DE102013014974A1

DE102013014974A1 - molding

Info

Publication number: DE102013014974A1
Application number: DE201310014974
Authority: DE
Inventors: Manfred Jaeckel; Dr. Kerber Albert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2015-03-12

Abstract

Formteil, insbesondere Platte, umfassend einen aus Siliciumcarbid bestehenden oder Siliciumcarbid aufweisenden Grundkörper sowie eine Al-Oxidschicht, die auf der Oberfläche des Grundkörpers angeordnet ist.Molded part, in particular plate, comprising an existing silicon carbide or silicon carbide base body and an Al oxide layer, which is arranged on the surface of the base body.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formteil, insbesondere eine Platte, die vorzugsweise als Sinterunterlage Verwendung finden kann.The present invention relates to a molded part, in particular a plate, which can be used preferably as a sintered substrate.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt als Sinterunterlagen Molybdänbleche mit Dicken von 1,0 mm bis 4,0 mm je nach Blechgröße für die Sinterung einzusetzen. Derartige Molybdänbleche sind aufgrund der Beständigkeit gegenüber Wasserstoff und wegen der guten Heißbiegefestigkeit bei den im Rahmen der Sinterung zur Anwendungen kommen Temperaturen gut geeignet.From the prior art it is known to use sintered molybdenum sheets with thicknesses of 1.0 mm to 4.0 mm depending on the sheet size for sintering. Such molybdenum sheets are well suited due to the resistance to hydrogen and because of the good hot bending resistance in the temperatures used in the sintering for applications.

Ein weiteres Material, das als Sinterunterlage Verwendung findet, und zwar hauptsächlich in Graphitöfen, sind Kohlenstofffaser verstärkte Graphitplatten (CFC).Another material used as a sintering substrate, mainly in graphite furnaces, is carbon fiber reinforced graphite plates (CFC).

Da sich das oben genannte Molybdän bei längerem Gebrauch durch die Dauerbelastung durch das Sintergut leicht verbeulen kann oder durch Rekristallisation an Festigkeit einbüßt, ist die Einsatzdauer derartiger Molybdän-Sinterunterlagen begrenzt. Sie hängt neben der Belastung auch von der Qualität der Molybdänbleche ab. Verbogene Bleche sind für den Anwender unbrauchbar, da eine nachträgliche Glättung der Bleche nur in speziellen Öfen ab 1600°C und unter Druckbelastung möglich ist.Since the above-mentioned molybdenum can easily buckle during prolonged use by the continuous load through the sintered material or loses strength by recrystallization, the service life of such molybdenum sintered substrates is limited. It depends not only on the load but also on the quality of the molybdenum sheets. Bent sheets are unusable for the user, since subsequent smoothing of the sheets is only possible in special furnaces from 1600 ° C and under pressure.

Des Weiteren werden Versuche unternommen, als Sinterunterlage mehrere Millimeter dicke Aluminiumoxidplatten in Faserstruktur oder poröser Struktur zu verwenden, deren Gebrauch jedoch stets an der geringen Heißbiegefestigkeit und Wärmeschockbeständigkeit scheitert. Aluminiumoxidplatten sind erst ab Dicken um ca. 10 mm hinreichend formstabil, neigen bei diesen Dicken jedoch zur Rissbildung bei zu schneller Ofenabkühlung. Eine solche schnelle Ofenabkühlung ist jedoch zur Verringerung der Sinterzyklen der heutige Trend in der MIM-Industrie (Metal Injection Moulding). Ein Nachteil derartiger Aluminiumoxidplatten besteht des Weiteren darin, dass die Sintergestelle unverhältnismäßig stark mit Gewicht belastet werden und die dicken Aluminiumoxidplatten einen höheren Platz- und Energiebedarf mit sich bringen.Furthermore, attempts are being made to use as a sintered substrate several millimeter thick alumina plates in fibrous structure or porous structure, but their use always fails due to low hot bending strength and thermal shock resistance. Aluminum oxide plates are sufficiently dimensionally stable only at thicknesses of approx. 10 mm, but at these thicknesses tend to crack when the oven cools down too quickly. However, such rapid oven cooling is the current trend in the MIM (metal injection molding) industry to reduce sintering cycles. A disadvantage of such aluminum oxide plates is further that the sintering racks are disproportionately burdened with weight and bring the thick aluminum oxide plates a higher space and energy requirements.

In der MIM-Industrie werden die im Spritzgießverfahren hergestellten Metallpulverformteile zunächst chemisch oder thermisch vorentbindert und im Sinterofen nach der pyrolytischen Restentbinderung überwiegend in wasserstoffhaltiger Atmosphäre bei Temperaturen zwischen 1100°C und 1400°C zu einem weitgehend dichten Metallkörper gesintert. Überwiegend für die Sinterung im sogenannten Batch-Ofen werden die vorentbinderten Braunlinge in der Regel von Hand auf die Sinterunterlagen gelegt, wobei in den Chargiergestellen je nach Abstand der Bleche, abhängig von den Abmessungen der Formteile, viele Sinterunterlagen zur Anwendung kommen. Die Chargiergestelle besitzen aufgrund der hohen Packungsdichte der Formteile und aufgrund der relativ hohen Dichte von metallischen Formteilen ein beträchtliches Gewicht.In the MIM industry, the metal powder molded parts produced by injection molding are first chemically or thermally pre-bindered and sintered in the sintering furnace after the Pyrolytisches Restentbinderung predominantly in a hydrogen-containing atmosphere at temperatures between 1100 ° C and 1400 ° C to a substantially dense metal body. Predominantly for sintering in the so-called batch oven, the debranched brown pieces are usually placed by hand on the sintered substrates, depending on the spacing of the sheets, depending on the dimensions of the moldings, many sintered substrates are used in the charging racks. The charging racks have a considerable weight due to the high packing density of the moldings and the relatively high density of metallic moldings.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geeigneten Werkstoff bereitzustellen, der sich vorzugsweise als Sinterunterlage und insbesondere als Sinterunterlage zum Sintern von metallischen Formkörpern eignet. In einer bevorzugten Ausgestaltung soll die Sinterunterlage die in der MIM-Industrie bestehenden technischen und ökonomischen Anforderungen erfüllen.The present invention has for its object to provide a suitable material which is preferably suitable as a sintered substrate and in particular as a sintered substrate for sintering metallic moldings. In a preferred embodiment, the sintering pad should meet the existing in the MIM industry technical and economic requirements.

Diese Aufgabe wird durch ein Formteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das Formteil, insbesondere eine Platte, einen aus Siliciumcarbid bestehenden oder Siliciumcarbid aufweisendem Grundkörper aufweist, der auf seiner Oberfläche eine Aluminiumoxidschicht aufweist. Diese Aluminiumoxidschicht kann die Oberfläche des Grundkörpers vollflächig oder auch nur in einem Teilbereich bedecken.This object is achieved by a molding with the features of claim 1. Thereafter, it is provided that the molded part, in particular a plate, comprises a basic body consisting of silicon carbide or silicon carbide, which has an aluminum oxide layer on its surface. This aluminum oxide layer can cover the surface of the main body over the entire surface or even in a partial area.

Als Siliciumcarbid kommt beispielsweise RSiC, d. h. rekristallisiertes Siliciumcarbid in Betracht, das jedoch in Form einer dünnen, wenigen Millimeter dicken Platte nach der üblichen Trockenpresstechnologie schwierig herstellbar ist. Bevorzugt ist es daher, wenn es sich bei dem Siliciumcarbid um SSiC handelt. Denkbar ist es beispielsweise, durch thermoplastische Formgebung erhaltene SSiC-Formmassen zu verwenden, die beispielsweise auf kontinuierlich arbeiteten Schnecken-Plastiziermaschinen mit formgebender Schlitzdüse und Abzugskühlwalzen arbeiten. Die auf diese Weise hergestellten grünen Halbzeuge können sodann entbindert und schließlich gesintert werden, um einen Siliciumcarbid-Formkörper bereitzustellen.As silicon carbide, for example, RSiC, d. H. recrystallized silicon carbide into consideration, which is difficult to produce in the form of a thin, a few millimeters thick plate according to the conventional dry press technology. It is therefore preferred if the silicon carbide is SSiC. It is conceivable, for example, to use SSiC molding compositions obtained by thermoplastic molding which operate, for example, on continuously operating screw-type plasticizing machines with shaping slot die and take-off cooling rolls. The green semifinished products thus produced may then be debinded and finally sintered to provide a silicon carbide molding.

Bevorzugt ist es, wenn die Sinterunterlage bei einem Sinterprozess in wasserstoffhaltiger Atmosphäre und/oder bei einer Temperatur zwischen 1000°C und 1500°C und vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 1100°C und 1400°C verwendet wird. Dies sind die üblicherweise im Rahmen der Herstellung von metallischen Formteilen auftretenden Bedingungen in der MIM-Industrie.It is preferred if the sintering substrate is used in a hydrogen-containing atmosphere sintering process and / or at a temperature between 1000 ° C and 1500 ° C and preferably at a temperature between 1100 ° C and 1400 ° C. These are the conditions usually encountered in the production of metallic moldings in the MIM industry.

Die erfindungsgemäße Aluminiumoxidbeschichtung bietet zumindest zwei Vorteile. Zum einen dient sie der Barrierewirkung gegenüber Wasserstoff zur Vermeidung bzw. zur Verringerung der Si-H Bildung. Zum anderen dient sie als Barriere gegen die auf der Aluminiumoxidschicht abgelegten Metallformteile, sodass auf die Verwendung von separaten Aluminiumoxidplatten verzichtet werden kann.The aluminum oxide coating according to the invention offers at least two advantages. On the one hand, it serves the barrier effect against hydrogen to avoid or to reduce the Si-H formation. On the other hand, it serves as a barrier against the deposited on the aluminum oxide metal moldings, so that can be dispensed with the use of separate aluminum oxide plates.

Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils gemäß der Erfindung, wobei der Siliciumcarbid-Grundkörper bzw. der Siliciumcarbid-Formkörper, der im fertigen Formteil den Siliciumcarbid-Grundkörper bildet, insbesondere der SSiC-Grundkörper durch thermoplastische Formgebung und anschließende Entbinderung und eine darauffolgende Sinterung erhalten wird. Wie oben ausgeführt, bietet sich für die Herstellung dünner SiC-Platten vorteilhaft die thermoplastische Formgebung von SSiC-Formmassen an. Vorzugsweise erfolgt dies auf kontinuierlich arbeitenden Schnecken-Plastiziermaschinen, die mit formgebender Schlitzdüse und/oder Abzugskühlwalzen ausgeführt sein können. The present invention further relates to a method for producing a molded part according to the invention, wherein the silicon carbide basic body or the silicon carbide molding, which forms the silicon carbide body in the finished molding, in particular the SSiC basic body by thermoplastic molding and subsequent debindering and a subsequent sintering is obtained. As stated above, the thermoplastic molding of SSiC molding compositions is advantageous for the production of thin SiC plates. This is preferably carried out on continuously operating screw-type plasticizing machines, which can be designed with forming slot die and / or take-off cooling rolls.

Die auf diesem Wege erhaltenen grünen Halbzeuge werden auf die gewünschten Formate geschnitten, sodass vorzugsweise Platten der gewünschten Größe erhalten werden.The green semi-finished products obtained in this way are cut to the desired formats, so that preferably plates of the desired size are obtained.

Anschließend erfolgt vorzugsweise eine Vorentbinderung in einem chemischen Prozess. Diese Vorentbinderung kann in einem flüssigen Lösungsmittel, beispielsweise Aceton vorgenommen werden. Denkbar ist es beispielsweise, dass ein erwärmtes, beispielsweise ein auf ca. 40°C erwärmtes Lösungsmittel, wie beispielsweise Aceton, verwendet wird und in diesem Lösungsmittel die grünen Halbzeuge je nach Dicke in einer Zeitspanne zwischen 6 und 12 Stunden gelagert werden.Subsequently, preferably a pre-debinding takes place in a chemical process. This prediltration can be carried out in a liquid solvent, for example acetone. It is conceivable, for example, that a heated, for example, a heated to about 40 ° C solvent, such as acetone, is used and stored in this solvent, the green semi-finished products depending on the thickness in a period of 6 to 12 hours.

Im Rahmen dieser chemischen Vorentbinderung werden vorzugsweise bis zu 80 Gew.-% des im Binder enthaltenen Weichmachers herausgelöst. Besteht der Binder aus einem Polyamid/Weichmacher-Gemisch, wird durch die Verwendung von Aceton der Vorteil erzielt, dass ein großer Teil des Weichmachers, nicht oder kaum das Polyamid, herausgelöst wird.In the context of this chemical predistillation, preferably up to 80% by weight of the plasticizer contained in the binder is dissolved out. If the binder consists of a polyamide / plasticizer mixture, the use of acetone has the advantage that a large part of the plasticizer, not or hardly the polyamide, is dissolved out.

Durch das Herauslösen des Weichmachers entsteht eine für die nachfolgende Restentbinderung ausweichend offenporige Struktur.By dissolving out the plasticizer creates an evasive open-pore structure for the subsequent Restentbinderung.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird vorzugsweise eine thermische Rest- oder Nachentbinderung durchgeführt. In Betracht kommt beispielsweise eine thermische Restentbinderung bei einer Temperatur bis ca. 800°C. Anschließend an die thermische Nachentbinderung oder gleichzeitig mit der thermischen Nachentbinderung folgt der Sinterprozess bei derselben Temperatur, d. h. bei vorzugsweise über 2000°C zum Beispiel in üblichen Graphitöfen. Dabei entstehen vorzugsweise planliegende SSiC-Platten oder sonstige Formen, die im Gegensatz zu RSiC-Platten ein dichtes Gefüge haben. Diese Platten besitzen auch bei einer Dicke von <5 mm die notwendige hohe Heißbiegefestigkeit und eine für die Bildung von Si-H Reaktionen geringe Gesamtoberfläche.In a further process step, a thermal residual or post-debinding is preferably carried out. Considered, for example, a thermal Restentbinderung at a temperature up to about 800 ° C. Subsequent to the thermal post-debinding or simultaneously with the thermal post-debinding, the sintering process follows at the same temperature, i. H. at preferably above 2000 ° C, for example in conventional graphite furnaces. The result is preferably flat-faced SSiC boards or other forms which, in contrast to RSiC boards, have a dense structure. Even with a thickness of <5 mm, these plates have the necessary high hot bending strength and a total surface area which is low for the formation of Si-H reactions.

Vor dem Aufbringen der ebenfalls dünnen Aluminiumoxidschicht auf die Außenoberfläche oder Außenoberflächen des nach dem Sintern vorliegenden Siliciumcarbid-Formteils erfolgt vorzugsweise ein Brennen des Siliciumcarbid-Formkörpers, vorzugsweise des SSiC-Formkörpers, oberhalb von 1000°C, zum Beispiel für eine Stunde bei einer Temperatur von 1250°C in Luft. Dabei wird der Formkörper gebrannt und etwaige Spuren von Graphit durch Oxidation beseitigt. Des Weiteren wird eine definierte Siliciumdioxidschicht oberflächlich erzeugt.Before applying the likewise thin aluminum oxide layer on the outer surface or outer surfaces of the present after sintering silicon carbide molding is preferably a burning of the silicon carbide molding, preferably the SSiC molding, above 1000 ° C, for example, for one hour at a temperature of 1250 ° C in air. In this case, the shaped body is fired and any traces of graphite removed by oxidation. Furthermore, a defined silicon dioxide layer is generated superficially.

Diese Siliciumdioxidschicht auf der Siliciumcarbidoberfläche erzeugt eine gute Haftung des sich später bildenen Aluminiumoxid durch Mullitbildung.This silicon dioxide layer on the silicon carbide surface produces good adhesion of the later formed alumina by mullite formation.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren des Weiteren den Schritt des Aufbringens von Aluminium, insbesondere von Aluminiumpulver, auf dem gesinterten bzw. gebrannten Siliciumcarbid-Formkörper umfasst. Der Siliciumcarbid-Formkörper wird somit mit Aluminium bedeckt bzw. beschichtet, das beispielsweise in Form einer Suspension und vorzugsweise in Form einer alkoholischen Suspension auf den gesinterten bzw. gebrannten Siliciumcarbid-Formkörper bzw. späteren -Grundkörper aufgebracht wird.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the method further comprises the step of applying aluminum, in particular aluminum powder, on the sintered or fired silicon carbide molding. The silicon carbide molding is thus covered or coated with aluminum, which is applied, for example in the form of a suspension and preferably in the form of an alcoholic suspension, to the sintered or fired silicon carbide molding or later base.

Das aufgebrachte Aluminium kann in sauerstoffhaltiger Atmosphäre, beispielsweise in Luft, dann zu Aluminiumoxid gebrannt werden. Diese Aluminiumoxidschicht bietet einen weiteren Schutz gegen Si-H Reaktionen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Aluminiumoxidschicht den Siliciumcarbid-Grundkörper vollumfänglich umgibt, sodass keine freie Siliciumcarbidoberfläche vorliegt.The deposited aluminum can be fired in an oxygen-containing atmosphere, for example in air, then to alumina. This aluminum oxide layer offers further protection against Si-H reactions. It is preferably provided that the aluminum oxide layer completely surrounds the silicon carbide main body so that there is no free silicon carbide surface.

Wie ausgeführt, wird der vorzugsweise plattenförmige Siliciumcarbid-Formkörper mit einer dünnen Schicht Aluminiumpulver beschichtet und in Luftatmosphäre beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von 1300°C bis 1600°C und vorzugsweise bei ca. 1500°C gebrannt. Dabei reagiert das Aluminiumpulver weitgehend oder vollständig ohne Schwindung mit dem Luftstauerstoff bzw. Sauerstoff zu Aluminiumoxid, das fest mit der Siliciumcarbidoberfläche des Siliciumcarbid-Formkörpers verbunden ist. Wie oben ausgeführt, wird diese gute Haftung des Aluminiumoxids zusätzlich durch eine dünne Siliciumdioxidschicht auf der Siliciumcarbidoberfläche des Siliciumcarbid-Formkörpers durch Mullitbildung gefördert.As stated, the preferably plate-shaped silicon carbide molding is coated with a thin layer of aluminum powder and fired in air atmosphere, for example at a temperature in the range of 1300 ° C to 1600 ° C and preferably at about 1500 ° C. In this case, the aluminum powder reacts largely or completely without shrinkage with the air oxygen or oxygen to alumina, which is firmly connected to the silicon carbide surface of the silicon carbide molding. As stated above, this good adhesion of the aluminum oxide is additionally promoted by a thin silicon dioxide layer on the silicon carbide surface of the silicon carbide molding by mullite formation.

Der auf diese Weise hergestellte Körper bzw. das auf diese Weise hergestellte Formteil eignet sich hervorragend als Sinterunterlage und insbesondere als Sinterunterlagen in MIM-Öfen. Die erfindungsgemäßen Formteile sind vorzugsweise wenige Millimeter dick und vorzugsweise <1 cm und insbesondere <5 mm dick und weisen eine hinreichende mechanische Festigkeit auf und zusätzlich den Vorteil, dass eine Reaktion zwischen dem zu sinterten Körper, insbesondere dem Metallformkörper, und der Sinterunterlage nicht oder nicht merklich stattfindet.The body produced in this way or the molded part produced in this way is outstandingly suitable as a sintered substrate and in particular as a sintered substrate in MIM ovens. The moldings according to the invention are preferably a few millimeters thick and preferably <1 cm and in particular <5 mm thick and have sufficient mechanical strength and in addition the advantage that a reaction between the body to be sintered, in particular the metal molding, and the sintered substrate not or not noticeably takes place.

Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung eines Formteils, insbesondere einer Platte, bestehend aus oder umfassend Siliciumcarbid, vorzugsweise SSiC, als Sinterunterlage, insbesondere als Sinterunterlage für das Sintern von metallischen Formteilen und vorzugsweise für das Sintern von durch MIM (Metal Injection Moulding) hergestellten metallischen Formteilen. Grundsätzlich sind dünne, eben gesinderte SSiC-Platten auch ohne die Aluminiumoxidbeschichtung als Sinterunterlage einsetzbar und nach der Methode über die thermoplastische Technologie vorteilhaft, allerdings ist erforderlich, dass diese Sinterungerlagen im Sinterofen zum Beispiel mit Aluminiumoxidplatten abgedeckt werden.The present invention further relates to the use of a molded part, in particular a plate, consisting of or comprising silicon carbide, preferably SSiC, as a sintered substrate, in particular as a sintered substrate for the sintering of metallic moldings and preferably for the sintering of MIM (Metal Injection Molding) metallic moldings. In principle, thin, even reduced SSiC plates can also be used without the aluminum oxide coating as a sintered substrate and are advantageous according to the thermoplastic technology method, although it is necessary for these sintering layers to be covered in the sintering furnace with, for example, aluminum oxide plates.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Formteils die thermoplastische Formgebung aus einer Siliciumcarbidmasse und die anschließende Entbinderung und eine darauffolgende Sinterung umfasst. Vorzugsweise ist dieses Formteil ebenfalls wenige Millimeter und vorzugsweise <1 cm dick. Auch dieses Formteil kann durch eine Vorentbinderung, vorzugsweise durch eine chemische Vorentbinderung und eine sich daran anschließende thermische Nach- oder Restentbinderung und den anschließenden Sinterprozess hergestellt werden.It is preferably provided that a method for producing such a molded part comprises the thermoplastic molding of a silicon carbide mass and the subsequent debindering and subsequent sintering. Preferably, this molding is also a few millimeters and preferably <1 cm thick. Also, this molding can be prepared by a Vorentbinderung, preferably by a chemical Vorentbinderung and an adjoining thermal post- or Restentbinderung and the subsequent sintering process.

Die chemische Vorentbinderung kann in einem Lösungsmittel stattfinden, welches nur den Weichmacher des Systems Polyamid/Weichmacher-Binder herauslöst und nicht das Polyamid. In Betracht kommt beispielsweise als geeignetes Lösungsmittel Aceton.The chemical debinding can take place in a solvent which dissolves only the plasticizer of the system polyamide / plasticizer binder and not the polyamide. For example, suitable acetone is a suitable solvent.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in den folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment described in the following.

Eine thermoplastische SSiC-Formmasse mit einem Binder bestehend aus Polyamid und Weichmacher wird thermoplastisch zu einer 2.0 mm dicken Platte verformt und anschließend für 6 Stunden in 40°C heißem Aceton gelagert.A thermoplastic SSiC molding compound with a binder consisting of polyamide and plasticizer is thermoformed into a 2.0 mm thick plate and then stored for 6 hours in 40 ° C hot acetone.

Durch diese Lagerung werden ca. 65% des Gesamtbinders durch Herauslösen des Weichmachers aus dem Grünling entfernt, jedoch kaum oder nicht Polyamid. Durch das Entfernen des Weichmachers ergibt sich eine genügend offene Porosität für die anschließende thermische Entbinderung und Pyrolyse des Polyamids.As a result of this storage, about 65% of the total binder is removed from the green product by dissolving out the plasticizer, but hardly or not polyamide. The removal of the plasticizer results in a sufficiently open porosity for the subsequent thermal debindering and pyrolysis of the polyamide.

Der auf diese Weise vorentbinderte Formkörper wird anschließend gesintert, sodass eine ebene SSiC-Platte mit einer Dichte von 3,14 g/cm³ erhalten wird.The thus pre-bindered body is then sintered to obtain a plane SSiC plate having a density of 3.14 g / cm ³ .

Diese Platte wird anschließend für eine Stunde bei 1250°C in Luft gebrannt, wobei sich ein Gewichtsverlust von 0,12% ergibt. Dieser Gewichtsverlust kann auf Spuren von Restkohlenstoff an der durch Mikroporen zugänglichen unmittelbaren Oberfläche herrühren, der im Rahmen des Brennprozesses entfernt wurde.This plate is then fired for one hour at 1250 ° C in air, giving a weight loss of 0.12%. This weight loss may be due to traces of residual carbon at the microporous accessible immediate surface removed during the firing process.

Die auf diese Weise behandelte SSiC-Platte wird mit einer alkoholischen Suspension aus 20 Gew.-% Aluminiumpulver mit einer Teilchengröße von 0,001 bis 0,02 mm und 80 Gew.-% Isopropanol besprüht, sodass eine Aluminiumpulverschicht von 0,05 bis 0,1 mm Dicke auf dem Siliciumcarbit-Formkörper entsteht. Zur besseren Filmbildung enthält die alkoholische Suspension zusätzlich 3 Gew.-% Polyvinylpyrrolidon bezogen auf Aluminium.The thus-treated SSiC plate is sprayed with an alcoholic suspension of 20% by weight of aluminum powder having a particle size of 0.001 to 0.02 mm and 80% by weight of isopropanol, so that an aluminum powder layer of 0.05 to 0.1 mm thickness is formed on the silicon carbide molding. For better film formation, the alcoholic suspension additionally contains 3% by weight of polyvinylpyrrolidone, based on aluminum.

Die auf diese Weise mit Aluminiumpulver bzw. mit der Aluminiumsuspension beschichtete Platte wird nach dem Trocknen im Luftofen innerhalb von einer Stunde auf 1100°C und nach einer Haltezeit von 30 Minuten weiter innerhalb von einer Stunde auf 1500°C mit einer Haltezeit von 2 Stunden erhitzt.The plate coated in this way with aluminum powder or with the aluminum suspension is heated after drying in an air oven within 1 hour at 1100 ° C and after a holding time of 30 minutes further within one hour at 1500 ° C with a holding time of 2 hours ,

Nach dem Abkühlen besitzt die auf diese Weise hergestellte SSiC-Platte, d. h. der erfindungsgemäße Formkörper, eine weißlich fest anhaftende Oberfläche aus mikroporösem Aluminiumoxid.After cooling, the SSiC plate thus prepared, i. H. the molding according to the invention, a whitishly adherent surface of microporous alumina.

Das auf diese Weise hergestellte Formteil besteht somit aus einem Silicumcarbid-Grundkörper, der allseitig von einer Aluminiumoxidschicht umschlossen ist. Diese Aluminiumoxidbeschichtung bietet den Vorteil, dass sie eine Barriere gegenüber Wasserstoff bildet, sodass der Wasserstoff, der beispielsweise im Rahmen des Sinterprozesses von Metallformteilen im Rahmen der MIM-Technologie verwendet wird, keinen direkten Zugang zu dem Siliciumcarbid hat, sodass die Si-H Bildung vermieden bzw. verringert werden kann. Des Weitern wird eine Barriere gegenüber den auf der Sinterunterlage abgelegten Metallformteilen erreicht, sodass auf die Verwendung von zusätzlichen Zwischenschichten, wie beispielsweise separaten Aluminiumoxidplatten verzichtet werden kann.The molded part produced in this way thus consists of a Silicumcarbid basic body, which is surrounded on all sides by an aluminum oxide layer. This aluminum oxide coating offers the advantage of being a barrier to hydrogen, so that the hydrogen used, for example, in the sintering process of metal moldings in MIM technology, does not have direct access to the silicon carbide, thus avoiding Si-H formation or can be reduced. Furthermore, a barrier is achieved with respect to the metal moldings deposited on the sintered substrate, so that it is possible to dispense with the use of additional intermediate layers, for example separate aluminum oxide plates.

Claims

Formteil, insbesondere Platte, umfassend einen aus Siliciumcarbid bestehenden oder Siliciumcarbid aufweisenden Grundkörper sowie eine Al-Oxidschicht, die auf der Oberfläche des Grundkörpers angeordnet ist.Molded part, in particular plate, comprising a basic body consisting of silicon carbide or silicon carbide and an aluminum body. Oxide layer, which is arranged on the surface of the base body.

Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Siliciumcarbid um SSiC handelt.Molding according to claim 1, characterized in that the silicon carbide is SSiC.

Verwendung eines Formteils nach Anspruch 1 oder 2 als Sinterunterlage, insbesondere als Sinterunterlage für das Sintern von metallischen Formteilen, vorzugsweise für das Sintern von durch MIM (Metal Injection Moulding) hergestellten metallischen Formteilen.Use of a molding according to claim 1 or 2 as a sintering substrate, in particular as a sintering substrate for the sintering of metallic moldings, preferably for the sintering of metal moldings produced by MIM (Metal Injection Molding).

Verwendung eines Formteils nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterunterlage bei einem Sinterprozess in wasserstoffhaltiger Atmosphäre und/oder bei einer Temperatur zwischen 1000°C und 1500°C und vorzugsweise zwischen 1100°C und 1400°C verwendet wird.Use of a molding according to claim 3, characterized in that the sintered substrate is used in a sintering process in a hydrogen-containing atmosphere and / or at a temperature between 1000 ° C and 1500 ° C and preferably between 1100 ° C and 1400 ° C.

Verfahren zur Herstellung eines Formteils nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Siliciumcarbid-Grundkörper, insbesondere der SSiC-Grundkörper durch thermoplastische Formgebung und anschließende Entbinderung und eine darauf folgende Sinterung erhalten wird.A process for producing a molded part according to claim 1 or 2, characterized in that the silicon carbide basic body, in particular the SSiC basic body is obtained by thermoplastic shaping and subsequent debindering and subsequent sintering.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entbinderung eine Vorentbinderung in einem flüssigen Lösungsmittel, vorzugsweise in Aceton, und eine sich daran anschließende thermische Nachentbinderung, vorzugsweise bei einer Temperatur von >2000°C umfasst.A method according to claim 5, characterized in that the debinding comprises a Vorentbinderung in a liquid solvent, preferably in acetone, and a subsequent thermal Nachentbinderung, preferably at a temperature of> 2000 ° C.

Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Sinterung zur Beseitigung des Graphit-Gehaltes das Brennen des nach dem Sintern erhaltenen Körpers in Luft- oder Sauerstoffatmosphäre erfolgt, wobei die Temperatur vorzugsweise bei >1000°C liegt.A method according to claim 5 or 6, characterized in that the sintering to eliminate the graphite content, the burning of the body obtained after sintering takes place in air or oxygen atmosphere, wherein the temperature is preferably> 1000 ° C.

Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren den Schritt des Aufbringens von Aluminium, insbesondere von Aluminiumpulver auf den gesinterten Siliciumcarbid-Formkörper umfasst.Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that the method further comprises the step of applying aluminum, in particular aluminum powder to the sintered silicon carbide molding.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminium in Form einer Suspension, vorzugsweise in Form einer alkoholischen Suspension auf den gesinterten Siliciumcarbid-Formkörper aufgebracht wird.A method according to claim 8, characterized in that the aluminum in the form of a suspension, preferably in the form of an alcoholic suspension is applied to the sintered silicon carbide molding.

Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminium nach dem Aufbringen auf den gesinterten Siliciumcarbid-Formkörper in sauerstoffhaltiger Atmosphäre zu Aluminiumoxid gebrannt wird.Method according to one of claims 5 to 9, characterized in that the aluminum is burned after application to the sintered silicon carbide molding in an oxygen-containing atmosphere to alumina.

Verwendung eines Formteils, insbesondere einer Platte, bestehend aus oder umfassend Siliciumcarbid, vorzugsweise SSiC als Sinterunterlage, insbesondere als Sinterunterlage für das Sintern von metallischen Formteilen, vorzugsweise für das Sintern von durch MIM (Metal Injection Moulding) hergestellten metallischen Formteile.Use of a molded part, in particular a plate, consisting of or comprising silicon carbide, preferably SSiC as a sintered substrate, in particular as a sintered substrate for the sintering of metallic moldings, preferably for the sintering of metal moldings produced by MIM (Metal Injection Molding).

Verfahren zur Herstellung eines Formteils, insbesondere einer Platte, bestehend aus oder umfassend Siliciumcarbid, vorzugsweise SSiC, durch thermoplastische Formgebung und anschließende Entbinderung und eine darauf folgende Sinterung von Siliciumcarbid.Process for producing a molded part, in particular a plate, consisting of or comprising silicon carbide, preferably SSiC, by thermoplastic shaping and subsequent debindering and subsequent sintering of silicon carbide.

Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder ein Polyamid/Weichmacher-Binder verwendet wird und für die Entbinderung ein Lösungsmittel, vorzugsweise Aceton, verwendet wird, das nur oder überwiegend den Weichmacher und nicht oder nur in untergeordnetem Umfang das Polyamid herauslöst.A method according to claim 12, characterized in that a binder is a polyamide / plasticizer binder is used and for debinding, a solvent, preferably acetone, is used, which dissolves only or predominantly the plasticizer and not or only to a minor extent the polyamide.