DE102014019777A1 - Oxide ceramic fiber composite material and method and apparatus for its production - Google Patents

Oxide ceramic fiber composite material and method and apparatus for its production Download PDF

Info

Publication number
DE102014019777A1
DE102014019777A1 DE102014019777.8A DE102014019777A DE102014019777A1 DE 102014019777 A1 DE102014019777 A1 DE 102014019777A1 DE 102014019777 A DE102014019777 A DE 102014019777A DE 102014019777 A1 DE102014019777 A1 DE 102014019777A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
roving
fiber composite
composite material
oxide
multifilament fibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014019777.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Mathias Kunz
Bernhard Kanka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wpx Faserkeramik GmbH
Original Assignee
Wpx Faserkeramik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wpx Faserkeramik GmbH filed Critical Wpx Faserkeramik GmbH
Priority to DE102014019777.8A priority Critical patent/DE102014019777A1/en
Publication of DE102014019777A1 publication Critical patent/DE102014019777A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites
    • 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
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C04B2235/5224—Alumina or aluminates
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/522—Oxidic
    • C04B2235/5228—Silica and alumina, including aluminosilicates, e.g. mullite
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5268—Orientation of the fibers
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron

Abstract

Die Erfindung betrifft einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff (1) mit einem Kern (2) aus einer Mehrzahl von unidirektional ausgerichteten oxidkeramischen Multifilamentfasern (12), der eingebettet ist in eine Matrix (4) aus einem gesinterten Metalloxid, wobei der Faserverbundwerkstoff (1) zu einem stabförmigen Formkörper (76) mit entlang seiner Längsachse konstantem Querschnitt geformt ist. Der stabförmige Formkörper (76) bildet einen Bogenabschnitt aus. Die Multifilamentfasern (12) sind im stabförmigen Formkörper (76) entlang ihrer Erstreckungsrichtung verdreht. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs (1) sowie eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung (100).The invention relates to an oxide ceramic fiber composite material (1) having a core (2) of a plurality of unidirectionally oriented oxide ceramic multifilament fibers (12) embedded in a matrix (4) made of a sintered metal oxide, wherein the fiber composite material (1) to a rod - shaped Shaped body (76) is formed with a constant cross section along its longitudinal axis. The rod-shaped molding (76) forms an arc section. The multifilament fibers (12) are twisted in the rod-shaped molding (76) along their extension direction. Furthermore, the invention relates to a method for producing an oxide-ceramic fiber composite material (1) and to a device (100) suitable for carrying out the method.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs. Dabei weist der Faserverbundwerkstoff einen Kern aus einer Mehrzahl von oxidkeramischen Fasern auf. Bei diesen Fasern kann es sich beispielsweise um Multifilamentfasern handeln, die z. B. mittels Spinnen aus einem hochviskosen Sol-Gel, nachfolgendem Trocknen und Brennen gewonnen werden können. Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird zur Vereinfachung stets von Multifilamentfasern gesprochen, wobei von dieser Formulierung auch beliebige andere Fasern mit umfasst sein sollen. Dieser Kern ist eingebettet in eine Matrix aus einem gesinterten Metalloxid. Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Grünlings für einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff, ein vorteilhafter oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff sowie eine Mehrzahl von Produkten hergestellt aus oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffen.The present invention is a process for producing an oxide-ceramic fiber composite material. In this case, the fiber composite material on a core of a plurality of oxide ceramic fibers. These fibers may be, for example, multifilament fibers, the z. B. by spinning from a high-viscosity sol-gel, subsequent drying and firing can be obtained. In the context of the present invention is always spoken of simplification of multifilament fibers, which should be included in this formulation also any other fibers. This core is embedded in a matrix of a sintered metal oxide. Furthermore, the subject matter of the present invention is an apparatus for producing a green body for an oxide-ceramic fiber composite material, an advantageous oxide-ceramic fiber composite material and a plurality of products made from oxide-ceramic fiber composite materials.

Ein Verfahren zur Herstellung von Hochtemperatur-Faserverbundmaterialien ist beispielsweise aus der DE 198 26 792 A1 bekannt. Das dort offenbarte Verfahren dient zur Herstellung von Faserverbundmaterialien, die einen Kern aus aluminiumoxidreichen Mullitfasern aufweisen, der eingebettet ist in eine Matrix bestehend aus Mullit. Ein entsprechender Faserverbundwerkstoff weist besonders vorteilhafte Eigenschaften auf, wenn seine Porosität im Bereich von 40 bis 60 Volumen % liegt.A method for producing high-temperature fiber composite materials is for example from DE 198 26 792 A1 known. The process disclosed therein is for producing fiber composites comprising a core of alumina-rich mullite fibers embedded in a matrix of mullite. A corresponding fiber composite material has particularly advantageous properties when its porosity is in the range of 40 to 60% by volume.

Aus der EP 1 734 024 A1 ist ebenfalls ein oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff und ein Verfahren zur Herstellung desselben bekannt. Wie in der DE 198 26 792 basiert auch das aus der EP 1 734 024 A1 bekannte Verfahren darauf, dass ein Bündel von oxidkeramischen Endlosfasern mit einem Schlicker infiltriert wird, der ein oxidkeramisches Pulver umfasst. Nachfolgend wird ein Grünling als Formkörper gebildet, der getrocknet und schließlich gesintert wird, wobei sich der oxidkeramische Faserverbundwerkstoff ausbildet.From the EP 1 734 024 A1 Also, an oxide ceramic fiber composite material and a method for producing the same is known. Like in the DE 198 26 792 This is also based on the EP 1 734 024 A1 Known methods for infiltrating a bundle of oxide continuous ceramic fibers with a slurry comprising an oxide ceramic powder. Subsequently, a green body is formed as a shaped body, which is dried and finally sintered, wherein the oxide-ceramic fiber composite material is formed.

Auch aus der EP 1 734 023 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt. Es wird vorgeschlagen, zur Erzielung besonders vorteilhafter Eigenschaften des hergestellten oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs im Schlicker ein sinteraktives oxidkeramisches Pulver einzusetzen, welches wenigstens zwei voneinander verschiedene Korngrößenfraktionen, die unterschiedliche Maxima in der Korngrößenverteilung aufweisen, zu verwenden.Also from the EP 1 734 023 A1 is a generic method known. It is proposed to use a sinter-active oxide-ceramic powder in the slip to achieve particularly advantageous properties of the produced oxide-ceramic fiber composite material, which use at least two mutually different particle size fractions having different maxima in the particle size distribution.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einen Bogenabschnitt ausbildenden stabförmigen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff mit vorteilhaften Eigenschaften anzugeben sowie ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Herstellung. Weiterhin ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorteilhafte Anwendungen eines erfindungsgemäßen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs anzugeben.The object of the present invention is to specify a bar-shaped oxide-ceramic fiber composite material having advantageous properties which forms a curved section, and to provide a method and a device for producing the same. A further object of the present invention is to provide advantageous applications of an oxide-ceramic fiber composite material according to the invention.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, einen Faserverbundwerkstoff gemäß Anspruch 13 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 19.This object is achieved by a method according to claim 1, a fiber composite material according to claim 13 and a device according to claim 19.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs. Dabei umfasst dieser Faserverbundwerkstoff einen Kern aus einer Mehrzahl von oxidkeramischen Multifilamentfasern. Der Kern ist eingebettet in eine Matrix aus einem gesinterten Metalloxid. In einem ersten Schritt wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein kontinuierlicher Roving gebildet, indem ein Bündel von endlosen oxidkeramischen Multifilamentfasern ausgebildet wird. Unter „endlos” wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Länge verstanden die sehr groß ist im Verhältnis zum Faserdurchmesser. Solche „Endlosfasern” werden typisch konfektioniert durch Aufspulen auf Vorratsrollen, wobei die aufgespulte Länge viele zig bis viele Hundert Meter betragen kann. Ein solches kontinuierliches Bündel aus Endlosfasern wird auch als Roving bezeichnet. Dabei wird das Bündel derart ausgebildet, dass die Multifilamentfasern im Roving unidirektional ausgerichtet sind. Unter unidirektional soll im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verstanden werden, dass die einzelnen Multifilamentfasern im Roving sich im Wesentlichen entlang der Erstreckungsrichtung des Rovings erstrecken, wobei jedoch auch Situationen mit umfasst werden sollen, in denen die Multifilamentfasern im Roving miteinander verflochten oder versponnen oder zu einem Garn oder Zwirn verarbeitet sind.A process according to the invention is a continuous process for producing an oxide-ceramic fiber composite material. In this case, this fiber composite material comprises a core of a plurality of oxide ceramic multifilament fibers. The core is embedded in a matrix of a sintered metal oxide. In a first step, in the context of the method according to the invention, a continuous roving is formed by forming a bundle of endless oxide-ceramic multifilament fibers. In the context of the present invention, "endless" is understood to mean a length which is very large in relation to the fiber diameter. Such "endless fibers" are typically made up by winding on supply rolls, wherein the wound-up length can be many tens to many hundreds of meters. Such a continuous bundle of continuous fibers is also called roving. In this case, the bundle is formed such that the multifilament fibers are unidirectionally aligned in the roving. In the context of the present invention, unidirectional is to be understood as meaning that the individual multifilament fibers in the roving extend essentially along the extension direction of the roving, but situations should also be encompassed in which the multifilament fibers intertwine or spun in the roving or become one Yarn or thread are processed.

Bei dem kontinuierlichen Roving kann es sich insbesondere um einen Direktroving handeln, der durch die parallele Zusammenfassung der Multifilamentfasern zu einem Bündel erhalten werden kann. Grundsätzlich denkbar ist aber auch die Ausbildung eines assemblierten Rovings, der erhalten wird aus einer vorgegebenen Anzahl von spannungsgleichen Direktrovings durch Fachen. Weiterhin kann ein Roving hergestellt werden durch Verzwirnen von verwendeten Multifilamentfasern. Dabei sind grundsätzlich einstufige, aber auch mehrstufige Zwirne möglich.The continuous roving may, in particular, be a direct electroving, which can be obtained by the parallel combination of the multifilament fibers into a bundle. In principle, however, is also conceivable the formation of an assembled roving, which is obtained from a predetermined number of voltage-identical Direktrovings by Fachen. Furthermore, roving can be made by twisting used multifilament fibers. Basically single-stage, but also multi-stage threads are possible.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird der so erzeugte kontinuierliche Roving mit einem Schlicker infiltriert, der ein feinkörniges sinterfähiges Metalloxid in einer wässrigen Suspension umfasst. Ggf. kann eine Infiltration aber auch vor oder während der Ausbildung des kontinuierlichen Rovings erfolgen.In a further method step, the continuous roving thus produced is infiltrated with a slurry which comprises a fine-grained sinterable metal oxide in an aqueous suspension. Possibly. However, infiltration can also take place before or during the formation of the continuous roving.

In einem optionalen weiteren Verfahrensschritt mit vorteilhafter Wirkung wird der ausgebildete, kontinuierliche Roving einer mechanischen Behandlung unterzogen, so dass eine gewünschte Querschnittsform des Rovings erhalten wird. Dabei kann die mechanische Behandlung des Rovings vor dem Infiltrieren des Rovings durchgeführt werden. Sie kann aber auch an dem bereits infiltrierten Roving durchgeführt werden. Insbesondere kann eine mechanische Behandlung des Rovings vor und nach dem Infiltrieren des Rovings mit dem Schlicker erfolgen. In an optional further process step with advantageous effect, the formed, continuous roving is subjected to a mechanical treatment so that a desired cross-sectional shape of the roving is obtained. The mechanical treatment of the roving can be carried out before the infiltration of the roving. But it can also be done on the already infiltrated roving. In particular, a mechanical treatment of the roving can take place before and after the infiltration of the roving with the slip.

Erfindungsgemäß wird nun aus dem infiltrierten und ggf. bezüglich seiner Querschnittsform eingestellten Rovings ein Grünling als Formkörper ausgebildet, indem ein Abschnitt des infiltrierten und optional auch in seiner Querschnittsform eingestellten Rovings in eine gewünschte zwei oder dreidimensionale Form gebracht. Bei einem solchen Formkörper kann es sich um eine zwei- oder dreidimensionale Struktur handeln, die durch Aufwickeln des infiltrierten und in eine gewünschte Querschnittsform gebrachten Rovings vor dem Trocknen auf einen dreidimensionalen Wickelkörper erhalten wird. Hierzu wird der Wickelkörper bevorzugt um zumindest eine Drehachse gedreht. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Wickelkörper rotationssymmetrisch ist, insbesondere bezüglich der Drehachse, um welche der Wickelkörper während des Aufwickelns des infiltrierten Rovings gedreht wird. Grundsätzlich möglich ist jedoch auch, dass ein Wickelkörper verwendet wird, welcher nicht rotationssymmetrisch ist, sondern beispielsweise quaderförmig mit gerundeten Kanten.According to the invention, a green compact is then formed from the infiltrated and optionally adjusted with respect to its cross-sectional shape as a shaped body by a portion of the infiltrated and optionally set in its cross-sectional shape rovings brought into a desired two or three-dimensional shape. Such a shaped body may be a two- or three-dimensional structure obtained by winding the infiltrated roving brought into a desired cross-sectional shape before drying onto a three-dimensional wound body. For this purpose, the winding body is preferably rotated about at least one axis of rotation. For this purpose, it is advantageous if the winding body is rotationally symmetrical, in particular with respect to the axis of rotation about which the winding body is rotated during the winding of the infiltrated roving. In principle, however, is also possible that a winding body is used, which is not rotationally symmetrical, but for example cuboid with rounded edges.

Wird der Wickelkörper während des Wickelns in zumindest einer Raumrichtung bevorzugt quer zur Bewegungsrichtung des filtrierten Rovings translatorisch bewegt, kann eine noch größere Vielzahl von Formkörpern des erzeugten Grünlings realisiert werden.If, during winding, the winding body is moved translationally in at least one spatial direction, preferably transversely to the direction of movement of the filtered roving, an even larger number of shaped bodies of the produced green body can be realized.

In vielen Fällen weisen die zur Herstellung verwendeten oxidkeramischen Multifilamentfasern nur eine geringe Elastizität entlang ihrer Faserrichtung auf. Fasst man eine Mehrzahl derartiger Multifilamentfasern zu einem Bündel zusammen und spult ein solches Faserbündel auf einen beispielsweise zylindrischen Wickelkörper auf, so zeigt ein Faserbündel, in welchem die enthaltenen Multifilamentfasern nicht miteinander verflochten oder verzwirnt sind, eine starke Tendenz zur Abflachung. Dies liegt darin begründet, dass außenliegende Multifilamentfasern beim Aufwickeln mit einem größeren Krümmungsradius gekrümmt werden als innenliegende Multifilamentfasern. Die verwendeten Multifilamentfasern können aber häufig praktisch nicht elastisch gedehnt werden. Möchte man vermeiden, dass das auf den Wickelkörper aufgewickelte Faserbündel die vorher aufgeprägte Querschnittsform im Wesentlichen unverändert beibehält, so hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn während des Wickelns des Rovings auf den Wickelkörper eine rotatorische Relativbewegung von Wickelkörper und Roving erzeugt wird. Dabei ist diese Relativdrehung von Wickelkörper und Roving so ausgestaltet, dass der Roving bei einer vollen Umschlingung des Wickelkörpers zumindest einmal um 180° um seine Längsachse verdreht wird. Da auf diese Weise jede im Roving enthaltene Multifilamentfaser während des Umlaufs um den Wickelkörper einmal mit dem maximalen und einmal mit dem minimalen Krümmungsradius beaufschlagt wird, ergeben sich identische Spannungen in allen Multifilamentfasern. Dies führt dazu, dass der auf den Wickelkörper aufgespulte Roving im Wesentlichen die ihm vorher aufgeprägte Querschnittsform beibehält.In many cases, the oxide-ceramic multifilament fibers used for the preparation have only a low elasticity along their fiber direction. If a plurality of such multifilament fibers are combined to form a bundle and such a bundle of fibers is wound onto a cylindrical winding body, for example, then a fiber bundle in which the multifilament fibers contained are not intertwined or twisted exhibits a strong tendency to flatten. This is due to the fact that outer multifilament fibers are curved during winding with a larger radius of curvature than inner multifilament fibers. However, the multifilament fibers used can often be stretched practically not elastic. If it is desired to prevent the bundle of fibers wound onto the wound body from maintaining the previously impressed cross-sectional shape substantially unchanged, it has proven advantageous to generate a rotational relative movement of the wound body and roving during winding of the roving onto the wound body. In this case, this relative rotation of the winding body and roving is designed so that the roving is rotated at a full wrap of the bobbin at least once by 180 ° about its longitudinal axis. Since in this way each multifilament fiber contained in the roving is applied once during the circulation around the winding body once with the maximum and once with the minimum radius of curvature, identical stresses result in all multifilament fibers. As a result, the roving that is wound onto the winding body essentially retains the previously impressed cross-sectional shape.

Eine rotatorische Relativbewegung von Wickelkörper und Roving kann beispielsweise erzeugt werden, indem der erzeugte Roving in sich verdreht wird. Hierzu kann beispielsweise eine geeignete drehbare Lagerung der in der Regel auf Vorratsspulen aufgespulten einzelnen Multifilamentfasern um einen gemeinsamen Drehpunkt verwendet werden, durch den alle Multifilamentfasern des Rovings hindurchgeführt werdenA rotatory relative movement of the winding body and roving can be generated, for example, by twisting the generated roving. For this purpose, for example, a suitable rotatable mounting of the usually wound on supply reels individual multifilament fibers can be used to a common pivot through which all multifilament fibers of the roving are passed

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird hingegen der Wickelkörper während des Aufwickelns nicht nur um seine Drehachse gedreht. Vielmehr wird der Wickelkörper zusätzlich kontrolliert um eine weitere Rotationsachse gedreht, welche einen von 0° verschiedenen Winkel mit der Drehachse des Wickelkörpers einschließt, so dass der Wickelkörper seinerseits eine Art Nutationsbewegung um diese Rotationsachse ausführt. Wird dem Wickelkörper eine geeignete Nutationsbewegung aufgeprägt, so kann der auf den Wickelkörper aufgespulte Roving kontrolliert dergestalt verdrillt werden, dass durch das Wickeln verursachte Spannungsunterschiede in den einzelnen Multifilamentfasern gerade ausgeglichen werden.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, however, the winding body is not only rotated about its axis of rotation during winding. Rather, the bobbin is additionally controlled to rotate about a further axis of rotation, which includes a different angle of 0 ° with the axis of rotation of the bobbin, so that the bobbin in turn performs a kind Nutationsbewegung about this axis of rotation. If the winding body is impressed with a suitable nutational movement, then the roving wound onto the winding body can be twisted in a controlled manner in such a way that differences in tension in the individual multifilament fibers caused by the winding are just compensated.

Insbesondere hat es sich herausgestellt, dass ein besonders vorteilhafter oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff erhalten werden kann, wenn der Formkörper des Faserverbundwerkstoffs entlang seiner Erstreckungsrichtung gekrümmt ist, wobei die Krümmung durch einen Umschlingungswinkel charakterisiert wird, der den Drehwinkel in Bezug auf einen vorgegebenen Drehpunkt charakterisiert und der 360° für einen vollen Umlauf um den Drehpunkt beträgt. Weiterhin ist in dieser Ausgestaltung der Kern des Faserverbundwerkstoffs um einen Verdrillwinkel verdrillt, wobei der Verdrillwinkel gerade so gewählt ist, dass die durch die Krümmung des Formkörpers hervorgerufene Längenvariation zwischen den einzelnen Multifilamentfasern im Kern gerade ausgeglichen wird. In einer solchen Konfiguration treten bei der Herstellung des oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs geringere Scherkräfte im Kern auf, so dass dieser durch die Einbringung der Krümmung weniger verformt wird als ein vergleichbarer Faserverbundwerkstoff, bei dem die Multifilamentfasern im Kern nicht verdrillt sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der Verdrillwinkel im Wesentlichen dem halben Krümmungswinkel entspricht.In particular, it has been found that a particularly advantageous oxide-ceramic fiber composite material can be obtained when the shaped body of the fiber composite is curved along its extension direction, wherein the curvature is characterized by a wrap angle which characterizes the angle of rotation with respect to a predetermined pivot point and 360 ° for a full turn around the pivot point. Furthermore, in this embodiment, the core of the fiber composite material is twisted around a twist angle, wherein the twist angle is just chosen so that the caused by the curvature of the molding length variation between the individual multifilament fibers in the core straight is compensated. In such a configuration, lower shear forces occur in the core during the production of the oxide-ceramic fiber composite, so that it is less deformed by the introduction of the curvature than a comparable fiber composite in which the multifilament fibers are not twisted in the core. It has proved to be particularly advantageous if the twist angle corresponds essentially to half the angle of curvature.

Nachfolgend wird der erhaltene Grünling getrocknet. Dabei schließt dieser Trocknungsschritt vorteilhaft mit einer homogenen Feuchtigkeitsverteilung in der Matrix des Grünlings ab. Unter bestimmten Umständen kann es jedoch ausreichend oder sogar vorteilhaft sein, wenn der Trocknungsschritt mit einer inhomogenen Feuchtigkeitsverteilung in der Matrix des Grünlings abschließt, wie sie beispielsweise durch eine oberflächliche Trocknung des Grünlings erzielt werden kann.Subsequently, the green compact obtained is dried. In this case, this drying step advantageously concludes with a homogeneous moisture distribution in the matrix of the green body. In certain circumstances, however, it may be sufficient or even advantageous for the drying step to conclude with an inhomogeneous moisture distribution in the matrix of the green body, such as may be achieved, for example, by superficial drying of the green body.

In einem letzten Verfahrensschritt wird der Grünling gesintert, wobei sich ein oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff ausbildet.In a last process step, the green compact is sintered, forming an oxide-ceramic fiber composite material.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und unter Verwendung einer nachfolgend noch genauer beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich vielfältige Produkte aus oxidischer Faserverbundkeramik herstellen. Beispielhaft seien hier zugfeste und zugleich biegeelastische gekrümmte Stäbe, Platten und Federn z. B. für Hochtemperaturanwendungen im Bereich 500°C–1300°C genannt. Insbesondere können gekrümmte Stäbe mit einer Länge von 10 mm–1000 mm und mit rundem Querschnitt bei von Durchmessern von 1 mm–50 mm erhalten werden, die sich Herstellung von Blattfedern eignen. Weiterhin können Spiralfedern mit Durchmessern zwischen 10 mm–300 mm erhalten werden.By means of the method according to the invention and using a device according to the invention which will be described in more detail below, it is possible to produce a variety of products made of oxide-fiber composite ceramic. Exemplary here are tensile and at the same bending elastic curved rods, plates and springs z. B. for high temperature applications in the range 500 ° C-1300 ° C called. In particular, curved rods of 10 mm-1000 mm length and of round cross-section can be obtained with diameters of 1 mm-50 mm which are suitable for producing leaf springs. Furthermore, coil springs can be obtained with diameters between 10 mm-300 mm.

Die erhaltenen Produkte weisen neben ihrer Hochtemperaturbeständigkeit vorteilhafte Eigenschaften im Zusammenhang mit thermoschockbelasteten Anwendungen auf. So können die erhaltenen Produkte Gradienten von bis zu 1000°C/sec oder 1000°C/cm widerstehen. Auch sind sie unempfindlich bezüglich mechanischer Schockbelastungen sowie Vibrationen und zyklischen Belastungen.The products obtained, in addition to their high temperature resistance advantageous properties in connection with thermo shock loaded applications. Thus, the products obtained can withstand gradients of up to 1000 ° C / sec or 1000 ° C / cm. They are also insensitive to mechanical shock loads as well as vibrations and cyclic loads.

Die im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführte mechanische Behandlung zur Einstellung eines gewünschten Querschnitts des Rovings kann mittels einer Mehrzahl von Verfahren durchgeführt werden, die ggf. auch miteinander kombiniert werden können. So kann der hergestellte Roving beispielsweise durch zumindest eine mechanische Blende hindurchgeführt werden, die einen Querschnitt aufweist, der im Wesentlichen zum gewünschten Querschnitt des Grünlings führt. Insbesondere kann die Blende einen runden, elliptischen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen, wobei hier grundsätzlich beliebige Formgebungen bezüglich des Querschnitts denkbar sind. Dabei kann eine solche mechanische Blende insbesondere einen sich entlang der Bewegungsrichtung des Rovings bis auf einen Minimalquerschnitt verjüngenden Querschnitt aufweisen, z. B. sich entlang der Bewegungsrichtung konisch verjüngen. Insbesondere vorteilhaft ist dabei, wenn der Minimalquerschnitt der mechanischen Blende größer ist als der minimale Querschnitt des hindurchgeführten Rovings bei idealer Raumerfüllung der vom Roving umfassten Multifilamentfasern in der Querschnittsebene des Rovings. Bevorzugt wird hier der Minimalquerschnitt der Blende daran angepasst gewählt, ob der Roving bereits infiltriert wurde. Bei einem bereits infiltrierten Roving sollte der Minimalquerschnitt der mechanischen Blende so gewählt werden, dass beim Hindurchführen durch die mechanische Blende die den Roving umgebenden Matrix nicht zu wesentlichen Teilen wieder abgestreift wird.The mechanical treatment carried out in the context of an advantageous development of the method according to the invention for setting a desired cross section of the roving can be carried out by means of a plurality of methods which, if appropriate, can also be combined with one another. For example, the produced roving can be passed through at least one mechanical diaphragm which has a cross-section which essentially leads to the desired cross-section of the green body. In particular, the diaphragm may have a round, elliptical, rectangular or square cross-section, in which case basically any shapes with respect to the cross-section are conceivable. In this case, such a mechanical diaphragm can have, in particular, a cross-section that tapers along the direction of movement of the roving except for a minimal cross-section, for example. B. taper conically along the direction of movement. It is particularly advantageous if the minimum cross section of the mechanical diaphragm is greater than the minimum cross section of the passed roving with ideal space filling of the multifilament fibers covered by the roving in the cross-sectional plane of the roving. Preferably, the minimum cross-section of the diaphragm is selected here adapted to whether the roving has already been infiltrated. In the case of an already infiltrated roving, the minimum cross section of the mechanical diaphragm should be chosen such that, when passing through the mechanical diaphragm, the matrix surrounding the roving is not stripped off substantially again.

Wird eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten mechanischen Blenden verwendet, so weisen diese vorteilhaft einen Minimalquerschnitt mit identischer geometrischer Form auf, wobei sich die Abmessungen des Minimalquerschnitts sehr wohl voneinander unterscheiden können.If a plurality of mechanical diaphragms arranged one behind the other are used, they advantageously have a minimum cross section with an identical geometric shape, wherein the dimensions of the minimum cross section may well differ from one another.

Durch Vorsehen einer Mehrzahl von in Bewegungsrichtung des Rovings hintereinander angeordneten mechanischen Blenden mit bevorzugt abnehmendem Minimalquerschnitt kann eine kontinuierliche Verdichtung des durch die mechanischen Blenden hindurchgeführten Rovings erzielt werden. Dabei kann der Roving sowohl vor dem Infiltrieren als auch nach dem Infiltrieren durch mechanische Blenden hindurchgeführt werden. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Roving sowohl vor dem Infiltrieren als auch nach dem Infiltrieren durch zumindest jeweils eine mechanische Blende hindurchgeführt. Wird der bereits infiltrierte Roving mechanisch komprimiert, so führt die Kapillarwirkung des Schlickers zu einer recht guten mechanischen Zusammenhaftung des Faserbündels.By providing a plurality of mechanical diaphragms arranged one behind the other in the direction of movement of the roving and preferably with a decreasing minimum cross-section, continuous densification of the roving passed through the mechanical diaphragms can be achieved. The roving can be performed both before infiltration and after infiltration through mechanical diaphragms. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the roving is passed through at least one mechanical diaphragm both before infiltration and after infiltration. If the already infiltrated roving is compressed mechanically, the capillary action of the slurry results in a fairly good mechanical cohesion of the fiber bundle.

Die Querschnittsform des Rovings kann weiterhin beeinflusst bzw. eingestellt werden, indem im Roving vorhandene Spannungen oder Verklebungen der zum Roving zusammengefassten Multifilamentfasern gezielt beeinflusst und vermindert werden. Hierzu kann der Roving beispielsweise über eine oder mehrere drehbar gelagerte Walzen geführt werden, wobei insbesondere eine schraubenförmige Führung um zumindest eine Viertel Umdrehung der Walze vorteilhaft sein kann. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Führung über zumindest eine halbe, bevorzugt eine volle Umdrehung der Walze und insbesondere über mehr als eine volle Drehung der Walze. Dabei wurde festgestellt, dass sich eine besonders effektive Minimierung der im Roving vorhandenen Spannungen bzw. Verklebungen ergibt, wenn die Walzen zylindrisch oder sogar konkav ausgebildet sind.The cross-sectional shape of the roving can furthermore be influenced or adjusted by selectively influencing and reducing the stresses or adhesions of the roving multifilament fibers present in the roving. For this purpose, the roving can be guided, for example, via one or more rotatably mounted rollers, wherein, in particular, a helical guide can be advantageous by at least a quarter turn of the roller. In a particularly preferred embodiment, the guide over at least a half, preferably a full revolution of the roller takes place and in particular over more than a full turn of the roll. It was found that a particularly effective minimization of the stresses or adhesions present in the roving results when the rollers are cylindrical or even concave.

Weiterhin können Spannungen und Verklebungen im Roving vermindert sowie eine sowie Homogenisierung/Durchmischung des multiplen Faserbündels erzielt werden, indem der Roving über eine oder mehrere feststehende oder auch drehbar gelagerte Umlenkelemente wie Umlenkrollen geführt wird. Dabei sind die Umlenkelemente so ausgebildet, dass sich die Bewegungsrichtung des Rovings über ein Umlenkelement um einen von 0° verschiedenen Winkel ändert, insbesondere um einen Winkelbetrag im Bereich von 90°. Erfolgen mehrere kaskadierte Umlenkungen, so können die Drehachsen der jeweiligen Umlenkungen einen von 0° verschiedenen Winkel miteinander einschließen, wobei dieser Winkel insbesondere jeweils etwa 90° betragen kann. Zu einer Kaskadierung von drei hintereinander angeordneten Umlenkelementen ist eine Umlenkung in allen drei voneinander unabhängigen Raumrichtungen beispielsweise um jeweils 90° möglich.Furthermore, stresses and adhesions in the roving can be reduced as well as homogenization / mixing of the multiple fiber bundle can be achieved by the roving is guided over one or more fixed or rotatably mounted deflection elements such as pulleys. In this case, the deflection elements are designed so that the direction of movement of the roving changes by a deflection element by an angle other than 0 °, in particular by an angle in the range of 90 °. If several cascaded deflections occur, then the axes of rotation of the respective deflections can enclose an angle different from 0 ° with one another, wherein this angle can in particular be in each case about 90 °. For a cascading of three successively arranged deflection elements, a deflection in all three independent spatial directions, for example, by 90 ° is possible.

Das Führen über drehbar gelagerte Walzen oder über feststehende oder drehbar gelagerte Umlenkelemente des Rovings vermindert Spannungen im Roving oder Verklebungen der im Roving enthaltenen Multifilamentfasern, so dass der aus synchron zwangsgeführten Endlosfasern bestehende Roving tendenziell einen runden Querschnitt annimmt. Auch diese Verfahren dienen daher zu einer Einstellung der Querschnittsform des Rovings.The guiding via rotatably mounted rollers or via fixed or rotatably mounted deflection elements of the roving reduces stresses in the roving or bonding of the multifilament fibers contained in the roving, so that the synchronously positively guided continuous fibers roving tends to assume a round cross-section. These methods also serve to adjust the cross-sectional shape of the roving.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffe weisen besonders vorteilhafte mechanische, chemische und thermische Eigenschaften auf, wenn die verwendeten oxidkeramischen Multifilamentfasern einen Anteil von Al2O3 aufweisen, der höher ist als 70% bezogen auf das Fasergewicht und bevorzugt zumindest 80% und besonders bevorzugt über 99% beträgt. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von oxidkeramischen Multifilamentfasern des Herstellers 3M erwiesen, die unter den Markennamen NextelTM 312, 440, 610 und 720 vertrieben werden. Hierzu wird auf das Ceramic Textiles Technical Notebook verwiesen, welches von der Firma 3M unter dem Link http://solutions.3mdeutschland.de/wps/portal/3M/de_DE/EUEAMD/Home/OurProducts/NextelCeramicTextiles/ zum Download angeboten wird. Die bevorzugt zu verwendende Faser Nextel 610 weist einen Gewichtsanteil von Al2O3 von über 99% auf, die ebenfalls bevorzugt zu verwendende Faser Nextel 720 enthält etwa 85-Gew.-% Al2O3 und 15 Gew.-% SiO2.Oxide-ceramic fiber composites obtained by the process according to the invention have particularly advantageous mechanical, chemical and thermal properties when the oxide-ceramic multifilament fibers used have a content of Al 2 O 3 which is higher than 70% based on the fiber weight and preferably at least 80% and particularly preferably over 99%. The use of oxide-ceramic multifilament fibers of the manufacturer 3M, which are marketed under the trade names Nextel ™ 312, 440, 610 and 720, has proven to be particularly advantageous. Please refer to the Ceramic Textiles Technical Notebook, which is available from 3M under the link http://solutions.3mdeutschland.de/wps/portal/3M/de_DE/EUEAMD/Home/OurProducts/NextelCeramicTextiles/ is offered for download. The preferred fiber Nextel 610 has a weight fraction of Al 2 O 3 of more than 99%, which likewise preferably to be used fiber Nextel 720 contains about 85% by weight Al 2 O 3 and 15% by weight SiO 2 .

Zur Herstellung des Schlickers wird bevorzugt ein feinkörniges sinterfähiges Metalloxid verwendet, welches einen hohen Gewichtsanteil von Al2O3 umfasst. Hier hat sich als besonders vorteilhaft die Verwendung von feinstgemahlenem Aluminiumoxid erwiesen, welches vorteilhaft einen Gewichtsanteil Al2O3 von über 90%, besonders bevorzugt über 95%, insbesondere über 99% aufweist. Weiterhin beträgt der Anteil von α-Al2O3 vorteilhaft über 90%, besonders bevorzugt zumindest 95% oder darüber.For the preparation of the slip, a fine-grained sinterable metal oxide is preferably used, which comprises a high weight fraction of Al 2 O 3 . The use of very finely ground aluminum oxide, which advantageously has a weight fraction Al 2 O 3 of more than 90%, particularly preferably more than 95%, in particular more than 99%, has proved to be particularly advantageous. Furthermore, the proportion of α-Al 2 O 3 is advantageously more than 90%, more preferably at least 95% or more.

Vorteilhaft weist das feinstgemahlene Aluminiumoxid eine monomodale Korngrößenverteilung auf, die charakterisiert ist durch die Werte d10 = 0,1 bis 0,4 Mikrometer, d50 = 0,5 bis 0,8 Mikrometer und d90 = 1,5 bis 3 Mikrometer. Die Korngrößenverteilung weist ein Maximum zwischen 0,1 und 0,4 Mikrometern auf.Advantageously, the micronized aluminum oxide has a monomodal particle size distribution which is characterized by the values d 10 = 0.1 to 0.4 micrometers, d 50 = 0.5 to 0.8 micrometers and d 90 = 1.5 to 3 micrometers. The particle size distribution has a maximum between 0.1 and 0.4 micrometers.

Der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens einzusetzende Schlicker wird hergestellt, indem unter Zusatz von Wasser aus dem verwendeten feinkörnigen sinterfähigem Metalloxid eine Suspension hergestellt wird. Dabei liegt der Gewichtsanteil des Metalloxids in der Suspension typisch zwischen 20 und 90%. Bevorzugt liegt der Gewichtsanteil des Metalloxids in der Suspension über 75% und besonders bevorzugt über 78%. Weiterhin kann dem Schlicker ein wasserlösliches bzw. wasserbasiertes organisches Verflüssigungsmittel zur Einstellung der Viskosität beigegeben werden. Bewährt hat sich die Verwendung von Verflüssigungsmitteln, deren Wirkung darauf beruht, dass funktionelle Gruppen im Verflüssigungsmittel mit Oberflächenladungen des feinkörnigen sinterfähigem Metalloxids wechselwirken. Die hieraus resultierende Umhüllung der Metalloxidpartikel bewirkt eine Viskositätsabnahme im Schlicker. Besonders bevorzugt ist das Verflüssigungsmittel nichtschäumend. Weiterhin hat sich die Verwendung von Verflüssigungsmitteln bewährt, die alkalifrei sind. Vorteilhaft wird das Verflüssigungsmittel dem Schlicker in flüssiger Phase zugesetzt.The slip to be used in the process according to the invention is prepared by preparing a suspension with the addition of water from the fine-grained sinterable metal oxide used. The weight fraction of the metal oxide in the suspension is typically between 20 and 90%. The weight fraction of the metal oxide in the suspension is preferably above 75% and particularly preferably above 78%. Furthermore, a water-soluble or water-based organic liquefying agent for adjusting the viscosity can be added to the slurry. The use of liquefying agents has proven useful, the effect of which is that functional groups in the liquefying agent interact with surface charges of the fine-grained sinterable metal oxide. The resulting coating of the metal oxide particles causes a decrease in viscosity in the slurry. Particularly preferably, the liquefying agent is non-foaming. Furthermore, the use of liquefying agents that are alkali-free has proven successful. Advantageously, the liquefying agent is added to the slurry in the liquid phase.

Besonders bewährt hat sich die Verwendung von Verflüssigungsmitteln, die Carbonsäure umfassen. Bei der Verwendung eines carbonsäurehaltigen wässrigen Verflüssigungsmittels hat es sich als besonders vorteilhaft ergeben, wenn der Anteil des Verflüssigungsmittels im Schlicker bezogen auf den Feststoffgehalt des Schlickers in der zubereiteten Suspension zwischen 1,5 Gew.-% beträgt, bevorzugt größer ist als 2 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen 2 und 3 Gew.-% beträgt.The use of liquefying agents comprising carboxylic acid has proven particularly useful. When using a carboxylic acid-containing aqueous liquefying agent, it has turned out to be particularly advantageous if the proportion of the liquefying agent in the slip, based on the solids content of the slip in the prepared suspension, is between 1.5% by weight, preferably greater than 2% by weight. % and more preferably between 2 and 3 wt .-% is.

Zur Trocknung des Grünlings ist es möglich, diesen unter Umgebungsbedingungen trocknen zu lassen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Grünling zur Trocknung mit einer elektromagnetischen Strahlung beaufschlagt wird. So ist es beispielsweise möglich, eine tiefenwirksame Trocknung des Grünlings herbeizuführen, indem der Grünling mit Mikrowellenstrahlung beaufschlagt wird, deren Frequenz so eingestellt wird, dass das im Grünling enthaltene Wasser effektiv erhitzt wird. Auf diese Weise kann sehr rasch eine effektive Trocknung des Grünlings bewirkt werden, die insbesondere zu einem weitgehend homogenen Konzentrationsprofil von Wasser im Grünling führt.To dry the greenware, it is possible to dry it under ambient conditions. However, it has proven to be advantageous if the green compact is subjected to drying by electromagnetic radiation. So it is possible, for example, a deep-acting Drying of the green compact by the microwave radiation is applied to the green compact whose frequency is adjusted so that the water contained in the green compact is effectively heated. In this way, an effective drying of the green compact can be effected very quickly, which leads in particular to a substantially homogeneous concentration profile of water in the green body.

In einem alternativen Verfahren wird der Grünling zur Trocknung einer elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt, deren Eindringtiefe gering ist im Verhältnis im Durchmesser des infiltrierten Grünlings. Hierbei kann es sich insbesondere um Infrarotstrahlung handeln.In an alternative method, the green compact is exposed for drying to electromagnetic radiation whose penetration depth is small in relation to the diameter of the infiltrated green body. This may in particular be infrared radiation.

Ein erfindungsgemäßer oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff umfasst einen Kern aus einer Mehrzahl unidirektional ausgerichteter oxidkeramischer Multifilamentfasern. Dieser Kern ist eingebettet in eine Matrix aus einem gesinterten Metalloxid. Erfindungsgemäß ist der Faserverbundwerkstoff zu einem stabförmigen Formkörper ausgeformt, der entlang seiner Längsachse einen konstanten Querschnitt aufweist.An inventive oxide ceramic fiber composite material comprises a core of a plurality of unidirectionally oriented oxide ceramic multifilament fibers. This core is embedded in a matrix of a sintered metal oxide. According to the invention, the fiber composite material is formed into a rod-shaped molding which has a constant cross-section along its longitudinal axis.

Weiterhin bildet der stabförmige Formkörper einen Bogenabschnitt aus. Wird ein solcher Bogenabschnitt quer zu seiner Erstreckungsrichtung belastet, ergibt sich eine Federwirkung bei zugleich guter Bruchfestigkeit. Diese kann insbesondere noch erhöht werden, wenn die Multifilamentfasern entlang ihrer Erstreckungsrichtung verdrillt sind, verzwirnt oder miteinander verflochten. Eine Mehrzahl von stabförmigen Formkörpern, die jeweils einen Bogenabschnitt ausbilden, können vorteilhaft mechanisch zu einer Blattfeder zusammengefasst werden, deren mechanische Belastbarkeit insbesondere durch die Zahl der umfassten Formkörper eingestellt werden kann.Furthermore, the rod-shaped molding forms an arc section. If such an arc section is loaded transversely to its extension direction, a spring action results at the same time with good breaking strength. This can in particular be increased if the multifilament fibers are twisted along their direction of extension, twisted or intertwined. A plurality of rod-shaped moldings, each of which forms an arc section, can advantageously be combined mechanically to form a leaf spring whose mechanical load capacity can be adjusted in particular by the number of molded bodies involved.

In allen hier offenbarten Ausführungsbeispielen für einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Faserverbundwerkstoff einen entlang seiner Erstreckungsrichtung im Wesentlichen konstanten, insbesondere runden, elliptischen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.In all of the exemplary embodiments disclosed here for an oxide-ceramic fiber composite material, it has proved to be particularly advantageous if the fiber composite material has a cross section that is essentially constant along its direction of extension, in particular round, elliptical, square or rectangular.

Weiterhin hat es sich herausgestellt, dass ein besonders vorteilhafter oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff erhalten werden kann, wenn der Formkörper des Faserverbundwerkstoffs entlang seiner Erstreckungsrichtung gekrümmt ist, wobei die Krümmung durch einen Umschlingungswinkel charakterisiert wird, der den Drehwinkel in Bezug auf einen vorgegebenen Drehpunkt charakterisiert und der 360° für einen vollen Umlauf um den Drehpunkt beträgt. Weiterhin ist in dieser Ausgestaltung der Kern des Faserverbundwerkstoffs um einen Verdrillwinkel verdrillt, wobei der Verdrillwinkel gerade so gewählt ist, dass die durch die Krümmung des Formkörpers hervorgerufene Längenvariation zwischen den einzelnen Multifilamentfasern im Kern gerade ausgeglichen wird. In einer solchen Konfiguration treten bei der Herstellung des oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs geringere Scherkräfte im Kern auf, so dass dieser durch die Einbringung der Krümmung weniger verformt wird als ein vergleichbarer Faserverbundwerkstoff, bei dem die Multifilamentfasern im Kern nicht verdrillt sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der Verdrillwinkel im Wesentlichen dem halben Krümmungswinkel entspricht.Furthermore, it has been found that a particularly advantageous oxide-ceramic fiber composite material can be obtained when the shaped body of the fiber composite is curved along its extension direction, wherein the curvature is characterized by a wrap angle, which characterizes the rotation angle with respect to a predetermined pivot point and the 360 ° for a full turn around the pivot point. Furthermore, in this embodiment, the core of the fiber composite material is twisted around a twist angle, wherein the twist angle is just chosen so that the caused by the curvature of the molding length variation between the individual multifilament fibers in the core is just compensated. In such a configuration, lower shear forces occur in the core during the production of the oxide-ceramic fiber composite, so that it is less deformed by the introduction of the curvature than a comparable fiber composite in which the multifilament fibers are not twisted in the core. It has proved to be particularly advantageous if the twist angle corresponds essentially to half the angle of curvature.

In einer bevorzugten Weiterbildung weisen die oxidkeramischen Multifilamentfasern einen Anteil von Al2O3 auf, der bezogen auf das Fasergewicht höher ist als 70%, bevorzugt zumindest 80% und besonders bevorzugt über 99% Al2O3 beträgt. Der zu 100 Gew.-% noch fehlende Anteil kann insbesondere aus SiO2 bestehen.In a preferred development, the oxide-ceramic multifilament fibers have a content of Al 2 O 3 which, based on the fiber weight, is higher than 70%, preferably at least 80% and particularly preferably more than 99% Al 2 O 3 . The proportion still missing at 100% by weight can consist in particular of SiO 2 .

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Metalloxid der Matrix ebenfalls Al2O3. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Gewichtsanteil Al2O3 in der Matrix größer ist als 90%, bevorzugt größer ist als 95% und insbesondere bevorzugt größer ist als 99%.In a further preferred embodiment, the metal oxide of the matrix likewise comprises Al 2 O 3 . Particular advantages arise when the proportion by weight of Al 2 O 3 in the matrix is greater than 90%, preferably greater than 95% and particularly preferably greater than 99%.

Als besonders vorteilhaft hat sich ein oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff erwiesen, bei dem sowohl die Multifilamentfasern als auch die Matrix einen Anteil von Al2O3 aufweisen, wobei die jeweiligen Gewichtsanteile von Al2O3 in der Multifilamentfaser bzw. der Matrix jeweils in den vorstehend angegebenen Bereichen liegen.An oxide-ceramic fiber composite material in which both the multifilament fibers and the matrix have a proportion of Al 2 O 3 , wherein the respective weight fractions of Al 2 O 3 in the multifilament fiber or the matrix in each case in the above-mentioned areas, has proven to be particularly advantageous lie.

Besondere Vorteile in Bezug auf Zug- und Bruchfestigkeit weist der oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff dann auf, wenn der Anteil der Multifilamentfasern im Faserverbundwerkstoff bezogen auf das Gewicht des Faserverbundwerkstoffs mindestens 20% beträgt, bevorzugt größer als 30% und insbesondere bevorzugt mindestens 35% beträgt. Der angegebene Anteil der Multifilamentfaser bezieht sich insbesondere auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Al2O3 in der Multifilamentfaser oder in der Matrix oder in beiden, wobei erneut auf die jeweils angegebenen Gewichtsanteile Bezug genommen wird.The oxide-ceramic fiber composite material has particular advantages in terms of tensile strength and breaking strength if the proportion of multifilament fibers in the fiber composite material based on the weight of the fiber composite material is at least 20%, preferably greater than 30% and particularly preferably at least 35%. The specified proportion of the multifilament fiber refers in particular to the above-mentioned preferred embodiments with Al 2 O 3 in the multifilament fiber or in the matrix or in both, wherein reference is again made to the respective proportions by weight.

Besondere Vorteile bezüglich der Bruchfestigkeit ergeben sich weiterhin, wenn die Porosität der Matrix so eingestellt wird, dass sie zwischen 20 und 60 Vol.-% beträgt, insbesondere zwischen 20 und 40-%. Eine entsprechende Porosität kann unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt werden, insbesondere wenn die Matrix Al2O3 im angegebenen Gewichtsbereich umfasst. Particular advantages in terms of breaking strength are further obtained when the porosity of the matrix is adjusted to be between 20 and 60% by volume, in particular between 20 and 40%. A corresponding porosity can be achieved using the method according to the invention, in particular if the matrix comprises Al 2 O 3 in the stated weight range.

Besondere Vorteile bezüglich der Bruchfestigkeit des erfindungsgemäßen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs ergeben sich insbesondere dann, wenn die Korngrößenverteilung des Metalloxids in der Matrix des Faserverbundwerkstoffs monomodal oder bimodal ist. Als insbesondere vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Korngrößenverteilung des Metalloxids im Faserverbundwerkstoff zumindest ein Maximum aufweist, welches vorteilhaft zwischen 100 und 400 Nanometern liegt.Particular advantages with regard to the breaking strength of the oxide-ceramic fiber composite material according to the invention are obtained in particular when the particle size distribution of the metal oxide in the matrix of the fiber composite material is monomodal or bimodal. It has proved particularly advantageous if the particle size distribution of the metal oxide in the fiber composite material has at least one maximum, which is advantageously between 100 and 400 nanometers.

Weiterhin können besonders vorteilhafte Eigenschaften des oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs realisiert werden, wenn die Multifilamentfasern entlang ihrer Erstreckungsrichtung verdreht sind. Auf diese Weise kann insbesondere eine erhöhte Biegestabilität realisiert werden. Diese kann ebenfalls erzielt werden, wenn die Multifilamentfasern im Kern des Faserverbundwerkstoffs miteinander verzwirnt oder verflochten sind. Allen diesen vorteilhaften Ausgestaltungen ist gemeinsam, dass ein solcher Faserverbundwerkstoff eine hohe Konstanz bezüglich der Geometrie und den Abmessungen der Querschnittsfläche des Faserverbundwerkstoffs entlang seiner Erstreckungsrichtung aufweist.Furthermore, particularly advantageous properties of the oxide-ceramic fiber composite material can be realized if the multifilament fibers are twisted along their extension direction. In this way, in particular an increased bending stability can be realized. This can also be achieved if the multifilament fibers are twisted or intertwined in the core of the fiber composite material. All these advantageous embodiments have in common that such a fiber composite material has a high consistency with respect to the geometry and the dimensions of the cross-sectional area of the fiber composite along its extension direction.

Weiterhin erhält man einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff mit besonders vorteilhaften Eigenschaften, wenn der Faserverbundwerkstoff zu einem spiralförmigen Formkörper geformt ist. Ein solcher Faserverbundwerkstoff kann beispielsweise als Zug- oder Druckfeder mit sehr hoher Temperaturstabilität und hoher Bruchfestigkeit Verwendung finden.Furthermore, one obtains an oxide-ceramic fiber composite material with particularly advantageous properties when the fiber composite material is formed into a spiral shaped body. Such a fiber composite material can be used, for example, as a tension or compression spring with very high temperature stability and high breaking strength.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Herstellung eines Grünlings für einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff mit vorteilhaften Eigenschaften vorgesehen. Ein derartiger Faserverbundwerkstoff umfasst einen Kern aus einer Mehrzahl von oxidkeramischen Multifilamentfasern, wobei der Kern eingebettet ist in eine Matrix aus einem gesinterten Metalloxid. Die Vorrichtung umfasst dabei Mittel zum Ausbilden eines kontinuierlichen Rovings durch Bilden eines Bündels von zwangsgeführten, endlosen oxidkeramischen Multifilamentfasern, wobei die Multifilamentfasern im Roving unidirektional ausgerichtet sind. Weiterhin umfasst die Vorrichtung Mittel zum Infiltrieren des Rovings mit einem Schlicker, der ein feinkörniges sinterfähiges Metalloxid in einer wässrigen Suspension umfasst. Schließlich umfasst die Vorrichtung Mittel zum Bilden eines Grünlings in Form eines zwei- oder dreidimensionalen Formkörpers. Ein solches Mittel kann in insbesondere als manuelle oder automatisierte Wickelstation ausgebildet sein, die im letzteren Fall beispielsweise computergesteuert anhand eines vorgegebenen Bewegungsprogramms einen Formkörper definierter Geometrie auf einen Wickelkörper aufwickelt.A device according to the invention is provided for producing a green body for an oxide-ceramic fiber composite material with advantageous properties. Such a fiber composite material comprises a core of a plurality of oxide ceramic multifilament fibers, wherein the core is embedded in a matrix of a sintered metal oxide. The apparatus in this case comprises means for forming a continuous roving by forming a bundle of forcibly guided, endless oxide-ceramic multifilament fibers, wherein the multifilament fibers in the roving are aligned unidirectionally. Furthermore, the device comprises means for infiltrating the roving with a slurry comprising a fine-grained sinterable metal oxide in an aqueous suspension. Finally, the device comprises means for forming a green body in the form of a two- or three-dimensional shaped body. Such a means can be designed in particular as a manual or automated winding station, which in the latter case, for example, computer-controlled by means of a predetermined movement program a shaped body of defined geometry wound on a winding body.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu eingerichtet, den Wickelkörper bevorzugt um zumindest eine Drehachse zu drehen. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Wickelkörper rotationssymmetrisch ist, insbesondere bezüglich der Drehachse, um welche der Wickelkörper während des Aufwickelns des infiltrierten Rovings gedreht wird. Grundsätzlich möglich ist jedoch auch, dass ein Wickelkörper verwendet wird, welcher nicht rotationssymmetrisch ist, sondern beispielsweise quaderförmig mit gerundeten Kanten.The device according to the invention is adapted to preferably rotate the winding body about at least one axis of rotation. For this purpose, it is advantageous if the winding body is rotationally symmetrical, in particular with respect to the axis of rotation about which the winding body is rotated during the winding of the infiltrated roving. In principle, however, is also possible that a winding body is used, which is not rotationally symmetrical, but for example cuboid with rounded edges.

Wird der Wickelkörper während des Wickelns in zumindest einer Raumrichtung bevorzugt quer zur Bewegungsrichtung des filtrierten Rovings translatorisch bewegt, kann eine noch größere Vielzahl von Formkörpern des erzeugten Grünlings realisiert werden. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung daher dazu eingerichtet, eine entsprechende Translationsbewegung zu erzeugen.If, during winding, the winding body is moved translationally in at least one spatial direction, preferably transversely to the direction of movement of the filtered roving, an even larger number of shaped bodies of the produced green body can be realized. In a preferred development, the device according to the invention is therefore set up to generate a corresponding translational movement.

Um zu erreichen, dass das auf den Wickelkörper aufgewickelte Faserbündel die vorteilhaft vorher aufgeprägte Querschnittsform im Wesentlichen unverändert beibehält, ist die Vorrichtung erfindungsgemäß dazu eingerichtet, während des Wickelns des Rovings auf den Wickelkörper eine rotatorische Relativbewegung von Wickelkörper und Roving zu erzeugen. Dabei ist diese Relativdrehung von Wickelkörper und Roving so ausgestaltet, dass der Roving bei einer vollen Umschlingung des Wickelkörpers zumindest einmal um 180° um seine Längsachse verdreht wird.In order to achieve that the fiber bundle wound onto the winding body retains the advantageously previously impressed cross-sectional shape substantially unchanged, the device is set up to generate a rotational relative movement of the winding body and the roving during the winding of the roving onto the winding body. In this case, this relative rotation of the winding body and roving is designed so that the roving is rotated at a full wrap of the bobbin at least once by 180 ° about its longitudinal axis.

Eine rotatorische Relativbewegung von Wickelkörper und Roving kann beispielsweise erzeugt werden, indem der erzeugte Roving in sich verdreht wird. Hierzu kann beispielsweise eine geeignete drehbare Lagerung der in der Regel auf Vorratsspulen aufgespulten einzelnen Multifilamentfasern um einen gemeinsamen Drehpunkt vorgesehen sein, durch den alle Multifilamentfasern des Rovings hindurchgeführt werdenA rotatory relative movement of the winding body and roving can be generated, for example, by twisting the generated roving. For this purpose, by way of example, a suitable rotatable mounting of the individual multifilament fibers, which as a rule are wound on supply reels, may be provided around a common pivot point through which all multifilament fibers of the roving are led

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese nicht nur dazu eingerichtet, den Wickelkörper während des Aufwickelns um seine Drehachse zu drehen. Vielmehr ist die Vorrichtung weiterhin dazu eingerichtet, den Wickelkörper zusätzlich kontrolliert um eine weitere Rotationsachse zu drehen, welche einen von 0° verschiedenen Winkel mit der Drehachse des Wickelkörpers einschließt, so dass der Wickelkörper seinerseits eine Art Nutationsbewegung um diese Rotationsachse ausführt. Wird dem Wickelkörper eine geeignete Nutationsbewegung aufgeprägt, so kann der auf den Wickelkörper aufgespulte Roving kontrolliert dergestalt verdrillt werden, dass durch das Wickeln verursachte Spannungsunterschiede in den einzelnen Multifilamentfasern gerade ausgeglichen werden.In a particularly preferred embodiment of the device according to the invention this is not only adapted to rotate the winding body during winding about its axis of rotation. Rather, the device is further configured to rotate the bobbin additionally controlled by a further axis of rotation, which encloses a different angle of 0 ° with the axis of rotation of the bobbin, so that the bobbin in turn performs a kind Nutationsbewegung about this axis of rotation. If the winding body is impressed with a suitable nutating movement, then the roving wound onto the winding body can be twisted in a controlled manner in such a way that differences in tension caused by the winding occur single multifilament fibers are just balanced.

Da es sich herausgestellt hat, dass ein besonders vorteilhafter oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff erhalten werden kann, wenn der Formkörper des Faserverbundwerkstoffs entlang seiner Erstreckungsrichtung gekrümmt ist, wobei die Krümmung durch einen Umschlingungswinkel charakterisiert wird, der den Drehwinkel in Bezug auf einen vorgegebenen Drehpunkt charakterisiert und der 360° für einen vollen Umlauf um den Drehpunkt beträgt, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung die Vorrichtung dazu eingerichtet, den Kern des Faserverbundwerkstoffs um einen Verdrillwinkel zu verdrillen. Dabei wird der Verdrillwinkel gerade so gewählt, dass die durch die Krümmung des Formkörpers hervorgerufene Längenvariation zwischen den einzelnen Multifilamentfasern im Kern gerade ausgeglichen wird. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass der realisierte Verdrillwinkel im Wesentlichen dem halben Krümmungswinkel entspricht.Since it has been found that a particularly advantageous oxide ceramic fiber composite material can be obtained when the shaped body of the fiber composite is curved along its extension direction, the curvature is characterized by a wrap angle which characterizes the angle of rotation with respect to a predetermined pivot point and the 360 ° is for a full rotation around the pivot point, in an advantageous development, the device is adapted to twist the core of the fiber composite material by a Verdrillwinkel. In this case, the twist angle is just chosen so that the caused by the curvature of the molding length variation between the individual multifilament fibers in the core is just compensated. It has proven to be particularly advantageous if the device is set up such that the realized twist angle substantially corresponds to half the angle of curvature.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin Mittel zum Einstellen einer gewünschten Querschnittsform des Rovings durch mechanische Behandlung des Rovings.In a further advantageous development, the device according to the invention further comprises means for setting a desired cross-sectional shape of the roving by mechanical treatment of the roving.

Diese optionalen Mittel zum Einstellen einer gewünschten Querschnittsform des Rovings können insbesondere zumindest eine oder mehrere mechanische Blenden umfassen, durch die der Roving hindurchgeführt wird. Alternativ oder ergänzend können die Mittel eine oder mehrere drehbar gelagerte Walzen umfassen, über die der Roving geführt wird. Insbesondere kann dies Mittel so ausgestaltet sein, dass der Roving schraubenförmig über eine oder mehrere insbesondere zylindrische oder konkav ausgebildete Walzen geführt wird. Schließlich kann das Mittel zum Einstellen einer gewünschten Querschnittsform eine oder mehrere feststehende oder auch drehbar gelagerte Umlenkelemente umfassen, über die der Roving geführt wird. Diese Umlenkelemente sind dabei so ausgebildet, dass sich die Bewegungsrichtung des Rovings über das Umlenkelement um jeweils einen von Null Grad verschiedenen Winkel ändert. Die Drehachsen der jeweiligen Umlenkungen können dabei einen von Null Grad verschiedenen Winkel miteinander einschließen, der insbesondere jeweils 90° betragen kann. Alle vorgenannten Mittel zum Einstellen einer gewünschten Querschnittsform des Rovings können einzeln oder auch in Kombination miteinander verwendet werden. Sie können einfach oder auch mehrfach vorgesehen sein.In particular, these optional means for setting a desired cross-sectional shape of the roving may include at least one or more mechanical diaphragms through which the roving passes. Alternatively or additionally, the means may comprise one or more rotatably mounted rollers over which the roving is guided. In particular, this means can be designed so that the roving is helically guided over one or more in particular cylindrical or concave rollers. Finally, the means for setting a desired cross-sectional shape may include one or more fixed or rotatably mounted deflecting elements, over which the roving is guided. These deflecting elements are designed so that the direction of movement of the roving on the deflecting element changes by a respective angle different from zero degrees. The axes of rotation of the respective deflections can thereby include an angle different from zero degrees, which in particular can be 90 ° in each case. All of the aforementioned means for setting a desired cross-sectional shape of the roving may be used individually or in combination with each other. They can be simple or even multiple.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin ein Mittel zum Trocknen des Grünlings, wobei es sich insbesondere um eine Infrarotquelle handeln kann.In a further advantageous embodiment, the device according to the invention further comprises a means for drying the green body, which may be in particular an infrared source.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zu einer Vorrichtung zur Herstellung eines oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs weitergebildet werden, indem sie mit einer Sintervorrichtung kombiniert wird.The device according to the invention can be further developed into a device for producing an oxide-ceramic fiber composite material by combining it with a sintering device.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der angegebenen Weiterbildungen und vorteilhaften Ausgestaltungen im Rahmen des technisch Möglichen frei miteinander kombiniert werden können, auch wenn dieses im Text nicht explizit angegeben ist. Dies gilt insbesondere auch über die Grenzen der Anspruchskategorien Vorrichtung und Verfahren hinweg.It should be noted that the features of the specified developments and advantageous embodiments can be combined freely within the scope of the technically possible, even if this is not explicitly stated in the text. This applies in particular beyond the limits of the claim categories device and method.

Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens, des erfindungsgemäßen Faserverbundwerkstoffs sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Grünlings für einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff bzw. eines oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, die anhand der Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:Further advantages and features of the method according to the invention, the fiber composite material according to the invention and the device according to the invention for producing a green compact for an oxide ceramic fiber composite material or an oxide ceramic fiber composite material will become apparent from the following exemplary embodiments, which are explained in more detail with reference to the drawing. In this show:

1: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer gattungsgemäßen Vorrichtung nach dem internen Stand der Technik der Anmelderin, 1 : a schematic representation of an embodiment of a generic device according to the internal prior art of the applicant,

2: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung basierend auf der Vorrichtung gemäß 1, 2 FIG. 2 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a device according to the invention based on the device according to FIG 1 .

3 und 4: Beispiele für mechanische Bearbeitungsstationen für eine Homogenisierung des Rovings vor seiner Infiltration in schematischer Darstellung, und 3 and 4 : Examples of mechanical processing stations for a homogenization of the roving before its infiltration in a schematic representation, and

5: eine alternative Ausgestaltung des Infiltrationsbads der Vorrichtungen gemäß der 1 und 2. 5 an alternative embodiment of the infiltration of the devices according to the 1 and 2 ,

Zur beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Schlicker 30 zubereitet auf Basis eines hochreinen feinstgemahlenen Aluminiumoxids, wobei der Anteil von Al2O3 bezogen auf das Gesamtgewicht des feinstgemahlenen Aluminiumoxids etwa 99,8 Gew.-% beträgt. Der Anteil von α-Al2O3 beträgt dabei mindestens 95%. Die Korngrößenverteilung des feinstgemahlenen Aluminiumoxids ist dabei monomodal und lässt sich charakterisieren durch d10 = 0,1 bis 0,4 Mikrometer, d50 = 0,5 bis 0,8 Mikrometer und d90 = 1,5 bis 3 Mikrometer. Die Korngrößenverteilung weist ein Maximum zwischen 0,1 und 0,4 Mikrometern auf..For exemplary embodiment of the method according to the invention is a slip 30 prepared on the basis of a high purity finely ground alumina, wherein the proportion of Al 2 O 3 based on the total weight of the finely ground aluminum oxide is about 99.8 wt .-%. The proportion of α-Al 2 O 3 is at least 95%. The particle size distribution of the finely ground aluminum oxide is monomodal and can be characterized by d 10 = 0.1 to 0.4 microns, d 50 = 0.5 to 0.8 microns and d 90 = 1.5 to 3 microns. The particle size distribution has a maximum between 0.1 and 0.4 microns.

Der Schlicker 30 wird zubereitet aus dem vorgenannten feinstgemahlenen Aluminiumoxid, Wasser und einem Verflüssiger auf Carbonsäurebasis, wobei der Gewichtsanteil des Aluminiumoxids im Schlicker ca. 80% beträgt. Weiterhin wird der Verflüssiger auf Carbonsäurebasis in wässriger Form in einem Gewichtsanteil von ca. 2 bis 3% zugesetzt. Als verbliebene Komponente wird Wasser zugefügt. Alle drei Komponenten werden intensiv miteinander vermischt, bis man eine hochviskose Suspension erhält. Eine Vermahlung während des Vermischens ist nicht erforderlich. The slip 30 is prepared from the aforesaid micronized aluminum oxide, water and a carboxylic acid based liquefier, wherein the weight fraction of the aluminum oxide in the slip is about 80%. Furthermore, the carboxylic acid-based liquefier is added in aqueous form in a proportion by weight of about 2 to 3%. Water is added as the remaining component. All three components are mixed thoroughly until a high viscosity suspension is obtained. Milling during mixing is not required.

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 100, die zur Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung eines keramischen Faserverbundwerkstoffs geeignet ist, ist schematisch in 1 dargestellt. Diese Vorrichtung 100 stellt den unveröffentlichten hausinternen Stand der Technik bei der Inhaberin der vorliegenden Anmeldung dar.An embodiment of a device 100 , which is suitable for carrying out a method for producing a ceramic fiber composite material, is shown schematically in FIG 1 shown. This device 100 represents the unpublished in-house prior art to the assignee of the present application.

Eine Mehrzahl von endlosen Multifilamentfasern 12 des Typs NextelTM 610 (Fasergewicht 3.000 den, 10.000 den oder 20.000 den) wird mittels einer Abrollvorrichtung 18 von Vorratsspulen 14 abgespult und zu einem Roving zusammengeführt.A plurality of endless multifilament fibers 12 Nextel TM 610 (fiber weight 3,000 denier, 10,000 denier or 20,000 denier) is produced by means of a unwinding device 18 of supply spools 14 unpacked and merged into a roving.

Die Abwicklung der Multifilamentfasern 12 von einer oder mehreren Vorratsspulen 14 kann passiv erfolgen oder durch einen gesteuerten Antrieb der Vorratsspulen 14. Die Lagerung der Vorratsspulen 14 kann weiterhin so ausgeführt werden, dass eine kontrollierte Bewegung der Vorratsspulen 14 senkrecht zu ihrer jeweiligen Wickelachse möglich ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sämtliche Vorratsspulen 14 gemeinschaftlich bewegt werden können, z. B. um eine gemeinsame Drehachse, die insbesondere mit der Bewegungsrichtung des zu einem Roving 10 zusammengeführten Faserbündels zusammenfallen kann, wie dies aus der Fertigung von Tauen oder Seilen bekannt ist. Dies ermöglicht eine kontrollierte Verdrillung des Faserbündels in Längsrichtung, was insbesondere bei der Fertigung von auf einen Wickelkörper 72 aufgewickelten Formkörpern wie Schraubenfedern vorteilhaft sein kann.The processing of multifilament fibers 12 from one or more supply spools 14 can be done passively or by a controlled drive of the supply spools 14 , The storage of supply spools 14 can continue to be carried out so that a controlled movement of the supply spools 14 perpendicular to their respective winding axis is possible. In particular, it can be provided that all supply spools 14 can be moved together, z. B. about a common axis of rotation, in particular with the direction of movement of a roving 10 merged fiber bundle, as is known from the production of ropes or ropes. This allows a controlled twisting of the fiber bundle in the longitudinal direction, which is particularly true in the manufacture of a bobbin 72 wound moldings such as coil springs can be advantageous.

Der so erhaltene Roving 10 wird einem Schlickerbad 34 zugeführt, welchem zugleich der vorstehend beschriebene Schlicker 30 in ausreichender Menge zugeführt wird. Indem der Roving 10 durch das Schlickerbad 34 hindurchgeführt wird, wird dieser infiltriert, dergestalt dass sich eine intensive Durchdringung des Rovings 10 mit dem Schlicker 30 ergibt, die sich insbesondere auch auf den Bereich zwischen den Fasern des aus einem Bündel von Multifilamentfasern 12 bestehenden Rovings 10 erstreckt. Zusätzliche Umlenkungen des Rovings 10 im Schlickerbad 34 über Zylinder 50 mit glatter Oberfläche garantieren eine vollständige Infiltration.The roving thus obtained 10 becomes a mud bath 34 supplied, which at the same time the slip described above 30 is supplied in sufficient quantity. By the roving 10 through the mud bath 34 is passed through, this is infiltrated, so that an intensive penetration of the roving 10 with the slip 30 This also applies in particular to the area between the fibers of a bundle of multifilament fibers 12 existing rovings 10 extends. Additional deflections of the roving 10 in the mud bath 34 over cylinder 50 with smooth surface guarantee complete infiltration.

Nachfolgend wird der infiltrierte Roving 10 durch eine Mehrzahl von hintereinander folgenden mechanischen Blenden geführt, die jeweils einen runden Querschnitt aufweisen, wobei der Blendenquerschnitt sich entlang der Bewegungsrichtung des Rovings 10 kontinuierlich verjüngt. Der minimale Querschnitt der verwendeten Blenden wird dabei so gewählt, dass er größer ist als der Mindestquerschnitt des Rovings 10 der erhalten wird bei optimaler Raumerfüllung der Multifilamentfasern 12. Die Blenden 40 weisen dabei jeweils eine runde Querschnittsfläche auf.Below is the infiltrated roving 10 passed through a plurality of successive mechanical apertures, each having a circular cross-section, wherein the aperture cross-section along the direction of movement of the roving 10 continuously rejuvenated. The minimum cross section of the apertures used is chosen so that it is greater than the minimum cross section of the roving 10 which is obtained with optimal space filling of the multifilament fibers 12 , The irises 40 each have a round cross-sectional area.

Nachfolgend wird der infiltrierte und bezüglich der Querschnittsform eingestellte Roving 10 einer Trocknungsstation 80 zugeführt, innerhalb derer der Roving 10 entlang einer definierten Strecke Infrarotstrahlung ausgesetzt wird, die eine zumindest oberflächliche Trocknung des infiltrierten Rovings 10 bewirkt.The following is the infiltrated and adjusted in cross-sectional shape roving 10 a drying station 80 within which the roving 10 exposed to infrared radiation along a defined route, which is an at least superficial drying of the infiltrated roving 10 causes.

Nachfolgend wird der durch die Trocknung erhaltene Grünling 20 weiterhin in einem kontinuierlichen Prozess einer Sintervorrichtung 90 zugeführt, bei der sich beispielsweise um einen Ofen mit mehreren diskreten Temperaturzonen handeln kann. Im genannten Ausführungsbeispiel hat sich es als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der infiltrierte getrocknete Roving bei einer Temperatur von etwa 1.200°C über eine Zeit von ca. 60 Minuten gesintert wird.Subsequently, the green compact obtained by the drying 20 furthermore in a continuous process of a sintering device 90 supplied, which may be, for example, a furnace with a plurality of discrete temperature zones. In the mentioned embodiment, it has proven to be particularly advantageous if the infiltrated dried roving is sintered at a temperature of about 1200 ° C over a period of about 60 minutes.

An die Sintervorrichtung 90 schließt sich eine Abkühlstation 94 an, in welche der sich in der Sintervorrichtung 90 ausbildende oxidkeramische Faserverbundwerkstoff 1 nach dem Durchlaufen der Sintervorrichtung 90 eintritt und in der eine Abkühlung des erhaltenen Faserverbundwerkstoffs 1 beispielsweise mittels Pressluft bewirkt wird.To the sintering device 90 closes a cooling station 94 in which is located in the sintering device 90 forming oxide ceramic fiber composite material 1 after passing through the sintering device 90 occurs and in the cooling of the resulting fiber composite material 1 For example, by means of compressed air is effected.

Nach Durchlaufen der Abkühlstation 94 wird der nunmehr abgekühlte erhaltene Faserverbundwerkstoff 1 einer Schneidvorrichtung 96 zugeführt, in der Stücke in gewünschter Länge von dem im kontinuierlichen Prozess erhaltenen endlosen Faserverbundwerkstoff 1 abgelängt werden.After passing through the cooling station 94 is the now cooled obtained fiber composite material 1 a cutting device 96 supplied in the desired length pieces of the continuous fiber composite material obtained in the continuous process 1 be cut to length.

Die in 1 dargestellte Vorrichtung 100 umfasst weiterhin eine Ziehvorrichtung 98, welche dazu vorgesehen ist, den Roving 10 während des kontinuierlich arbeitenden Verfahrens durch die verschiedenen Stationen der dargestellten Vorrichtung 100 hindurch zu transportieren. Diese Ziehvorrichtung 98 stellt damit eine Zwangsführung dar. Sie kann beispielsweise auf Basis eines Exzenterspanners arbeiten, der bei jeder Umdrehung einen definierten Vorschub des zwangsgeführten Rovings 10 bewirkt.In the 1 illustrated device 100 further comprises a pulling device 98 which is intended to roving 10 during the continuous process through the various stations of the illustrated device 100 through to transport. This pulling device 98 Thus, it represents a positive guidance. It can, for example, work on the basis of an eccentric vice, which at each revolution provides a defined feed of the positively driven roving 10 causes.

Die mittels der hier dargestellten Vorrichtung 100 erhaltenen Abschnitte aus einem oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff 1 weisen einen runden Querschnitt auf, der entlang der Längsachse der erhaltenen Werkstoffabschnitte eine sehr gute Konstanz aufweist. Insbesondere können Abschnitte erhalten werden, deren runder Durchmesser entlang ihrer Längsachse um weniger als ±5% variiert. Die so erhaltenen Abschnitte eignen sich aufgrund ihrer geometrischen Eigenschaften, ihrer sehr guten elektrischen Isolationsfähigkeit sowie ihrer extrem guten Temperaturbeständigkeit hervorragend als elektrisch isolierende, hochhitzebeständige und korrosionsfeste Distanzelemente, die auch in stark korrosiven Umgebungen eingesetzt werden können.The means of the device shown here 100 obtained sections of an oxide ceramic fiber composite material 1 have one round cross-section, which has a very good consistency along the longitudinal axis of the obtained material sections. In particular, sections can be obtained whose round diameter varies along its longitudinal axis by less than ± 5%. Due to their geometrical properties, their very good electrical insulation capability and their extremely good temperature resistance, the sections thus obtained are outstandingly suitable as electrically insulating, highly heat-resistant and corrosion-resistant spacer elements which can also be used in highly corrosive environments.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Weiterbildung der aus 1 ersichtlichen Vorrichtung 100. Für gleiche Bauteile werden in 1 und 2 gleiche Bezugszeichen verwendet. Es wird daher auf die betreffende Beschreibung der Vorrichtung 100 gemäß 1 verwiesen. 2 shows a further development of the invention from 1 apparent device 100 , For the same components are in 1 and 2 same reference numerals used. It is therefore to the description of the device 100 according to 1 directed.

Die Vorrichtung gemäß 2 unterscheidet sich in ihrem Aufbau von der Vorrichtung gemäße 1 in verschiedenen Punkten. So umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 gemäß 2 beispielsweise eine Mehrzahl mechanischer Blenden 40 im Gegensatz zur Vorrichtung 100 gemäß 1, die nur eine mechanische Blende 40 umfasst.The device according to 2 differs in its construction of the device according to 1 in different points. Thus, the device according to the invention comprises 100 according to 2 for example, a plurality of mechanical diaphragms 40 unlike the device 100 according to 1 that only has a mechanical aperture 40 includes.

Nach Durchlaufen der Mehrzahl mechanischer Blenden 40 wird bei der Vorrichtung 100 gemäß 2 der infiltrierte und bezüglich seines Querschnitts eingestellte Roving 10 nicht einer Trocknungsstation 80 zugeführt, sondern einer CNC-gesteuerten Wickelstation 70, in welcher der infiltrierte Roving 10 automatisiert auf einen Wickelkörper 72 aufgewickelt wird. Durch Steuerung der Drehbewegung, des Winkels zwischen der Drehachse des Wickelkörpers 72 und der Bewegungsrichtung des zugeführten Rovings 10 sowie einer Translationsbewegung des Wickelkörpers 72 in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Rovings 10 können mittels der CNC-gesteuerten Wickelmaschine 70 auch komplexe Formkörper erzeugt werden.After passing through the majority of mechanical diaphragms 40 gets at the device 100 according to 2 the infiltrated and set in relation to its cross-section roving 10 not a drying station 80 fed, but a CNC-controlled winding station 70 in which the infiltrated roving 10 automated on a winding body 72 is wound up. By controlling the rotational movement, the angle between the axis of rotation of the bobbin 72 and the direction of movement of the supplied roving 10 and a translational movement of the bobbin 72 in a plane perpendicular to the direction of movement of the roving 10 can by means of the CNC-controlled winding machine 70 Even complex moldings are produced.

Praktisch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 dazu eingerichtet, den Wickelkörper 72 bevorzugt um zumindest eine Drehachse zu drehen. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Wickelkörper 72 rotationssymmetrisch ist, insbesondere bezüglich der Drehachse, um welche der Wickelkörper 72 während des Aufwickelns des infiltrierten Rovings 10 gedreht wird.Practical is the device according to the invention 100 to set up the bobbin 72 preferably to rotate at least one axis of rotation. For this purpose, it is advantageous if the winding body 72 is rotationally symmetrical, in particular with respect to the axis of rotation about which the bobbin 72 while winding up the infiltrated roving 10 is turned.

Weiterhin ist die Vorrichtung 100 dazu eingerichtet, den Wickelkörper 72 während des Wickelns in zumindest einer Raumrichtung bevorzugt quer zur Bewegungsrichtung des filtrierten Rovings 10 translatorisch zu bewegen.Furthermore, the device 100 to set up the bobbin 72 during winding in at least one spatial direction, preferably transversely to the direction of movement of the filtered roving 10 to translate.

Die Vorrichtung 100 gemäß 2 ist weiterhin dazu eingerichtet, während des Wickelns des Rovings 10 auf den Wickelkörper 72 eine rotatorische Relativbewegung von Wickelkörper 72 und Roving 10 zu erzeugen. Dabei ist diese Relativdrehung von Wickelkörper 72 und Roving 10 so ausgestaltet, dass der Roving 10 bei einer vollen Umschlingung des Wickelkörpers 72 zumindest einmal um 180° um seine Längsachse verdreht wird.The device 100 according to 2 is still set up while wrapping the roving 10 on the winding body 72 a rotary relative movement of the winding body 72 and roving 10 to create. In this case, this relative rotation of the winding body 72 and roving 10 designed so that the roving 10 at a full wrap of the bobbin 72 is rotated at least once by 180 ° about its longitudinal axis.

Eine rotatorische Relativbewegung von Wickelkörper 72 und Roving 10 kann beispielsweise erzeugt werden, indem der infiltrierte Roving 10 in sich verdreht wird. Hierzu ist eine geeignete drehbare Lagerung der auf den Vorratsspulen 14 aufgespulten einzelnen Multifilamentfasern um einen gemeinsamen Drehpunkt vorgesehen, durch den alle Multifilamentfasern des Rovings 10 hindurchgeführt werden.A rotational relative movement of the winding body 72 and roving 10 can be generated, for example, by infiltrating the roving 10 is twisted in itself. For this purpose, a suitable rotatable mounting on the supply spools 14 coiled single multifilament fibers provided around a common pivot through which all the multifilament fibers of the roving 10 be passed.

Schließlich ist die Vorrichtung 100 gemäß 2 dazu eingerichtet, den Wickelkörper 72 zusätzlich kontrolliert um eine weitere Rotationsachse zu drehen, welche einen von 0° verschiedenen Winkel mit der Drehachse des Wickelkörpers 72 einschließt, so dass der Wickelkörper 72 seinerseits eine Art Nutationsbewegung um diese Rotationsachse ausführt. Wird dem Wickelkörper 72 eine geeignete Nutationsbewegung aufgeprägt, so kann der auf den Wickelkörper 72 aufgespulte Roving 10 kontrolliert dergestalt verdrillt werden, dass durch das Wickeln verursachte Spannungsunterschiede in den einzelnen Multifilamentfasern gerade ausgeglichen werden.Finally, the device 100 according to 2 to set up the bobbin 72 additionally controlled to rotate about a further axis of rotation, which is an angle different from 0 ° with the axis of rotation of the bobbin 72 encloses, so that the winding body 72 in turn performs a kind Nutationsbewegung about this axis of rotation. Will the bobbin 72 imprinted a suitable Nutationsbewegung so it can on the bobbin 72 wound up roving 10 be twisted controlled so that caused by the winding voltage differences in the individual multifilament fibers are just compensated.

Die Vorrichtung 100 gemäß 2 ist also dazu eingerichtet, den Kern 2 des Faserverbundwerkstoffs 1 kontrolliert um einen Verdrillwinkel zu verdrillen. Dabei wird der Verdrillwinkel gerade so gewählt, dass die durch die Krümmung des Formkörpers 72 hervorgerufene Längenvariation zwischen den einzelnen Multifilamentfasern im Kern 2 gerade ausgeglichen wird. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Vorrichtung 100 so eingerichtet ist, dass der realisierte Verdrillwinkel im Wesentlichen dem halben Krümmungswinkel entspricht.The device 100 according to 2 So it's set up the core 2 of the fiber composite material 1 controlled to twist a twist angle. In this case, the twist angle is just chosen so that by the curvature of the molding 72 caused length variation between the individual multifilament fibers in the core 2 is being compensated. It has proved to be particularly advantageous when the device 100 is set up so that the realized twist angle substantially corresponds to half the angle of curvature.

Ist der Formkörper fertiggestellt, so wird dieser von dem kontinuierlichen Roving 10 abgetrennt und weiterhin auf den Wickelkörper 72 aufgewickelt einer Trocknungsstation 80 zugeführt. Ist der so gebildete dreidimensional geformte Grünling 20 ausreichend getrocknet, so dass er eine ausreichende mechanische Stabilität aufweist, kann der Wickelkörper 72 entfernt werden und der so erhaltene dreidimensionale geformte eigenstabile Grünling 20 einer geeigneten Sintervorrichtung 90 zugeführt werden. Bei dieser kann es sich beispielsweise um einen Kammerofen handeln, in dem der Grünling 20 bei einer Temperatur von etwa 1.200° über etwa 1 Stunde gesintert wird.Once the molding has been completed, it is replaced by the continuous roving 10 separated and continue on the bobbin 72 wound up a drying station 80 fed. Is the thus formed three-dimensionally shaped green body 20 dried sufficiently, so that it has sufficient mechanical stability, the bobbin 72 are removed and the resulting three-dimensional shaped self-stable green compact 20 a suitable sintering device 90 be supplied. This can be, for example, a chamber furnace in which the green compact 20 is sintered at a temperature of about 1200 ° for about 1 hour.

Nachfolgend wird der erhaltene oxidkeramische Faserverbundwerkstoff 1 der Sintervorrichtung 90 entnommen und kann nach ausreichender Abkühlung, welche beispielsweise wiederum in einer Abkühlstation 94 beschleunigt werden kann, einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Hereinafter, the obtained oxide ceramic fiber composite material 1 the sintering device 90 taken and after sufficient cooling, which in turn, for example, in a cooling station 94 can be accelerated, be sent for further processing.

Die mittels der in 2 dargestellten Vorrichtung 100 erhaltenen dreidimensional spiralig geformten Faserverbundwerkstoffe 1 eignen sich insbesondere als hochtemperaturfeste, ausgezeichnet ermüdungsbeständige Keramikfedern, deren besonderer Vorteil darin begründet liegt, dass sie auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C und darüber ihre Federwirkung nicht verlieren. Sie eignen sich daher insbesondere für eine Verwendung in der chemischen Prozesstechnik oder in Härtereiverfahren, bei denen Bauteile auch bei hohen Temperaturen unter Verwendung mechanischer Federn mit einer konstanten Haltekraft beaufschlagt werden müssen.The means of in 2 illustrated device 100 obtained three-dimensional spiral-shaped fiber composites 1 are particularly suitable as high temperature resistant, excellent fatigue resistant ceramic springs whose particular advantage lies in the fact that they do not lose their spring action even at temperatures above 500 ° C and above. They are therefore particularly suitable for use in chemical process engineering or in hardening processes, in which components must be subjected to a constant holding force even at high temperatures using mechanical springs.

Der Querschnitt des aus mehreren Multifilamentfasern 12 bestehenden Rovings 10 kann weiterhin mittels einer zusätzlichen, in den 1 und 2 nicht dargestellten mechanischen Bearbeitungsstation 42 beeinflusst werden. Zwei Beispiele hierfür sind in den 3 und 4 schematisch dargestellt ist. Die gezeigten mechanischen Bearbeitungsstationen 42 sind zu einer Integration in eine Vorrichtung gemäß 1 oder 2 geeignet. So kann sie beispielsweise in den Bereich zwischen die Mittel 16 zur Zusammenführung der Multifilamentfasern 12 zu einem Roving 10 und der mechanischen Blende 40 eingefügt werden.The cross section of several multifilament fibers 12 existing rovings 10 can continue by means of an additional, in the 1 and 2 not shown mechanical processing station 42 to be influenced. Two examples of this are in the 3 and 4 is shown schematically. The shown mechanical processing stations 42 are for integration into a device according to 1 or 2 suitable. For example, it can be in the range between the means 16 for merging the multifilament fibers 12 to a roving 10 and the mechanical aperture 40 be inserted.

Die in den 3 und 4 dargestellten mechanischen Bearbeitungsstationen 42 dienen insbesondere einer Homogenisierung des Rovings 10 vor seiner Infiltration. In der in 3 gezeigten Ausführung umfasst diese zusätzliche mechanische Bearbeitungsstation 42 eine drehbar gelagerte Walze 50 mit zylindrischem Querschnitt, deren Außenkontur konkav ist. In der Bearbeitungsstation 42 wird der Roving 10 schraubenförmig über die Walze 50, die passiv oder motorgetrieben sein kann, geführt.The in the 3 and 4 illustrated mechanical processing stations 42 serve in particular a homogenization of the roving 10 before his infiltration. In the in 3 shown embodiment, this additional mechanical processing station 42 a rotatably mounted roller 50 with a cylindrical cross-section whose outer contour is concave. In the processing station 42 becomes the roving 10 helically over the roller 50 , which may be passive or motor driven, guided.

In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführung einer zusätzlichen Bearbeitungsstation 42 zur Homogenisierung des Rovings 10 wird dieser sukzessive über drei orthogonal angeordnete Umlenkrollen 60 geführt, die die Bewegungsrichtung des Rovings 10 nacheinander in allen drei Raumrichtungen jeweils um 90° ändern. Eine solche Bearbeitungsstation 42 ist in 4 beispielhaft gezeigt. Die Oberflächen der Umlenkrollen 60 können auch mit Borsten versehen sein. Anstelle der Umlenkrollen 60 können auch feststehende Ablenkelemente verwendet werden, über die der Roving 10 geführt wird.In an alternative or additional embodiment of an additional processing station 42 for the homogenization of the roving 10 this is successively via three orthogonally arranged pulleys 60 led the direction of movement of the roving 10 change one after the other in all three spatial directions by 90 °. Such a processing station 42 is in 4 shown by way of example. The surfaces of the pulleys 60 can also be provided with bristles. Instead of the pulleys 60 Fixed baffles can also be used over which the roving 10 to be led.

Eine alternative Ausgestaltung eines Schlickerbads 34 ist schließlich in 5 dargestellt. In dieser Ausführungsform wird der Roving 10 in vertikaler Richtung durch das Schlickerbad 34 hindurchgeführt, um eine eventuelle Verformung des infiltrierten Rovings 10 unter dem Einfluss der Gravitation weitestgehend zu vermeiden. Auch wird der Roving 10 kontinuierlich durch das Schlickerbad 34 hindurchgeführt, dem parallel Schlicker 30 in der erforderlichen Menge zugeführt wird. Die Durchführöffnung 36 des Schlickerbads 34 für den Roving ist dabei in Bewegungsrichtung sich konisch verjüngend ausgeführt. Die Länge der Infiltrationsstrecke im Schlickerbad 34 wird durch den Füllstand des Schlickers 30 bestimmt. Dieser kann durch einen definierten Überlauf eingestellt oder über eine elektronische Füllstandsmessung und Steuerung der Schlickerzufuhr zum Schlickerbad 34 gesteuert werden An alternative embodiment of a mud bath 34 is finally in 5 shown. In this embodiment, the roving 10 in the vertical direction through the Schlickerbad 34 passed through to any deformation of the infiltrated rovings 10 as far as possible under the influence of gravity. Also, the roving 10 continuously through the Schlickerbad 34 passed through, the parallel slip 30 is supplied in the required amount. The passage opening 36 the mud bath 34 for the roving is running conically tapered in the direction of movement. The length of the infiltration route in the Schlickerbad 34 is determined by the level of the slip 30 certainly. This can be set by a defined overflow or via an electronic level measurement and control of the slip supply to the Schlickerbad 34 to be controlled

In Bewegungsrichtung nachfolgend ist ein Auffangbecken 38 mit einer Durchführöffnung 39 für den infiltrierten Roving 10 angeordnet, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Durchführöffnung 36 des Schlickerbads 34. Hierdurch wird ein gewisser Anteil des Schlickers 30 wieder vom infiltrierten Roving 10 abgestreift. Eine Überwachung der abgestreiften Menge kann als Maß für die Infiltration verwendet werden und insbesondere zu einer Steuerung der Infiltrationsstrecke/-zeit im Schlickerbad 34 z. B. durch Steuerung der Rovinggeschwindigkeit oder des Füllstands im Schlickerbad 34 herangezogen werden.In the direction of movement below is a catch basin 38 with a passage opening 39 for the infiltrated roving 10 arranged, whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the passage opening 36 the mud bath 34 , As a result, a certain proportion of the slip 30 again from the infiltrated roving 10 stripped. A monitoring of the stripped amount can be used as a measure of the infiltration and in particular to control the infiltration distance / time in Schlickerbad 34 z. B. by controlling the Rovinggeschwindigkeit or the level in Schlickerbad 34 be used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
oxidkeramischer Faserverbundwerkstoffoxide ceramic fiber composite material
22
Kerncore
44
Matrixmatrix
1010
Rovingroving
1212
Multifilamentfasermultifilament
1414
Vorratsspulesupply spool
1616
Mittel zum Ausbilden eines kontinuierlichen RovingsMeans for forming a continuous roving
2020
GrünlingGreenfinch
3030
SchlickerSchlicker
3232
Mittel zum Infiltrieren eines Rovings mit einem SchlickerMeans for infiltrating a roving with a slip
3434
Schlickerbadslip bath
3636
Durchführöffnung ⌀ D1Feedthrough opening ⌀ D1
3838
Auffangbeckencatch basin
3939
Durchführöffnung ⌀ D2Feedthrough opening ⌀ D2
4040
mechanische Blendemechanical aperture
4242
Mittel zum Einstellen einer gewünschten Querschnittsform eines RovingsMeans for setting a desired cross-sectional shape of a roving
5050
Walzeroller
6060
Umlenkelementdeflecting
7070
Wickelstationwinding station
7272
Wickelkörperbobbin
7474
spiraliger Formkörperspiral shaped body
7676
stabförmiger Formkörperrod-shaped molding
80 80
Mittel zum Trocknen eines GrünlingsMeans for drying a green body
9090
Sintervorrichtungsintering apparatus
9494
Abkühlstationcooling station
9696
Schneidvorrichtungcutter
9898
Ziehvorrichtungpuller
100100
Vorrichtung zur Herstellung eines Grünlings für einen oxidkeramischen FaserverbundwerkstoffApparatus for producing a green body for an oxide-ceramic fiber composite material
102102
Vorrichtung zur Herstellung eines oxidkeramischen FaserverbundwerkstoffsApparatus for producing an oxide-ceramic fiber composite material

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19826792 A1 [0002] DE 19826792 A1 [0002]
  • EP 1734024 A1 [0003, 0003] EP 1734024 A1 [0003, 0003]
  • DE 19826792 [0003] DE 19826792 [0003]
  • EP 1734023 A1 [0004] EP 1734023 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • http://solutions.3mdeutschland.de/wps/portal/3M/de_DE/EUEAMD/Home/OurProducts/NextelCeramicTextiles/ [0027] http://solutions.3mdeutschland.de/wps/portal/3M/de_DE/EUEAMD/Home/OurProducts/NextelCeramicTextiles/ [0027]

Claims (25)

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Grünlings (20) für einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff (1), wobei der Faserverbundwerkstoffs (1) einen Kern (2) aus einer Mehrzahl von oxidkeramischen Multifilamentfasern (12) aufweist, wobei der Kern (2) eingebettet ist in eine Matrix (4) aus einem gesinterten Metalloxid, mit folgenden Verfahrensschritten a. Ausbilden eines kontinuierlichen Rovings (10) durch Bilden eines zwangsgeführten Bündels von endlosen oxidkeramischen Multifilamentfasern (12), wobei die Multifilamentfasern (12) im Roving (10) unidirektional ausgerichtet sind, b. Infiltrieren des Rovings mit einem Schlicker (32), der ein feinkörniges sinterfähiges Metalloxid in einer wässrigen Suspension umfasst, c. Bilden eines Grünlings (20) als Formkörper, indem der infiltrierte Roving (10) auf einen Wickelkörper (72) aufgewickelt wird, wobei der Wickelkörper (72) um eine Drehachse gedreht wird und während des Wickelns eine rotatorische Relativbewegung von Wickelkörper (72) und Roving (10) erzeugt wird, so dass der Roving (10) dergestalt verdreht wird, dass die durch die Krümmung des Formkörpers (72) hervorgerufene Längenvariation zwischen den einzelnen Multifilamentfasern (12) im Kern (2) gerade ausgeglichen wird, d. Trocknen des Grünlings (20), und e. Sintern des Grünlings (20) unter Bildung des oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs (1).Continuous process for the production of a green product ( 20 ) for an oxide-ceramic fiber composite material ( 1 ), wherein the fiber composite material ( 1 ) a core ( 2 ) of a plurality of oxide-ceramic multifilament fibers ( 12 ), wherein the core ( 2 ) is embedded in a matrix ( 4 ) of a sintered metal oxide, with the following process steps a. Forming a continuous roving ( 10 by forming a forcibly guided bundle of endless oxide-ceramic multifilament fibers ( 12 ), wherein the multifilament fibers ( 12 ) in roving ( 10 ) are unidirectionally aligned, b. Infiltrate the roving with a slip ( 32 ) comprising a fine-grained sinterable metal oxide in an aqueous suspension, c. Forming a green body ( 20 ) as a shaped body by the infiltrated roving ( 10 ) on a winding body ( 72 ) is wound, wherein the winding body ( 72 ) is rotated about an axis of rotation and during winding a rotational relative movement of the winding body ( 72 ) and roving ( 10 ), so that the roving ( 10 ) is rotated in such a way that by the curvature of the shaped body ( 72 ) caused length variation between the individual multifilament fibers ( 12 ) in the core ( 2 ) is being balanced, d. Drying the green body ( 20 ), and e. Sintering the green body ( 20 ) with formation of the oxide-ceramic fiber composite material ( 1 ). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Roving (10) bei einer vollen Umschlingung des Wickelkörpers (72) einmal um 180° um seine Längsachse verdreht wird.Method according to claim 1, characterized in that the roving ( 10 ) at a full wrap of the bobbin ( 72 ) is rotated once by 180 ° about its longitudinal axis. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (72) rotationssymmetrisch ist, insbesondere bezüglich der Drehachse.Method according to claim 1, characterized in that the winding body ( 72 ) is rotationally symmetrical, in particular with respect to the axis of rotation. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse während des Wickelns um zumindest eine Schwenkachse geschwenkt wird.A method according to claim 1, characterized in that the axis of rotation is pivoted during winding about at least one pivot axis. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (72) während des Wickelns in zumindest einer Raumrichtung translatorisch bewegt wird.Method according to claim 1, characterized in that the winding body ( 72 ) is translationally moved during winding in at least one spatial direction. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch mechanische Behandlung des infiltrierten Rovings (10) vor dem Aufwickeln auf den Wickelkörper (72) eine gewünschte Querschnittsform des Rovings (10) eingestellt wird.Process according to claim 1, characterized in that by mechanical treatment of the infiltrated roving ( 10 ) before winding on the winding body ( 72 ) a desired cross-sectional shape of the roving ( 10 ) is set. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Rovings (10) eingestellt wird durch eines der folgenden Verfahren oder Kombinationen dieser Verfahren: a. der Roving (10) wird durch zumindest eine mechanische Blende (40) hindurchgeführt, b. der Roving (10) wird über eine oder mehrere drehbar gelagerte Walzen (50) geführt, insbesondere schraubenförmig, wobei die Walzen (50) insbesondere zylindrisch oder konkav ausgebildet sein können, c. der Roving (10) wird über eine oder mehrere feststehende oder drehbar gelagerte Umlenkelemente (60) geführt, die jeweils so ausgebildet sind, dass sich die Bewegungsrichtung des Rovings (10) um einen von Null Grad verschiedenen Winkel ändert, wobei die Drehachsen der jeweiligen Umlenkungen einen von Null Grad verschiedenen Winkel miteinander einschließen können, der insbesondere 90° betragen kann.Method according to claim 6, characterized in that the cross-sectional shape of the roving ( 10 ) is adjusted by one of the following methods or combinations of these methods: a. the roving 10 ) is replaced by at least one mechanical diaphragm ( 40 ), b. the roving 10 ) is transmitted via one or more rotatably mounted rollers ( 50 ), in particular helically, wherein the rollers ( 50 ) may be formed in particular cylindrical or concave, c. the roving 10 ) is via one or more fixed or rotatably mounted deflecting elements ( 60 ), each of which is designed so that the direction of movement of the roving ( 10 ) by an angle different from zero degrees, wherein the axes of rotation of the respective deflections may include an angle different from zero degrees with each other, which may be in particular 90 °. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Blende (40) einen sich entlang der Bewegungsrichtung des Rovings (10) bis auf einen Minimalquerschnitt verjüngenden Querschnitt aufweist.Method according to claim 7, characterized in that the mechanical diaphragm ( 40 ) along the direction of movement of the roving ( 10 ) has a tapered cross section except for a minimum cross section. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalquerschnitt größer ist als der minimale Querschnitt des hindurchgeführten Rovings (10) bei idealer Raumerfüllung der umfassten Multifilamentfasern (12) in der Querschnittebene.A method according to claim 8, characterized in that the minimum cross section is greater than the minimum cross section of the passed through roving ( 10 ) with ideal space filling of the covered multifilament fibers ( 12 ) in the cross-sectional plane. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl in Bewegungsrichtung des Rovings (10) hintereinander angeordneter mechanischer Blenden (40) vorgesehen ist, durch die der Roving (10) hindurchgeführt wird.A method according to claim 7, characterized in that a plurality in the direction of movement of the roving ( 10 ) arranged behind one another mechanical diaphragms ( 40 ), by which the roving ( 10 ) is passed. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blenden (40) jeweils einen Minimalquerschnitt aufweisen und die Minimalquerschnitte entlang der Bewegungsrichtung des Rovings (10) abnehmen.Method according to claim 10, characterized in that the diaphragms ( 40 ) each have a minimum cross section and the minimum cross sections along the direction of movement of the roving ( 10 ) lose weight. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blenden (40) jeweils einen Minimalquerschnitt mit identischer geometrischer Form aufweisen.Method according to claim 10, characterized in that the diaphragms ( 40 ) each have a minimum cross-section with identical geometric shape. Oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff (1) mit einem Kern (2) aus einer Mehrzahl von unidirektional ausgerichteten oxidkeramischen Multifilamentfasern (12), der eingebettet ist in eine Matrix (4) aus einem gesinterten Metalloxid, wobei der Faserverbundwerkstoff (1) zu einem stabförmigen Formkörper (76) mit entlang seiner Längsachse konstantem Querschnitt geformt ist, wobei der stabförmige Formkörper (76) einen Bogenabschnitt ausbildet und die Multifilamentfasern (12) im stabförmigen Formkörper (76) entlang ihrer Erstreckungsrichtung verdreht sind.Oxide-ceramic fiber composite material ( 1 ) with a core ( 2 ) of a plurality of unidirectionally oriented oxide ceramic multifilament fibers ( 12 ), which is embedded in a matrix ( 4 ) of a sintered metal oxide, wherein the fiber composite material ( 1 ) to a rod-shaped molding ( 76 ) is formed with a constant cross section along its longitudinal axis, wherein the rod-shaped molding ( 76 ) forms an arc section and the multifilament fibers ( 12 ) in the rod-shaped molding ( 76 ) are twisted along their direction of extent. Oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff (1) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff (1) entlang seiner Erstreckungsrichtung: a. gekrümmt ist, wobei die Krümmung durch Umschlingungswinkel charakterisiert wird, der den Drehwinkel bezüglich eines Drehpunkts charakterisiert und der 360° für einen vollen Umlauf um den Drehpunkt beträgt, b. um einen Verdrillwinkel verdrillt ist, wobei der Verdrillwinkel so gewählt ist, dass die durch die Krümmung hervorgerufene Längenvariation zwischen den einzelnen Multifilamentfasern gerade ausgeglichen wird. Oxide-ceramic fiber composite material ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the fiber composite material ( 1 ) along its extension direction: a. is curved, wherein the curvature is characterized by wrap angle, which characterizes the angle of rotation with respect to a pivot point and which is 360 ° for a full turn around the pivot point, b. twisted by a twisting angle, wherein the twisting angle is chosen so that the caused by the curvature length variation between the individual multifilament fibers is just compensated. Oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff (1) gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrillwinkel dem halben Umschlingungswinkel entspricht.Oxide-ceramic fiber composite material ( 1 ) according to claim 14, characterized in that the twist angle corresponds to half the wrap angle. Oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff (1) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff (1) zu einem spiralförmigen Formkörper (74) geformt ist.Oxide-ceramic fiber composite material ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the fiber composite material ( 1 ) to a spiral shaped body ( 74 ) is shaped. Oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff (1) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von stabförmigen Formkörpern (76) zu einer Blattfeder zusammengefasst sind.Oxide-ceramic fiber composite material ( 1 ) according to claim 13, characterized in that a plurality of rod-shaped moldings ( 76 ) are combined to form a leaf spring. Oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff (1) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff (1) einen runden, elliptischen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.Oxide-ceramic fiber composite material ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the fiber composite material ( 1 ) has a round, elliptical, square or rectangular cross-section. Vorrichtung (100) zur Herstellung eines Grünlings (20) für einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff (1), wobei der Faserverbundwerkstoff (1) einen Kern (2) aus einer Mehrzahl von oxidkeramischen Multifilamentfasern (12) aufweist, wobei der Kern (2) eingebettet ist in eine Matrix (4) aus einem gesinterten Metalloxid, mit folgenden Merkmalen: a. Mittel (16) zum Ausbilden eines kontinuierlichen Rovings (10) durch Bilden eines Bündels von zwangsgeführten endlosen oxidkeramischen Multifilamentfasern (12), wobei die Multifilamentfasern (12) im Roving (10) unidirektional ausgerichtet sind, b. Mittel (32) zum Infiltrieren des Rovings (10) mit einem Schlicker (30), der ein feinkörniges sinterfähiges Metalloxid in einer wässrigen Suspension, und c. Mittel (70) zum Bilden eines Grünlings (20) als zwei- oder dreidimensionaler Formkörper, mit einem Wickelkörper (72), der um eine Drehachse drehbar ist, so dass der infiltrierte Roving (10) auf dem Wickelkörper (72) aufgewickelt werden kann, wobei die Mittel (70) dazu eingerichtet sind, während des Wickelns eine rotatorische Relativbewegung von Wickelkörper (72) und Roving (10) zu erzeugen, um den Roving (72) um seine Längsachse zu verdrehen.Contraption ( 100 ) for the production of a green body ( 20 ) for an oxide-ceramic fiber composite material ( 1 ), wherein the fiber composite material ( 1 ) a core ( 2 ) of a plurality of oxide-ceramic multifilament fibers ( 12 ), wherein the core ( 2 ) is embedded in a matrix ( 4 of a sintered metal oxide, having the following characteristics: a. Medium ( 16 ) for forming a continuous roving ( 10 by forming a bundle of forcibly guided endless oxide-ceramic multifilament fibers ( 12 ), wherein the multifilament fibers ( 12 ) in roving ( 10 ) are unidirectionally aligned, b. Medium ( 32 ) for infiltrating the roving ( 10 ) with a slip ( 30 ) containing a fine-grained sinterable metal oxide in an aqueous suspension, and c. Medium ( 70 ) to form a green body ( 20 ) as a two- or three-dimensional molded body, with a winding body ( 72 ), which is rotatable about a rotation axis, so that the infiltrated roving ( 10 ) on the winding body ( 72 ), whereby the funds ( 70 ) are adapted, during winding, a rotational relative movement of the winding body ( 72 ) and roving ( 10 ) to create the roving ( 72 ) to rotate about its longitudinal axis. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (70) zum Bilden eines Grünlings (20) als zwei- oder dreidimensionaler Formkörper dazu eingerichtet sind, der Roving (10) so um seine Längsachse zu verdrehen, dass die durch die Krümmung des Formkörpers (72) hervorgerufene Längenvariation zwischen den einzelnen Multifilamentfasern (12) im Kern (2) gerade ausgeglichen wird.Contraption ( 100 ) according to claim 19, characterized in that the means ( 70 ) to form a green body ( 20 ) are configured as two- or three-dimensional shaped bodies, the roving ( 10 ) so as to rotate about its longitudinal axis, that by the curvature of the shaped body ( 72 ) caused length variation between the individual multifilament fibers ( 12 ) in the core ( 2 ) is being compensated. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (70) zum Bilden eines Grünlings (20) als zwei- oder dreidimensionaler Formkörper dazu eingerichtet sind, der Roving (10) bei einer vollen Umschlingung des Wickelkörpers (72) einmal um 180° um seine Längsachse zu verdrehen.Contraption ( 100 ) according to claim 19, characterized in that the means ( 70 ) to form a green body ( 20 ) are configured as two- or three-dimensional shaped bodies, the roving ( 10 ) at a full wrap of the bobbin ( 72 ) once through 180 ° to rotate about its longitudinal axis. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) Mittel (42) zum Einstellen einer gewünschten Querschnittsform des Rovings (10) durch mechanische Behandlung des Rovings (10) umfasst.Contraption ( 100 ) according to claim 19, characterized in that the device ( 100 ) Medium ( 42 ) for setting a desired cross-sectional shape of the roving ( 10 ) by mechanical treatment of the roving ( 10 ). Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (42) zum Einstellen einer gewünschten Querschnittsform des Rovings (10) folgendes umfassen: a. zumindest eine mechanische Blende (40), durch die der Roving (10) hindurchgeführt wird, b. eine oder mehrere drehbar gelagerte Walzen (50), über die der Roving (10) geführt wird, insbesondere schraubenförmig, wobei die Walzen (50) insbesondere zylindrisch oder konkav ausgebildet sein können, c. eine oder mehrere feststehende oder drehbar gelagerte Umlenkelemente (60), über die der Roving (10) geführt wird und die jeweils so ausgebildet sind, dass sich die Bewegungsrichtung des Rovings (10) um einen von Null Grad verschiedenen Winkel ändert, wobei die Drehachsen der jeweiligen Umlenkungen einen von Null Grad verschiedenen Winkel miteinander einschließen können, der insbesondere 90° betragen kann.Contraption ( 100 ) according to claim 22, characterized in that the means ( 42 ) for setting a desired cross-sectional shape of the roving ( 10 ) comprise: a. at least one mechanical diaphragm ( 40 ) through which the roving ( 10 ), b. one or more rotatably mounted rollers ( 50 ) about which the roving ( 10 ) is guided, in particular helically, wherein the rollers ( 50 ) may be formed in particular cylindrical or concave, c. one or more fixed or rotatably mounted deflecting elements ( 60 ) about which the roving ( 10 ) are guided and which are each designed so that the direction of movement of the roving ( 10 ) by an angle different from zero degrees, wherein the axes of rotation of the respective deflections may include an angle different from zero degrees with each other, which may be in particular 90 °. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) weiterhin Mittel (80) zum Trocknen des Grünlings (20) umfasst.Contraption ( 100 ) according to claim 19, characterized in that the device ( 100 ) continue to provide funds ( 80 ) for drying the green body ( 20 ). Vorrichtung (102) zur Herstellung eines oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs (1), gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 19 sowie eine Sintervorrichtung (90).Contraption ( 102 ) for producing an oxide-ceramic fiber composite material ( 1 ), characterized by a device ( 100 ) according to claim 19 and a sintering device ( 90 ).
DE102014019777.8A 2014-10-22 2014-10-22 Oxide ceramic fiber composite material and method and apparatus for its production Withdrawn DE102014019777A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014019777.8A DE102014019777A1 (en) 2014-10-22 2014-10-22 Oxide ceramic fiber composite material and method and apparatus for its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014019777.8A DE102014019777A1 (en) 2014-10-22 2014-10-22 Oxide ceramic fiber composite material and method and apparatus for its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014019777A1 true DE102014019777A1 (en) 2016-09-29

Family

ID=56889925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014019777.8A Withdrawn DE102014019777A1 (en) 2014-10-22 2014-10-22 Oxide ceramic fiber composite material and method and apparatus for its production

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014019777A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19826792A1 (en) 1998-06-16 1999-12-23 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt High temperature resistant fiber composite material used as thermal barrier materials in turbine combustion chambers
EP1734023A1 (en) 2005-06-14 2006-12-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Adjustment of the fibre content by volume of oxide ceramic fibre - composite materials
EP1734024A1 (en) 2005-06-14 2006-12-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Oxide ceramic fibre - composite material and a process for producing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19826792A1 (en) 1998-06-16 1999-12-23 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt High temperature resistant fiber composite material used as thermal barrier materials in turbine combustion chambers
EP1734023A1 (en) 2005-06-14 2006-12-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Adjustment of the fibre content by volume of oxide ceramic fibre - composite materials
EP1734024A1 (en) 2005-06-14 2006-12-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Oxide ceramic fibre - composite material and a process for producing the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
http://solutions.3mdeutschland.de/wps/portal/3M/de_DE/EUEAMD/Home/OurProducts/NextelCeramicTextiles/

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3012240B1 (en) Green body for an oxide-ceramic fiber composite material, oxide ceramic fiber composite material and method and device for their respective preparation
WO2011134995A1 (en) Hybrid yarn for producing molded parts
DE1925009B2 (en) FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL AND ITS USES
WO2012084917A1 (en) Method for producing a component from a fiber-reinforced composite material
DE102005027560A1 (en) Process for producing a ceramic fiber composite material
WO2015018558A1 (en) Lead-free piezoceramic material based on bismuth sodium titanate (bst)
DE102017003444A1 (en) Thermistor element and manufacturing method for such
DE1300052B (en) Method of manufacturing a ferrite permanent magnet of high coercive force
DE102014019777A1 (en) Oxide ceramic fiber composite material and method and apparatus for its production
EP2994560A1 (en) Method and device for processing carbon fibre strands
DE10045443B4 (en) friction
EP3568288A1 (en) Strand profile and method for producing a strand profile
DE102020107743A1 (en) Hybrid fiber and process for making it
DE102008056721B4 (en) Process for the reproducible production of ceramic molded bodies
DE202017006963U1 (en) Refractory container made of a ceramic material and green compact for such a container
EP3400327B1 (en) Method for the production of a high temperature-resistant inorganic yarn having an increased tensile strength
DE1923622A1 (en) Composite
DE102011101321A1 (en) Flame-retardant cellulose regenerated filament fibers and process for its preparation
EP3363772A1 (en) Surface-modified glass fibre with bi-component skin-core structure
EP2822919B1 (en) Process for the preparation of ceramic balls
EP2948734B1 (en) Microwave resonator for a textile machine
WO2019158532A1 (en) Method for producing a tape-form cross-laid roving from a ceramic fibre-composite material, method for producing components of high thermal stability from a ceramic fibre-composite material, and component of high thermal stability made from a ceramic fibre-composite material
DE10122593B4 (en) Gas bed for carrying a glass body
EP4309883A1 (en) Method for producing a semifinished product made of a fiber composite material for a load-transmitting component, semifinished product for a load-transmitting component, and load-transmitting component
DE2401934C3 (en) Method of manufacturing an anisotropic ferrite magnet

Legal Events

Date Code Title Description
R129 Divisional application from

Ref document number: 102014115414

Country of ref document: DE

R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee