 title abstract description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 29
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 13
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 10
- -1 silicium nitride Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920000765 poly(2-oxazolines) Polymers 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 2
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 claims 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims 1
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 claims 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 abstract 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 12
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 3
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004200 microcrystalline wax Substances 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000005498 phthalate group Chemical class 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 230000003335 steric effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N triolein Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical class [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
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
- C04B35/515—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
- C04B35/58—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 borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/584—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 borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
- C04B35/593—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 borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained by pressure sintering
- C04B35/5935—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 borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained by pressure sintering obtained by gas pressure sintering
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Při výrobě homogenní a jemně krystalické siliciumnitridové keramiky se keramický prášek rozemele, smísí se s pomocnými tvarovacími prostředky, směs se zformuje na tvarové díly a slinuje se pod dusíkovou atmosféru. Slinování se provádí ve vícestupňovém procesu při teplotách T.sub.max .n.v rozmezí 1700 .sup.o.n.C až 1900 .sup.o.n.C za použití tlaku plynu v rozmezí 0,2 až 50 MPa, přičemž v prvním teplotním stupni se udružuje teplota 0,9 až 0,96.T.sub.max .n., po dobu 10 až 50 minut, za tlaku dusíku 0,2 až 1,2 MPa , ve druhém teplotním stupni se udržuje teplota 0,97 až 0,985.T.sub.max .n., po dobu 20 až 80 minut, za tlaku dusíku 3 až 6 NPa , a potom se provede zvýšení teploty na T.sub.max .sub..n.a zvýšení tlaku na 7 až 50 MPa.ŕ
Description
(57) Anotace:
Při výrobě homogenní a jemně krystalické siliciumnitridové keramiky se keramický prášek rozemele, smísí se s pomocnými tvarovacími prostředky, směs se zformuje na tvarové díly a slinuje se pod dusíkovou atmosférou. Slinování se provádí ve vícestupňovém procesu při teplotách Tmax v rozmezí 1700 °C až 1900 °C za použití tlaku plynu v rozmezí 0,2 až 50 MPa, přičemž v prvním teplotním stupni se udržuje teplota 0,9 až 0,96.Tmax, po dobu 10 až 50 minut, za tlaku dusíku 0,2 až 1,2 MPa, ve druhém teplotním stupni se udržuje teplota 0,97 až 0,985.Tmax, po dobu 20 až 80 minut, za tlaku dusíku 3 až 6 MPa, a potom se provede zvýšení teploty na Tmax a zvýšení tlaku na až 50 MPa. Dále se řešení týká tvarových dílů, vyrobených uvedeným způsobem a jejich použití.
Způsob výroby homogenní a jemně krystalické siliciumnitridové keramiky, tvarové díly tímto způsobem vyrobené a jejich použití
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby homogenní a jemně krystalické siliciumnitridové keramiky, při kterém se keramický prášek jemně rozemele, smísí se s tvarovacími pomocnými prostředky, směs se zformuje na tvarové díly a potom se pod dusíkovou atmosférou slinuje. Vynález se rovněž týká tvarových dílů, vyrobených pomocí tohoto způsobu.
Dosavadní stav techniky
Z DE-A-42 34 794 je již známé, že pro výrobu stavebních prvků z nitridu křemíku, které jsou na základě své vysoké pevnosti schopné vysokého mechanického namáhání, je nutno navzájem optimálně sladit mnoho různých provozních parametrů. Obzvláště se musí během postupu slinování nastavit odpovídající používaná teplota a odpovídající používaný přetlak dusíku v závislosti na pomalu se zvyšující hustotě tvarových dílů.
EP-A-079 678 popisuje již způsob slinováni siliciumnitridové keramiky se slinovacími aditivy ve formě oxidů prvků ze skupiny zahrnující hořčík, hliník, ytriun nebo beiylium a/nebo karbidů prvků skupiny IVa, Va a Via periodického systému prvků. Popsaný způsob slinování se vyznačuje kontinuálním vzestupem teploty a třístupňovým vedením tlaku. Vzhledem k tomu, že v rámci tohoto předpisu není pamatováno na kombinovanou dobu udržování tlaku a teploty, dosahují potom vyrobené stavební prvky pouze střední úrovně pevnosti.
Z EP-A2-336 377 jsou známé slinované stavební prvky z nitridu křemíku s velmi jemnozmnou strukturou. Stavební prvky se vyrobí způsobem lisování za horka s předem daným poměrem míšení modifikací a-Si3N4 a P-Si3N4 nitridu křemíku. Surovina pro výrobu obou modifikací se musí připravit odděleně. Aby se dosáhlo pro aplikaci potřebné vysoké pevnosti, houževnatosti a odolnosti stavebních prvků, je potřebné přesné nastavení poměru míšení obou modifikací.
Podstata vynálezu
Úkolem předloženého vynálezu je sladit jednotlivé kroky procesu keramické technologie výroby tvarových dílů z nitridu křemíku a definovat technologické parametry celkového procesu tak, aby se u tímto způsobem vyrobených stavebních prvků uskutečnilo homogenní rozdělení slinovacích aditiv a aby se dosáhlo jemně krystalické struktury a aby se redukoval počet a velikost strukturních defektů, vyvolávajících zlomy tak, že se reprodukovatelně dosáhne úrovně pevnosti > 900 MPa, při použití obzvláště sestavených surových práškovitých směsí.
Uvedený úkol byl vyřešen vypracováním způsobu výše uvedeného druhu, jehož zásadní podstata spočívá vtom, že slinování se provádí ve vícestupňovém procesu při teplotách v rozmezí 1700 °C až 1900 °C v dusíkové atmosféře za použití tlaku plynu v rozmezí 0,2 až 50 MPa, přičemž v prvním teplotním stupni se udržuje teplota 0,9 až 0,96.Tmax, výhodně 0,945.Tmax, po dobu 10 až 50 minut, výhodně 12 až 25 minut, za tlaku dusíku 0,2 až 1,2 MPa, výhodně 0,3 až 0,6 MPa, a přičemž se ve druhém teplotním stupni udržuje teplota 0,97 až 0,985.1^,., výhodně 0,975.Tmax, po dobu 20 až 80 minut, výhodně 30 až 50 minut, za tlaku dusíku 3 až 6 MPa, výhodně 4 až 5 MPa, a potom se provede zvýšení teploty na Tmax a zvýšení tlaku na 7 až 50 MPa, výhodně 7 až 10 MPa.
- 1 CZ 284803 B6
Doba udržování tlaku na konečném stupni činí 30 až 100 minut, výhodně 60 až 90 minut. Rychlost zahřívání je v rozmezí 5 až 35 K/min a zvyšování tlaku probíhá s rychlostí 0,25 až 1,2 MPa/min, výhodně 0,5 až 1,1 MPa/min. Zahřívání na teploty v rozmezí 800 °C až 1200 °C probíhá za vakua a potom až do prvního teplotního stupně za tlaku dusíku 0,3 až 0,6 MPa.
Vícestupňový slinovací cyklus s různými tlaky dusíku je také popsaný v již výše uvažovaném DE-A-42 34 794. Odpovídající výška maximálního tlaku plynu se podle tohoto spisu nastavuje v závislosti na dosaženém zhutnění tvarových dílů, odvozeném od smršťovacího průběhu dilatometrické křivky tak, aby tlak plynu činil 0,1 až 0,3.Pmax při dosažení 85% teoretické hustoty a 0,2 až 0,4.Pmax při dosažení 93 % teoretické hustoty, přičemž Pmax má být v oblasti 5 až 10 MPa.
Naproti tomu leží podle předloženého vynálezu však tlak při dosažené hustotě 90 % pouze v oblasti 0,03 až 0,086.Pmax. Zhutnění 85 % se podle toho podle předloženého vynálezu dosáhne pod 0,1.Pnu,*. Podle předložené.ho vynálezu se vyskytuje zhutnění 93 % teoretické hustoty po nastavení druhého teplotního stupně a zvýšení tlaku na 0,42 až 0,86 Pmax. Spojení uvažovaných parametrů, totiž teploty, tlaku dusíku a času, se provádí podle předloženého vynálezu výhodně tak, že se při dobách prodlení 75 až 135 minut při teplotě nad 1700 °C mohou vyrobit vysoce husté, homogenní a jemně krystalické siliciumnitridové tvarové díly.
Pod pojmem dusíková atmosféra se v rámci předloženého vynálezu rozumí čistý dusík nebo atmosféra, sestávající v podstatě z dusíku, u které jsou přítomné jako další součásti neoxidující plyny, jako jsou vzácné plyny nebo vodík. Jako předepsané tlakové údaje se rozumí vždy údaje o celkovém tlaku a ne o parciálním tlaku.
V rámci předloženého vynálezu se dále ukázalo jako obzvláště výhodné, že se použije výchozí práškovitý nitrid křemíku s vysokou čistotou a dobrou aktivitou slinování, přičemž se přidávají také slinovací aditiva ve formě oxidu hlinitého a alespoň jednoho oxidu skupiny IVb periodického systému prvků.
Směs se ve vodné suspensi disperguje, mísí a rozemele popřípadě se deaglomeruje. Výhodně se provádí předdispergace za intensivního míchání a za procesu mísení.mletí ve mlecích agregátech, aby se umožnilo odstranění aglomerátů > 2 pm a aby se dosáhlo homogenní směsi jednotlivých komponent. Oproti všeobecné představě, že k homogenním slinovaným tělesům s vysokou pevností vede pokud možno vysoká intensita rozmělňování, je možno ukázat, že kombinací kontroly hodnoty pH během celkového procesu zpracování s přídavkem organických dispergačních činidel k cílenému nastavení negativního zeta potenciálu anorganických částic pevných látek a omezením používané energie rozmělňování během zpracování se za použití slinovacích podmínek dá dosáhnout podle předloženého vynálezu požadovaných vlastností stavebních prvků.
Šetrným procesem mletí je zaručeno, že příjem kyslíku během zpracování ve vodném médiu zůstává menší než 0,75 %, výhodně < 0,5 %. Podíl části c < 1 pm v rozemletém produktu činí při tom < 8 %, výhodně < 3 %, přičemž velikost zrn se účelně stanovuje pomocí laserové ohybové spektrometrie. Kombinací elektrostatických a mechanických deaglomeračních mechanismů se umožní se zřetelem na jejich homogenitu dosažení zlepšeného rozdělení slinovacích aditiv ve vodné suspensi a dále ve zformovaných a slinutých tvarových dílech.
Jako dispergační činidlo se může použít například polymer z α,β-ethylenicky nenasycených karboxylových kyselin, výhodně jejich solí, nebo se mohou použít ve vodě rozpustné kopolymery s estery ethylenicky nenasycených karboxylových kyselin.
Když se jako postup formování použije technika lisování za sucha, tak se nejprve vyrobí pokud možno dobře smáčitelný a lisovatelný rozprašovaný granulát nebo granulát z vířivé vrstvy. Při
-2 CZ 284803 Β6 tom má obzvláštní význam se zřetelem na optimální dosažitelné hodnoty pevnosti slinutých tvarových dílů volba potřebných organických formovacích pomocných látek, pod čímž se rozumí pojivá, změkčovadla a mazadla.
Formovací pomocné látky mají být pro zamezení flokulačních a reaglomeračních procesů kompatabilní s použitými dispergátory a podporovat jejich účinek se zřetelem na deaglomeraci anorganických částic pevných látek dodatečným elektrostatickým a/nebo sterickým efektem. Kromě toho se mají suspense za použití vhodných podmínek sušení zpracovávat na dobře smáčitelné, lisovatelné a pokud možno měkké granuláty. Vznik tvrdých aglomerátů, které v hotových slinutých výrobcích vedou k defektům, pod čímž se rozumí mimo jiné takzvané kruhovité nebo srpovité póry, popřípadě k oblastem s různým zhutněním, je třeba bezpodmínečně vyloučit.
Toto se podaří všeobecně pomocí známých vhodných kombinací organických polymerů, které obsahují jako pojivá například polyvinylalkoholy, polyoxazoliny, deriváty celulosy, algináty, polysacharidy nebo estery monokarboxylových kyselin v kombinaci se změkčovadly, jako je například glycerol nebo polyethylenglykol, a/nebo mazadly, jako je například olein, kyselina olejová, kyselina strearová, stearáty, vosky nebo voskové disperse, jakož i pomocí odpovídajícím způsobem přizpůsobených podmínek sušení a granulace.
Často se vyskytuje stanovisko, že docílení vysoké hustoty nevypálených tvarových dílů je trvalým předpokladem pro dosažení vysoké mechanické pevnosti hotových vypálených tvarových dílů. Překvapivě však bylo zjištěno, že toto se nesplňuje vždy v přímém srovnání specielních organických aditiv za použiti podmínek tlakového slinování. Tak se dosáhne například při použití pojivá ve formě ve vodě dispergovatelného polyesterurethanu v kombinaci s polyaxazolinem a/nebo směsí mastné kyseliny a polyethylenglykolu při hustotě surových dílů 56,5 % teoretické hustoty, stejné úrovně pevnosti slinutých tvarových dílů při nižších lisovacích tlacích, jako za pomoci známých pojiv, obsahujících polyvinylalkohol a glycerol jako změkčovadla, které vedou k hustotám polotovarů 61,5 % teoretické hustoty. Výroba takovýchto tvarových dílů se může podle předloženého vynálezu provádět jak axiálním, tak také, obzvláště u rotačně symetrických dílů s vysokým poměrem délky k šířce, isostatickým lisováním tak, že se pevnost omezující strukturní defekty se zřetelem na počet a velikost minimalizují, popřípadě se zcela zamezí.
VEP-A-388 214 je popsáno použiti polyoxazolinů jako pojiv pro anorganické pevné látky, dispergované v organických rozpouštědlech, za účelem výroby tvarových dílů s vysokou hustotou a pevností surových dílů, přičemž naproti tomu se předložený vynález týká ve vodě dispergovaných systémů. Překvapivé je kromě toho výhodné použití polyoxazolinů v kombinaci s polyesterurethany a/nebo dispersemi mastných kyselin a polyethylenglykolu, jakož i jejich účinek na mechanickou pevnost slinutých tvarových dílů vyloučením strukturních defektů.
Přímý důkaz účinku, nárokovaného podle předloženého vynálezu, pro zamezení strukturních defektů, omezujících pevnost, je třeba konečně vést pouze v souvislosti mezi dosaženou pevností v ohybu při zlomení, popřípadě napětí na mezi pevnosti, jakož i velikostí a poloze vady, způsobující zlomení. Typické tvarovací defekty, jako jsou zbytky granulátu, jsou řádově 20 až 80 pm (vždy podle velikosti granulátu). Když jsou tyto uspořádány při čtyřbodové ohybové zkoušce v oblasti maximálních napětí v tahu, potom by omezovaly pevnost těchto materiálů na 100, popřípadě 500 MPa. Toto vyplývá ze známého vztahu
-3 CZ 284803 B6 ve kterém σ = napětí na mezi pevnosti (pevnost)
K[C = kritický faktor intensity napětí
F = faktor tvarování (» 1,13) ac - kritická velikost vady.
Tyto typy vad je možno dokázat také na leštěných nábrusech slinovaných tvarových dílů světelnou mikroskopií při stonásobném zvětšení a na tvarových dílech, zpracovaných, lisovaných a hustě slinovaných podle předloženého vynálezu nejsou patrné.
Jiné tvarovací postupy, které nevycházejí z mezivysušovaných produktů (například granulátů), jsou hodnoceny jako nekritické se zřetelem na výše uvedené strukturní defekty, obsahují však při nepřiměřeném provádění rovněž možné jiné rušivé faktory.
Při lití šlikru (licí břečky) se může podle předloženého vynálezu zpracovaný šlikr nastavením obsahu pevné látky na 40 až 60 % objemových a přídavkem polymeru ve formě například vosků nebo derivátů celulosy přímo nalít do sádrové formy nebo pomocí tlakového lití do plastové formy a odvodnit. Je ale také možné připravený a dispergačním činidlem opatřený šlikr odvodnit bez dalšího přídavku polymeru, například ve sprejové sušárně a redispergovat na materiál, 20 potřebný pro licí tvarování.
Toto platí stejně pro výrobu hmoty pro vstřikovací lití. Zpracovaná a vysušená hmota se ve hnětači nebo extruderu intensivně smísí spolymemími přísadami, popřípadě s jejich kombinací s vosky, parafíny, ftaláty, kyselinou stearovou a/nebo olejovou, polyoxyethylenem a podobně 25 a potom se tvaruje za použití vstřikovacích tlaků v rozmezí 0,5 až 200 MPa.
V závislosti na druhu a množství polymemích přísad, použitých jako pomocné prostředky pro tvarování, probíhá před slinováním vypálení těchto přísad s různě dlouhými cykly v oxidační nebo inertní atmosféře a při maximální teplotě 1000 °C, výhodně 500 °C, popřípadě za použití 30 práškovitého sypání, jako je například oxid hlinitý, jako imerzního činidla pro zkrácení doby cyklu.
Pro zamezení koncentračních gradientů a/nebo znovu vytváření pórů vznikem a odpařováním těkavých součástí ve formě Si nebo SiOx má být objemový podíl slinovaných siliciumnitridových 35 tvarových dílů, vztaženo na celkový objem kelímku, který obsahuje slinovaný materiál, pokud možno vysoký. Jako materiál kelímku se může použít nitrid boru, grafit, který je potažený nitridem boru nebo nitrid křemíku.
Pro zvýšení objemového podílu nitridu křemíku mohou být také tvarová tělesa vložena do 40 násypu z nitridu křemík s velikostí částic 0,3 až 5 mm, který obsahuje výhodně více než 20 % slinovacích aditiv, obsažených ve tvarovém tělese. Podle předloženého vynálezu mohou jako pomocné vypalovací prostředky nacházet použití také již odpovídajícím způsobem zformované a slinuté díly z nitridu křemíku s nebo bez slinovacích aditiv, u cylindrických tvarových dílů obzvláště také ve formě pouzder.
Tvarové díly, vyrobené způsobem podle předloženého vynálezu mají výhodně velmi jemnozmnou mikrostrukturu, která se vyznačuje tím, že střední šířka zrn je <0,6 pm, výhodně < 0,3 pm a počet zrn pro plošnou jednotku je > 0,95.108, výhodně > 4.106 zm/mm2. Oproti dříve panujícímu mínění, že pro vysoké pevnosti jsou výhodné střední stupně protažení větší než 8, je 50 možno podle předloženého vynálezu ukázat, že k vysokým mechanickým pevnostem, požadovaným podle předloženého vynálezu, vedou střední stupně protažení pouze 5 až 7,8.
-4 CZ 284803 B6
Dalším znakem struktury tvarových dílů, vyrobených způsobem podle předloženého vynálezu je úzké rozdělení šíře krystalitů, přičemž výhodně 95 % krystalitů je v rozmezí 0,05 pm až 0,5 pm a přičemž maximální šířka zrn je výhodně < 1,5 pm. Stanovení strukturních znaků se provádí na leštěných a plasmově leptaných nábrusech slinutých tvarových dílů mikroskopicky za použití pětitisícinásobného zvětšení.
Amorfní zrnitá hraniční fáze, tvořená na okrajové zóně částic nitridu křemíku zoxidických slinovacích aditiv a z oxidu křemičitého, se vyskytuje v hotových slinutých dílech, vyrobených způsobem podle předloženého vynálezu, velmi jemně rozptýlená. To se vyznačuje tím, že lokální rozpínání amorfní zrnité hraniční fáze činí v trojných bodech průměrně 0,2 pm.
Kombinace znaků způsobu podle předloženého vynálezu a tím dosažená redukce strukturních defektů, omezujících pevnost, umožňuje na basi podílu 8 až 12 % hmotnostních slinovacích aditiv výrobu tvarových dílů s pevností v ohybu při zlomení > 1200 MPa. Špičková hodnota může být dokonce vyšší než 1300 MPa (Čtyřbodová zkouška ohybu podle DIN 51110; tahová strana leštěná).
Překvapivě se ukázalo, že se vlivem teplotního, časového a tlakového cyklu při slinování podle předloženého vynálezu část oxidu hlinitého, použitého ve vsázce (30 až 70 % celkového množství, dokázáno pomocí STEM), rozpustí v krystalitech nitridu křemíku. Tato okolnost přispívá značně ke zlepšení mechanických vlastností hotových slinutých tvarových dílů při zvýšených teplotách.
Hodnoty Kic tvarových dílů jsou v rozmezí 7,5 až 11 Mpa. Vm (zkouška podle DIN 51109). Vzhledem k vysoké tepelné vodivosti 20 W/m.K a velmi nízkému lineárnímu teplotnímu koeficientu roztažnosti 2,4.10'δ/Κ /měřeno v oblasti 20 až 1000 °C) mají tvarové díly, vyrobené způsobem podle předloženého vynálezu, také velmi dobrou odolnost vůči teplotním šokům. Jejich E-modul činí 310 GPa, zatímco jejich mechanická mez pevnosti v ohybu při zkušebních teplotách 1000 °C je v rozmezí 850 MPa až 1000 MPa.
Průmyslová využitelnost
Tvarové díly, vyrobené způsobem podle předloženého vynálezu, jsou obzvláště vhodné pro použití ve strojírenství, stavbách zařízení a výrobě motorů, jakož i obzvláště specielně jako sací a výfukové ventily spalovacích motorů.
Příklady provedení.vynálezu
Předložený vynález je v následujícím blíže objasněn pomocí příkladů provedení, přičemž ovšem z těchto příkladů nelze odvodit omezení na zde konkrétně uváděné formy provedení.
Příklad 1
Oxidické součásti přáškové směsi, uvedené v následující tabulce 1, se v množství 610,5 hmotnostních dílů po dobu 20 minut předdispergují pomocí míchadla (Dissolver) v předložené vodě v množství 3,25 objemových dílů, která obsahuje 0,5 % polykarboxylové kyseliny (výrobce BK Ladenburg GmbH) jako dispergační činidlo (s 25 % podílu účinné látky). Potom se provádí kontinuální přídavek 5265 hmotnostních dílů siliciumnitridového prášku typ B pomocí dávkovacího šneku po dobu 10 minut. Po další dispergaci po dobu 30 minut se předdispergovaná břečka (šlikr) čerpá do mlýna s míchadlem se 4 objemovými díly prostoru. Mlýn má vyložení
-5CZ 284803 B6 a mlecí kotouče z nitridu křemíku. Prostor pro mletí je vyplněn mlecími koulemi o velikosti 1 až 2 mm. Za využití nádrže s míchadlem probíhá oběhové mletí s efektivní dobou mletí 75 minut.
Po ukončení mletí se do šlikru přidá 0,5 % hmotnostních polyvinylalkoholu (RMowiol GE 4-86, výrobce Hoechst AG, Frankfurt/M.) a 1 % hmotnostní glycerolu, vztaženo na v něm obsaženou pevnou látku. Další parametry zpracování a odpovídající naměřené hodnoty jsou uvedeny v tabulce 1. Potom následuje sprejové sušení pomocí dvousložkové trysky za následujících podmínek:
| Vstupní teplota vzduchu: | 200 °C |
| výstupní teplota vzduchu: | 90 °C |
| prosazení šlikru: | 3,3 kg/h |
| množství vzduchu (tryska): | 2,9 kg/h. |
Granulát, vyrobený uvedeným způsobem, má následující vlastnosti:
| Sypná hustota: | 0,97 g/cm |
| doba výtoku ze 7 mm trysky: | 4,5s/100g |
| velikost granulátu: d10: | 29 pm |
| dso: | 64 pm |
| dw: | 105 pm |
| jemný podíl < 24 pm: | 6%. |
Granulát se potom formuje pomocí isostatického postupu lisování při lisovacím tlaku 200 MPa na cylindrická tělesa o průměru 13 mm a délce 120 mm.
Po vypálení organických pomocných lisovacích prostředků se provádí slinování za následujících podmínek:
| T = 1max první teplotní stupeň: | 1865 °C; 0,945.Tmax po dobu 17 minut při tlaku dusíku 0,4 MPa; |
| druhý teplotní stupeň: | 0,975.Tmax po dobu 40 minut při tlaku dusíku 4,5 MPa; |
zvýšení teploty na Tmax a zvýšení tlaku na 10 MPa po dobu udržování tlaku 15 minut.
Vlastnosti tvarových dílů, vyrobených uvedeným způsobem, jsou jednotlivě uvedeny v následující tabulce 2.
Příklad 2
Výchozí prášek se mísí a mele postupem podle příkladu 1 a po ukončení mletí se bez dalšího přídavku polymeru sprejově suší za jinak stejných podmínek, jaké jsou uvedené v příkladě 1.
Potom se provádí redispergace výše uvedeného prášku s obsahem pevné látky 65 % hmotnostních, vztaženo na navážku prášku, načež se potom přidá 0,5 % dispergátoru typ KV 5088 (výrobce Zschimmer & Schwarz GmbH, Lahnstein) a 3 % KST vosku (Hoechst AG). Šlikr se za míchání homogenizuje po dobu 2 hodin a potom se odlije do konvenčních sádrových forem na tyče. Po uplynutí jedné hodiny se surové díly vyjmou z forem, usuší se v průběhu 24 hodin při teplotě 30 °C a slinují se stejně, jako je uvedeno v příkladě 1.
-6CZ 284803 B6
Příklad 3
Zpracování prášku a jeho sušení se provádí stejně, jako je popsáno v příkladě 2. Potom se tento materiál intensivně mísí s organickými komponentami ve hnětači po dobu 2 hodin při teplotě 190 °C. Organické látky mají následující složení:
74,3 % polyoxymethylen 52021 (výrobce Hoechst AG)
19,2 % polyethylenglykol (výrobce Hoechst AG)
6,4 % mikrovosk C (výrobce Hoechst AG).
Materiál, granulovaný ochlazením ve hnětači, se potom v přístroji pro vstřikovací lití při teplotě v trysce 185 °C odlévá za vstřikovacího tlaku 135 MPa na tyče. Surové díly se zahřívají ve vypalovací peci po dobu 48 hodin na teplotu 400 °C a tak se organické součásti zcela odstraní. Slino.vání se provádí postupem, popsaným v příkladě 1. Vlastnosti získaných tvarových dílů jsou uvedeny v tabulce 2.
Příklad 4
Siliciumnitridový prášek typ A se smísí, rozemele a sprejově vysuší podle příkladu 1 a za podmínek, uvedených v tabulce 1 pro prášek A.
Prismatické tvarové díly s rozměry 20 x 20 x 50 mm se lisují pomocí isostatického postupu s mokrou matricí za tlaku 250 MPa a slinují se za následujícím způsobem změněných podmínek ve srovnání s příkladem 1:
Doba zdržení při všech třech teplotních stupních činí 40 minut. Vzestup teploty probíhá na 1,2 MPa při dosažení prvního teplotního stupně a na 5 MPa po 1/4 doby zdržení při slinování ve druhém teplotním stupni. Potom se tlak zvýší na 8 MPa a udržuje se konstantní až do konce udržování teploty. Vlastnosti tvarových dílů, odpovídající uvedenému režimu, jsou uvedeny v tabulce.
Tabulka 1
Vlastnosti prášku,chemické složení práškové směsi, parametry zpracování
| Vlastnosti prášku | typ a | typB |
| podíl a S13N4 [%] | 96,5 | 98 |
| obsah kyslíku [%] | 1,8 | 1,5 |
| obsah uhlíku [%] | 0,15 | 0,1 |
| znečištění kationty [%] | 0,05 | 0,025 |
| stř. velikost zrn [pm]^ | 0,3 | 0,45 |
| měrný povrch [m2/g] | 19,3 | 12 |
| Prášková směs | A | B |
| S13N4 [% hmotnostní] | 87,5 | 87,7 |
| Υ2Ο3 [% hmotnostní] | 8,2 | 8,2 |
| AI2O3 [% hmotnostní] | 4,1 | 4,1 |
| HfO2 [% hmotnostní ] | 0,2 | - |
-7CZ 284803 B6
| Úprava | A | B |
| obsah pevné látky [%] | 65 | 65 |
| hodnota pH | 10 | 9,5 |
| efektivní doba mletí [min] | 75 | 75 |
| otěr mlecích koulí | ||
| [% vztažená na pevnou látku] | 0,2 | 0,2 |
| měrný povrch rozemletého materiálu [m2/g] | 19,5 | 14 |
| Úprava | A | B |
| přírůstek obsahu kyslíku [%] | 0,65 | 0,5 |
| střední velikost zrn | ||
| rozemletého materiálu [pm] | 0,3 | 0,38 |
| podíl zrn >1 pm [%] | 1,0 | 2,5 |
!) Měřící metoda: laserová ohybová spektrometrie
Tabulka 2
Vlastnosti tvarových dílů
| Příklad | 1 | 2 | 3 | 4 |
| hustota [% teoretické hustoty] mez pevnosti v ohybu [MPa] | 99,2 | 99,0 | 98,8 | 99,0 |
| při teplotě místnosti | 1308 | 1312 | 1180 | 943 |
| weibullmodul | 20 | 22 | 25 | 26 |
| lomová houževnatost2) Kic [Mpa. -Jm ] | 9 | 8,8 | 8,5 | 7,5 |
| Strukturní parametry: | ||||
| stupeň roztažnosti3) | 6,5 | 7,5 | 7,0 | 5 |
| střední šířka zrn [pm] | 0,22 | 0,25 | 0,32 | 0,6 |
| počet zrn [106/mm2] | 5,3 | 4,5 | 3,5 | 0,95 |
zkouška podle DIN 51110 2) zkouška podle DIN 51109 3) poměr délky k šířce krystalitů, zjištěný na mikro.struktuře, znázorněné na rastrovém elektronovém mikro skupu při pětitisícinásobném zvětšení, proměřením alespoň 40 krystalitů s paralelními hranami.
Claims (9)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby homogenní a jemně krystalické siliciumnitridové keramiky, při kterém se keramický prášek mele, mísí se s pomocnými tvarovacími činidly, směs se formuje na tvarové díly a tyto tvarové díly se potom pod dusíkovou atmosférou slinují, vyznačující se tím, že slinování, se provádí ve vícestupňovém procesu při teplotách Tmax v rozmezí 1700 °C až 1900 °C za použití tlaku plynu v rozmezí 0,2 až 50 MPa, přičemž v prvním teplotním stupni se udržuje teplota 0,9 až 0,96.Tmax, po dobu 10 až 50 minut, za tlaku dusíku 0,2 až 1,2 MPa, a přičemž se ve druhém teplotním stupni udržuje teplota 0,97 až 0,985.Tmax, po dobu 20 až 80 minut, za tlaku dusíku 3 až 6 MPa, a potom se provede zvýšení teploty na Tmax a zvýšení tlaku na 7 až 50 MPa.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se od teploty 1000 °C až do prvního teplotního stupně používá tlaku v rozmezí 0,3 až 0,6 MPa, v prvním teplotním stupni se udržuje teplota 0,945.Traax, po dobu 12 až 25 minut, za tlaku dusíku 0,3 až 0,6 MPa, ve druhém teplotním stupni se udržuje teplota 0,975.Tmax, po dobu 30 až 50 minut, za tlaku dusíku 4 až 5 MPa, a potom se provede zvýšení teploty na Tmax a zvýšení tlaku na 7 až 10 MPa.
- 3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že doba udržování tlaku při konečném stupni činí 30 až 100 minut, výhodně 60 až 90 minut, rychlost zahřívání je v rozmezí 5 až 35 K/min a zvyšování tlaku se provádí rychlostí 0,25 až l,2MPa/min, výhodně 0,5 až 1,1 MPa/min,
- 4. Způsob podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že se výchozí směs z práškovitého nitridu křemíku s vysokou čistotou a dobrou aktivitou slinování a se slinovacími aditivy ve formě oxidu hlinitého a alespoň jednoho dalšího oxidu skupiny IVb periodického systému prvků ve vodné suspensi a při pH v rozmezí 8 až 10, 5 tak disperguje, mísí a mele, popřípadě deaglomeruje, že příjem kyslíku během zpracování ve vodném mediu zůstává menší než 0,75 %, výhodně < 0,5 % a podíl částic < 1 pm v rozemletém produktu činí při tom < 8 %, výhodně < 3 %, přičemž jako dispergační činidlo se použijí polymery z α,β-ethylenicky nenasycených karboxylových kyselin, výhodně jejich solí, nebo ve vodě rozpustné kopolymery s estery ethylenicky nenasycených karboxylových kyselin.
- 5. Způsob podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že formování se provádí pomocí lití šlikru, tlakového lití šlikru, tlakové filtrace, foliového lití, extrudace, vstřikovacího lití nebo lisování za sucha.
- 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se jako pomocné formovací činidlo pro lisování za sucha použije ve vodě dispergovatelný polyesterurethan v kombinaci s polyoxazolinem a/nebo dispersí mastné kyseliny a polyethylenglykolu v množství 0,5 až 10 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost formovaného prášku, a že zhutnění rotačně symetrických stavebních prvků se provádí pomocí isostatického lisovacího postupu.
- 7. Tvarové díly, vyrobené podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že mají jemnozmnou mikrostrukturu se střední šířkou zrn < 0,6 pm, výhodně < 0,3 pm, počet zrn pro plošnou jednotku je >0,95.107 8, výhodně >4.106 zm/mm2 a úzké rozdělení šíře krystalitů, přičemž výhodně 95 % krystalitů je v rozmezí 0,05 pm až 0,5 pm a přičemž maximální šířka zrn je výhodně < 1,5 pm a mají strukturu, u které má amorfní zrnitá hraniční fáze, tvořená na okrajové zóně částic nitridu křemíku zoxidických slinovacích aditiv a z oxidu křemičitého, lokální rozpínání v trojných bodech průměrně 0,2 pm.-9 CZ 284803 B6
- 8. Tvarové díly podle nároku 7, vyznačující se tím, že mají hodnotu houževnatosti za zlomení KIC v rozmezí 7,5 až 11 MPa. Vm, tepelnou vodivost 20 W/m.K, lineární teplotní koeficient roztažnosti 2,4.10'6/K, měřeno v oblasti 20 až 1000 °C, E-modul >310GPa a mechanickou mez pevnosti v ohybu při teplotě místnosti >900 MPa, výhodně > 1200 MPa5 a při zkušebních teplotách 1000 °C v rozmezí 850 MPa až 1000 MPa.
- 9. Použití tvarových dílů podle některého z nároků 7 a 8 ve strojírenství, stavbách zařízení a výrobě motorů, například jako sacích a výfukových ventilů spalovacích motorů.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4304033 | 1993-02-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ27794A3 CZ27794A3 (en) | 1994-08-17 |
| CZ284803B6 true CZ284803B6 (cs) | 1999-03-17 |
Family
ID=6480177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ94277A CZ284803B6 (cs) | 1993-02-11 | 1994-02-09 | Způsob výroby hustě slinovaných keramických stavebních prvků z nitridu křemíku s vysokou mechanickou pevností a jejich použití |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5656219A (cs) |
| EP (1) | EP0610848B1 (cs) |
| JP (1) | JPH06234572A (cs) |
| AT (1) | ATE153325T1 (cs) |
| BR (1) | BR9400555A (cs) |
| CA (1) | CA2115408A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ284803B6 (cs) |
| DE (1) | DE59402786D1 (cs) |
| ES (1) | ES2105368T3 (cs) |
| TW (1) | TW320626B (cs) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4336311C2 (de) * | 1993-10-25 | 1996-03-14 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von dichten Siliciumnitrid-Werkstoffen |
| DE19748225A1 (de) * | 1997-10-31 | 1999-05-06 | Ceramtec Ag | Siliciumnitridkeramik mit hoher mechanischer Festigkeit bei Raum- und erhöhter Temperatur |
| US6415996B1 (en) * | 2000-10-16 | 2002-07-09 | The Penn State Research Foundation | Dynamic control and enhanced chemical milling of ceramics to submicron particle sizes |
| DE10207427A1 (de) * | 2002-02-21 | 2003-09-04 | Basf Ag | Schnelllöslicher Filmüberzug basierend auf Polyvinylalkohol-Polyether-Pfropfcopolymeren in Kombination mit Hydroxy-, Amid-, oder Esterfunktionen enthaltenden Komponenten |
| FR2917405B1 (fr) * | 2007-06-18 | 2010-12-10 | Vibro Meter France | Procede de preparation d'une ceramique frittee, ceramique ainsi obtenue et bougie d'allumage la comportant |
| DE102008047910A1 (de) | 2008-09-19 | 2010-03-25 | Molkerei Meggle Wasserburg Gmbh & Co. Kg | Tablettierhilfsstoff auf Laktose- und Cellulosebasis |
| CN115340402A (zh) * | 2021-05-13 | 2022-11-15 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种梯度氮化硅毛细芯的制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3266050D1 (en) | 1981-10-12 | 1985-10-10 | Sumitomo Electric Industries | Method for sintering silicon nitride |
| JPS5918165A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-30 | 日本特殊陶業株式会社 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
| EP0336377B2 (en) | 1988-04-07 | 1997-07-16 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Silicon nitride sintered body |
| EP0388214A1 (en) * | 1989-03-17 | 1990-09-19 | The Dow Chemical Company | Ceramic greenware formulation for dry pressed greenware |
| US5204296A (en) * | 1989-09-26 | 1993-04-20 | Rockwell International Corporation | Process for injection molding ceramics |
| US5114888A (en) * | 1989-11-21 | 1992-05-19 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride sintered body and method for producing same |
| DE4126510C2 (de) * | 1991-08-08 | 1997-02-13 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Herstellung von Siliziumnitridsinterkörpern hoher Festigkeit und Zähigkeit |
-
1994
- 1994-02-07 AT AT94101801T patent/ATE153325T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-02-07 EP EP94101801A patent/EP0610848B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-02-07 DE DE59402786T patent/DE59402786D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-02-07 ES ES94101801T patent/ES2105368T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-02-09 CZ CZ94277A patent/CZ284803B6/cs unknown
- 1994-02-09 JP JP6015121A patent/JPH06234572A/ja active Pending
- 1994-02-10 CA CA002115408A patent/CA2115408A1/en not_active Abandoned
- 1994-02-10 BR BR9400555A patent/BR9400555A/pt not_active Application Discontinuation
- 1994-04-22 TW TW083103604A patent/TW320626B/zh active
-
1995
- 1995-09-21 US US08/531,699 patent/US5656219A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0610848A3 (de) | 1994-11-30 |
| EP0610848B1 (de) | 1997-05-21 |
| TW320626B (cs) | 1997-11-21 |
| ES2105368T3 (es) | 1997-10-16 |
| CA2115408A1 (en) | 1994-08-12 |
| US5656219A (en) | 1997-08-12 |
| EP0610848A2 (de) | 1994-08-17 |
| CZ27794A3 (en) | 1994-08-17 |
| DE59402786D1 (de) | 1997-06-26 |
| JPH06234572A (ja) | 1994-08-23 |
| ATE153325T1 (de) | 1997-06-15 |
| BR9400555A (pt) | 1994-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0774449A2 (en) | Silicon nitride ceramic, silicon-base composition for production thereof and processes for producing these | |
| US20070179041A1 (en) | Zirconia Ceramic | |
| KR20010023855A (ko) | 수성공정에 의한 지르코니아계 구조재료의 사출주조법 | |
| US5401450A (en) | β-silicon nitride sintered body and method of producing same | |
| CZ284803B6 (cs) | Způsob výroby hustě slinovaných keramických stavebních prvků z nitridu křemíku s vysokou mechanickou pevností a jejich použití | |
| KR102555662B1 (ko) | 질화규소 소결체의 제조방법 및 이에 따라 제조된 질화규소 소결체 | |
| JP2670221B2 (ja) | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 | |
| JP2001080967A (ja) | Ｓｉ３Ｎ４セラミックスとその製造用Ｓｉ基組成物及びこれらの製造方法 | |
| CN101365661B (zh) | 制造含碳碳化硅陶瓷的方法 | |
| EP2462080B1 (de) | Alpha-al2o3-sintermaterial und verfahren zur herstellung eines hochdichten und feinstkristallinen formkörpers aus diesem material sowie dessen verwendung | |
| JP2976226B2 (ja) | アルミナ・ジルコニア系焼結体の製造法 | |
| KR102246258B1 (ko) | pH가 조절된 수계 분산 슬러리를 이용한 나노 이트리아 소결체의 제조방법 | |
| JPH02267160A (ja) | 大強度のアルミナ | |
| JPS63103864A (ja) | 部分安定化された酸化ジルコニウムからなる焼結成形体およびその製造法 | |
| JP2001247367A (ja) | 炭化珪素質焼結体およびその製造方法 | |
| KR20020019129A (ko) | 고온강도가 향상된 탄화규소 소재 및 그의 제조방법 | |
| JPH03290370A (ja) | 高靭性窒化けい素焼結体の製造法 | |
| JP2008019144A (ja) | ジルコニア含有セラミックス複合材料の製造方法 | |
| JPH04187555A (ja) | セラミックス原料の調整方法及び装置 | |
| JP3112286B2 (ja) | 緻密なマシナブルセラミックスの製造方法 | |
| JP2985519B2 (ja) | 粒子分散型ＺｒＯ２系セラミックス材料及びその製造方法 | |
| CN121202575A (zh) | 一种氮化硅陶瓷及其制备方法 | |
| JP2000143352A (ja) | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 | |
| JP2863569B2 (ja) | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 | |
| JPH0477363A (ja) | 高温高強度窒化珪素焼結体の製造方法 |