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Noakes, J.E.; Sato, H.; Terner, L.L.
Ford-Werke A.G., Koeln (Germany, F.R.); Deutsches Patentamt, Muenchen (Germany, F.R.)1977
Ford-Werke A.G., Koeln (Germany, F.R.); Deutsches Patentamt, Muenchen (Germany, F.R.)1977
AbstractAbstract
[en] For an improved method of producing silicon carbide elements of complex shape (gas turbine engines), selected fractions of silicon carbide particles (65 to 75% by weight particle size 40 to < 1μm) are with a thermally hardening binder (preferably 35 to 25% by weight) possibly with graphite particle additions (0 to 7% by weight, particle size 10 to 0.1μm) and injection-moulded. During the subsequent pyrolysis in the absence of oxygen, a cross-linked or interconnected pore structure within the produced body is obtained. Before silication, the body is treated in order to clean it and to improve its pore structure. Heating of the body for up to 5 minutes, to 3700C to 4550C in an atmosphere with 10 to 30vol.% of oxygen removes the excess carbon at the surface of the body and provides it with an open pore structue. Silication is started by heating to at least 15400C in an oxygen-free atmosphere which consits mostly of nitrogen and 0 to 10vol% hydrogen. The hydrogen is active in removing enough carbon and, possibly, graphite from the body to obtain a sufficiently free volume for the subsequent conversion of the residual carbon into silicon carbide. The nitrogen converts oxidic impurities of the initial material into silicon nitride. After removing the nitrogen-hydrogen atmosphere, the body is kept in a vacuum lower than the steam pressure of silicon at silication temperature, with nitrogen being removed from the silicon nitride and transferred into silicon metal. The thus cleaned formed piece, which is now highly porous, is then silicated at temperatures between 14250C and 17650C in a nitrogen-charged environment. (IHOE)
[de]
Fuer ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Gegenstaenden komplizierter Form aus Siliziumkarbid (Gasturbinenmotoren) werden ausgewaehlte Prozentsaetze von Siliziumkarbidteilchen (65 - 75Gew.%, Teilchengroesse 40 bis < 1μm) und eines thermisch haertenden Binders (vorzugsweise 35 bis 25Gew.%)gegebenenfalls unter Zusatz von Graphitteilchen (0 bis 7Gew.%, Teilchengroesse 10 bis 0,1μm) vermischt und einem Spritzgussverfahren unterworfen. Waehrend der nachfolgenden Pyrolyse unter Sauerstoffausschluss wird eine vernetzte oder verbundene Porenstruktur innerhalb des geformten Gegenstandes entwickelt. Vor der Silizidierung werden Behandlungen zur Reinigung des Gegenstandes und zur Verbesserung der Porenstruktur durchgefuehrt. Erhitzen des Gegenstandes in einer 10 bis 30Vol.% Sauerstoff enthaltenden Atmosphaere auf 3700C bis 4550C bis zu 5 Minuten fuehrt zur Entfernung eines Kohlenstoffueberschusses an der Oberflaeche des Gegenstandes und erzeugt dort eine offene Porenstruktur. Die Einleitung der Silizidierung erfolgt durch Erhitzen auf mindestens 15400C in einer sauerstofffreien, im wesentlichen aus Stickstoff und 0 bis 10Vol.% Wasserstoff bestehenden Atmosphaere. Dabei dient der Wasserstoff aktiv zur Entfernung von ausreichend Kohlenstoff und gegebenenfalls Graphit aus dem Gegenstand, um dort ein ausreichend freies Volumen fuer die nachfolgende Umwandlung des restlich verbliebenen Kohlenstoffs in Siliziumkarbid zu schaffen. Der Stickstoff bewirkt eine Umwandlung oxidischer Verunreinigungen des Ausgangsmaterials in Siliziumnitrid. Nach Abzug der Stickstoff - Wasserstoff-Atmosphaere wird der Gegenstand in einem Vakuum, das niedriger als der Dampfdruck des Siliziums bei der Silizidiertemperatur ist, gehalten, wobei Stickstoffabgabe aus dem Siliziumnitrid und Ueberfuehrung in Siliziummetall erfolgt. Der so gereinigt und nunmehr hochporoese Formgegenstand wird dann in stickstoffhaltiger Umgebung bei Temperaturen zwischen 14250C und 17650C silizidiert. (IHOE)Original Title
Verfahren zur Herstellung eines Siliciumcarbidgegenstandes
Primary Subject
Source
7 Apr 1977; 21 p; DE PATENT DOCUMENT 2644503/A/
Record Type
Patent
Country of publication
Reference NumberReference Number
INIS VolumeINIS Volume
INIS IssueINIS Issue