DE19947731A1

DE19947731A1 - Silicon carbide ceramic component has a starting body consisting of a technical semi-finished product produced from components in the form of chips and/or one or more layers of cellulose-containing material bonded with pyrolyzable binder

Info

Publication number: DE19947731A1
Application number: DE1999147731
Authority: DE
Inventors: Walter Krenkel; Susanne Seiz; Nicole Hall; Bernhard Heidenreich
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2001-04-19
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: DE19947731B4

Abstract

Silicon carbide ceramic component is produced from a starting body made of cellulose-containing material with pyrolysis and subsequent infiltration of silicon which reacts with carbon to form silicon carbide. The starting body consists of a technical semi-finished product which is produced from components in the form of chips and/or one or more layers of cellulose-containing material bonded with pyrolyzable binder. The structure of the component can be adjusted through the selection and the amount of cellulose-containing material to form the binder.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil aus SiC-Keramik, das aus einem Ausgangskörper aus zellulosehaltigem Material durch dessen Pyrolyse und nachfolgender Infiltration von Silizium, das wenigstens teilweise mit Kohlenstoff zu SiC reagiert, herge stellt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus SiC-Keramik, bei dem ein Ausgangskörper aus zellulosehaltigem Material pyrolysiert und nachfolgend in den pyrolysierten Ausgangskörper Silizium infiltriert wird, das wenigstens teilweise mit Kohlenstoff zu SiC reagiert.The present invention relates to a component made of SiC ceramic, which consists of a Starting body from cellulosic material by its pyrolysis and subsequent Infiltration of silicon, which at least partially reacts with carbon to form SiC represents is. The invention further relates to a method for producing a component SiC ceramic, in which a starting body made of cellulose-containing material pyrolyzes and subsequently infiltrated in the pyrolyzed starting body silicon, at least partially reacted with carbon to SiC.

Ein derartiges Bauteil bzw. das entsprechende Verfahren ist aus Journal of the European Ceramic Society 18 (1998), Seiten 1961-1973, unter der Überschrift "Biomorphic Cellular Silicon Carbide Ceramics from Wood: 1. Processing and Microstructure", beschrieben. Gemäß dieser Veröffentlichung wurden Experimente durchgeführt, um aus einem natürlich gewachsenen Holz eine Siliziumkarbidkeramik herzustellen. Nach der angegebenen Ver fahrensweise wird das natürliche Holz zunächst getrocknet, dann bei Temperaturen zwi schen 800 und 1.800°C in einer Stickstoffatmosphäre pyrolysiert, wodurch sich eine Koh lenstoffvorform ergibt. In diese Kohlenstoffvorform wird dann flüssiges Si bei 1.600°C unter Vakuum infiltriert. Hierbei entsteht eine SiC-Keramik.Such a component or the corresponding method is from Journal of the European Ceramic Society 18 (1998), pages 1961-1973, under the heading "Biomorphic Cellular Silicon Carbide Ceramics from Wood: 1. Processing and Microstructure ". According to this publication, experiments were carried out to get out of a course grown wood to produce a silicon carbide ceramic. After the specified ver the natural wood is first dried, then at temperatures between pyrolysed 800 and 1,800 ° C in a nitrogen atmosphere, whereby a Koh lenform preform results. Liquid Si is then submerged into this carbon preform at 1,600 ° C Vacuum infiltrated. This creates a SiC ceramic.

Es ist vorstellbar, daß mit der vorstehend angegebenen Verfahrensweise einfache Bau teile herstellbar sind. Es ist ersichtlich, daß die Eigenschaften der Bauteile aufgrund der Eigenschaften natürlicher Holzwerkstoffe stark schwanken, was insbesondere daraus re sultiert, daß natürliche Holzwerkstoffe durch Wachstums- und Standortfaktoren sehr un terschiedlich in ihren Zellstrukturen aufgebaut sind. Somit ist eine reproduzierbare Her stellung von keramischen Werkstoffen aus solchen natürlichen Holzwerkstoffen mit unter den einzelnen Bauteilen vergleichbaren Eigenschaften kaum möglich.It is conceivable that with the above procedure simple construction parts can be produced. It can be seen that the properties of the components due to the Properties of natural wood-based materials fluctuate greatly, which is particularly true sults that natural wood-based materials are very unhealthy due to growth and location factors are built up differently in their cell structures. Thus, a reproducible her provision of ceramic materials from such natural wood materials with under properties comparable to the individual components are hardly possible.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil der eingangs beschriebenen Art, sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, zu schaffen, das reproduzierba re Eigenschaften besitzt bzw. reproduzierbare Eigenschaften des Bauteils gewährleistet. Außerdem soll die Möglichkeit gegeben sein, die Eigenschaften den jeweiligen Anforde rungen, die an ein SiC-Keramikbauteil gestellt werden, anzupassen. Das angegebene Verfahren soll ermöglichen, sehr kostengünstige SiC-Keramikbauteile herzustellen.Based on the prior art described above, the present Invention, the object of a component of the type described, and a corresponding method for producing a component to create the reproducible possesses properties or ensures reproducible properties of the component. In addition, the possibility should exist that the properties meet the respective requirements adjustments that are placed on a SiC ceramic component. The specified The process is intended to enable very cost-effective SiC ceramic components to be produced.

Gelöst wird die Aufgabe, ausgehend von dem Bauteil mit den eingangs angegebenen Merkmalen, dadurch, daß der Ausgangskörper aus einem technischen Halbzeug besteht, das aus Bestandteilen in Form von Spänen und/oder einer oder mehreren Lage(n) aus zellulosehaltigem Material, gebunden mit pyrolysierbarem Bindemittel, unter Einstellung des Gefüges des Bauteils durch die Wahl und die Massenanteile des zellulosehaltigen Materials zu dem Bindemittel hergestellt ist. Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Ausgangskörper ein technisches Halbzeug eingesetzt wird, das aus Be standteilen in Form von Spänen und/oder einer oder mehreren Lage(n) aus zellulosehalti gem Material, gebunden mit pyrolysierbarem Bindemittel, hergestellt wird, und daß das Gefüge des Bauteils durch die Wahl und die Massenanteile des zellulosehaltigen Materials zu dem Bindemittel eingestellt wird.The task is solved, starting from the component with the ones specified at the beginning Characteristics, in that the starting body consists of a technical semi-finished product, that consists of components in the form of chips and / or one or more layer (s) cellulosic material, bound with pyrolyzable binder, with adjustment the structure of the component through the choice and the mass fractions of the cellulose-containing Material is made to the binder. According to the method, the task becomes solved that a technical semi-finished product is used as the starting body, the Be constituents in the form of chips and / or one or more layers of cellulose according to material bound with pyrolyzable binder, and that Structure of the component through the choice and the mass fractions of the cellulose-containing material is adjusted to the binder.

Wesentlich ist, daß als Ausgangsmaterial für das herzustellende Bauteil aus SiC-Keramik ein technisches Halbzeug eingesetzt wird, das aus Bestandteilen in Form von Spänen und/oder einer oder mehreren Lage(n) aus zellulosehaltigem Material besteht. Solche Späne und/oder Lagen können definiert zusammengestellt werden, um ein technisches Halbzeug zu erstellen. Diese Ausgangsmaterialien, d. h. technische Halbzeuge aus Spä nen und/oder Lagen, stehen bereits als Materialien sehr umfangreich und in großer Vielfalt zur Verfügung, da insbesondere dann, wenn es sich um technische Halbzeuge aus Holz materialien handelt, auf die Materialien zurückgegriffen werden kann, die in der Bau- und Möbelindustrie sowie im Formenbau eingesetzt werden. Die Eigenschaften des herzustel lenden Bauteils aus SiC-Keramik können darüber hinaus durch den Anteil an pyrolysierba rem Bindemittel, das der Ausgangskörper enthält, eingestellt werden. Diese pyrolysierba ren Bindemittel können bereits in dem Konstruktionselement vorhanden sein, auf das un mittelbar zurückgegriffen wird, d. h. ein Element, das als vorgefertigtes Teil im Handel er hältlich ist, oder der Bindemittelanteil kann definiert unter Herstellung des Ausgangskör pers aus Spänen und/oder Lagen eingestellt werden.It is essential that the starting material for the component to be manufactured from SiC ceramic a technical semi-finished product is used, which consists of components in the form of chips and / or one or more layer (s) made of cellulose-containing material. Such Chips and / or layers can be put together in a defined manner to create a technical To create semi-finished products. These starting materials, i.e. H. technical semi-finished products from Spä layers and / or layers are already very extensive and in great variety as materials available, especially when it comes to technical semi-finished products made of wood deals with materials that can be used in construction and Furniture industry as well as in mold making. The properties of the manufacture lent component made of SiC ceramic can also by the proportion of pyrolyzable rem binder, which the starting body contains, can be adjusted. This pyrolysierba Ren binder can already be present in the construction element, to which un is used indirectly, d. H. an item that he traded as a prefabricated part is available, or the binder content can be defined by producing the starting body pers from chips and / or layers.

Es ist ersichtlich, daß durch die Verwendung technischer Werkstoffe, insbesondere von technischen Holzwerkstoffen, ein technisches Halbzeug aufgebaut werden kann, das in hohem Maße den Anforderungen eines herzustellenden Bauteils aus SiC-Keramik ange paßt werden kann. Als Parameter, um die Eigenschaften der SiC-Keramik sehr stark, aber dennoch mit sehr einfachen Mitteln, zu beeinflussen, bieten sich die Variationen der La genorientierung, des eingesetzten Bindemittels, der Art des zellulosehaltigen Materials, wie beispielsweise in Form von Spänen und/oder Lagen, die variabel zusammengestellt werden können, an. Weiterhin ist es möglich, gerade dann, wenn technische Hölzer als Ausgangsmaterial zum Herstellen eines technischen Halbzeugs eingesetzt werden, ver schiedene Hart- oder Weichhölzer einzusetzen, die mit einem Bindemittel zu Plattenhalb zeugen verpreßt werden. In Bezug auf Harthölzer bieten sich insbesondere Buche, Eiche und Ahorn an, während Weichhölzer im wesentlichen Nadelhölzer sind.It can be seen that through the use of technical materials, in particular from technical wood-based materials, a technical semi-finished product that can be built in to a high degree the requirements of a component to be manufactured from SiC ceramic can be fitted. As a parameter to make the properties of SiC ceramics very strong, however however, with very simple means of influencing, there are the variations of the La gene orientation, the binder used, the type of cellulose-containing material, such as in the form of chips and / or layers, which are put together variably can be at. Furthermore, it is possible, especially if technical woods are considered Starting material used to manufacture a technical semi-finished product, ver different hardwoods or softwoods to be used, which with a binder to half-board witness be pressed. In terms of hardwoods, beech and oak are particularly popular and maple, while softwoods are essentially softwoods.

Verfahrensgemäß wird zunächst ein Ausgangskörper aus zellulosehaltigem Material, ge bunden mit pyrolysierbarem Bindemittel, aufgebaut. Dieser Körper wird verpreßt, wobei der gepreßte Rohling vorteilhafterweise bereits dem Endbauteil annähernde oder entspre chende Endkonturen haben kann. Es ist aber auch möglich, diesen verpreßten Körper zu seiner Endform zu bearbeiten, was mit üblichen, in der Holz verarbeitenden Industrie ein gesetzten Werkzeugen möglich ist. Der Ausgangskörper bzw. das technische Halbzeug kann schichtweise aufgebaut werden, wobei auch Lagen aus Holz oder auch aus ande rem, zellulosehaltigem Material, eingefügt werden können, um das Halbzeug zu strukturie ren. Ein wesentlicher Vorteil ist, daß die Porosität in dem technischen Halbzeug bereits durch das eingesetzte, zellulosehaltige Ausgangsmaterial stark beeinflußt werden kann. In Bezug auf Holz als zellulosehaltiges Ausgangsmaterial ist von besonderer Bedeutung, daß die Zellstruktur des Holzes mit den entsprechenden Transportkanälen für Wasser sowie Nährstoffen (Tracheiden) sowie den Markstrahlen senkrecht zu diesen Transportkanälen für den späteren Infiltrationsvorgang herangezogen werden können.According to the method, a starting body made of cellulose-containing material, ge bound with pyrolyzable binder. This body is pressed, whereby the pressed blank advantageously already approximates or corresponds to the end component end contours. But it is also possible to close this pressed body its final shape to work with what is common in the woodworking industry set tools is possible. The starting body or the technical semi-finished product can be built up in layers, with layers of wood or other rem, cellulosic material, can be inserted to structure the semi-finished product Ren. A major advantage is that the porosity already in the technical semi-finished product can be greatly influenced by the cellulose-containing starting material used. In Regarding wood as a cellulosic starting material is of particular importance that the cell structure of the wood with the corresponding transport channels for water as well Nutrients (tracheids) and the medullary rays perpendicular to these transport channels can be used for the later infiltration process.

Der Ausgangskörper aus dem definiert aufgebauten, technischen Halbzeug wird dann py rolysiert, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 800 bis 1.600°C. In diesen pyrolysier ten Ausgangskörper, der hoch porös mit einem sehr hohen Anteil an Kohlenstoffen ist, der weiterhin translaminare Porenkanäle aufweist, wird dann anschließend unter Vakuum flüs siges Silizium infiltriert. Ein solcher Infiltrationsvorgang läßt sich sehr leicht durchführen, da das Silizium eine sehr hohe Kapillarwirkung bezüglich der Zellstruktur des Kohlenstoff körpers aufweist. Unter entsprechender Haltezeit, vorzugsweise bei der maximalen Infil trationstemperatur, wird eine Reaktion des flüssigen Siliziums mit dem in dem pyrolysier ten Ausgangskörper vorliegenden, amorphen Kohlenstoff ermöglicht, was dann zu einem Mikrogefüge aus SiC-Keramik führt, was stark von dem Ausgangsgefüge des technischen Halbzeugs als Ausgangskörper abhängig ist.The starting body from the defined technical semi-finished product is then py rolyzed, preferably at temperatures between 800 to 1,600 ° C. In this pyrolyzer th starting body, which is highly porous with a very high proportion of carbon, the continues to have translaminar pore channels, is then flowed under vacuum silicon infiltrates. Such an infiltration process can be carried out very easily, because the silicon has a very high capillary action with regard to the cell structure of the carbon has body. With a corresponding holding time, preferably at the maximum infil tration temperature, a reaction of the liquid silicon with that in the pyrolyzer amorphous carbon, which then becomes a Microstructure made of SiC ceramic leads, which is very different from the initial structure of the technical Semi-finished product is dependent as the starting body.

Vorzugsweise sollte das zellulosehaltige Material eine stark zellulare Struktur aufweisen, da mit einem solchen Material die Porenkanäle in dem Ausgangskörper in Form eines technischen Halbzeugs in Richtung und Größe beeinflußt werden können. Es hat sich ge zeigt, daß eine SiC-Keramik, die aus einem technischen Halbzeug hergestellt ist, das ei nen sehr hohen Anteil an translaminaren Porenkanälen aufweist, eine rasche und voll ständige Si-Füllung möglich ist. Damit ergibt sich eine dichte SiC-Keramik mit geringer Restporosität. Falls der Anteil an Porenkanälen zu hoch gewählt wird, kann es auftreten, daß die entstehende SiC-Keramik hohe Si-Gehalte sowie infolge der hohen Ausgangs porosität Fehlstellen, wie z. B. Lunker, aufweist. Bei zu geringen Porenkanälen kann beob achtet werden, daß eine gleichmäßige Si-Infiltration erschwert wird und Bereiche mit nicht abreagiertem Kohlenstoff vorliegen können.The cellulose-containing material should preferably have a strongly cellular structure, since with such a material the pore channels in the starting body in the form of a technical semi-finished product can be influenced in the direction and size. It has been shows that an SiC ceramic, which is made from a technical semi-finished product has a very high proportion of translaminar pore channels, a quick and full permanent Si filling is possible. This results in a dense SiC ceramic with less Residual porosity. If the proportion of pore channels is chosen too high, it can occur that the resulting SiC ceramic has high Si contents as well as due to the high output porosity defects, such as B. blowholes. If the pore channels are too small, observ care is taken to ensure that uniform Si infiltration is difficult and areas with not reacted carbon may be present.

Der Anteil des Kohlenstoffgehalts des Bindemittels, das dazu eingesetzt wird, die Späne und/oder Lagen aus zellulosehaltigem Material zu verbinden, sollte mindestens 30% be tragen. Hierdurch wird ausreichender Kohlenstoff bereitgestellt, um später beim Infiltrieren von flüssigem Silizium Siliziumkarbid zu bilden.The proportion of the carbon content of the binder that is used to make the chips and / or layers of cellulosic material should be at least 30% wear. This provides sufficient carbon to later infiltrate of liquid silicon to form silicon carbide.

Durch den Aufbau eines Halbzeugs aus mehreren Schichten können die entstehenden Spannungen in dem technischen Halbzeug, und damit in der späteren SiC-Keramik, ab gebaut bzw. gering gehalten werden. Falls ein technisches Halbzeug aufgebaut wird, bei dem die Schichten gleiche Lageorientierungen in Bezug auf ihre Hauptfaserrichtungen aufweisen, wird erreicht, daß ein relativ dichtes Gefüge mit hohen SiC-Gehalten vorliegt. Hohe Festigkeiten lassen sich jedoch nur in der Hauptfaserrichtung erreichen.By building a semi-finished product from several layers, the resulting ones can be created Tensions in the technical semi-finished product, and thus in the later SiC ceramic, from built or kept low. If a technical semi-finished product is built, at which the layers have the same orientation in relation to their main fiber directions have, it is achieved that there is a relatively dense structure with high SiC contents. However, high strengths can only be achieved in the main fiber direction.

Aus diesem Grund sollte das eingesetzte Halbzeug wenigstens zwei Schichten mit unter schiedlichen Lageorientierungen in Bezug auf ihre Hauptfaserrichtungen aufweisen. Gera de mit einer solchen Schichtorientierung ergibt sich ein Halbzeug, das parallel zu den un terschiedlichen Lageorientierungen hohe Festigkeiten aufweist. Außerdem ergibt sich durch Sperrwirkung der Einzelschichten während der Pyrolyse eine die Si-Infiltration un terstützende Rißstruktur.For this reason, the semi-finished product used should have at least two layers with under have different orientations with respect to their main fiber directions. Gera de with such a layer orientation results in a semi-finished product that runs parallel to the un different strength orientations. It also results due to the barrier effect of the individual layers during pyrolysis, the Si infiltration un supporting crack structure.

Um ein technisches Halbzeug, das den Ausgangskörper der SiC-Keramik bildet, aufzu bauen, bei dem jede zweite Schicht bezüglich ihrer Lageorientierung um 90° zu der jeweils vorhergehenden Schicht gedreht ist, wird eine gleichmäßige Spannungsverteilung in dem Halbzeug erreicht. Solche Halbzeuge (z. B. Sperrholz) bzw. die entsprechenden SiC- Keramiken können dann eingesetzt werden, wenn ein großflächiges Bauteil benötigt wird, beispielsweise in Form einer Platte, oder wenn die Hauptbelästungsrichtungen in der Plattenebene senkrecht zueinander liegen. Ähnliches gilt dann, wenn die Schichten eine quasi-isotrope Lageorientierung aufweisen; gerade ein Bauteil aus einer solchen SiC- Keramik sollte dann Verwendung finden, wenn hohe Formtreue über alle Prozeßschritte und gleichmäßige, quasi-isotrope Eigenschaften in der Plattenebene gefordert werden.To open a technical semi-finished product that forms the starting body of the SiC ceramic build, in which every second layer with respect to their orientation by 90 ° to each previous layer is rotated, an even distribution of stress in the Semi-finished product reached. Such semi-finished products (e.g. plywood) or the corresponding SiC Ceramics can be used when a large-area component is required, for example in the form of a plate, or if the main directions of exposure in the The plate plane is perpendicular to each other. The same applies if the layers are one have quasi-isotropic orientation; just a component made from such a SiC Ceramics should be used when there is high dimensional accuracy across all process steps and uniform, quasi-isotropic properties are required in the plate plane.

Für einen einfachen Aufbau eines technischen Halbzeugs bietet sich ein solches an, das einzelne Schichten besitzt, die aus Furnierholzlagen aufgebaut sind. Solche Furnier schichtlagen können von einem Stamm abgeschält werden, vorzugsweise mit einer Dicke von ≦ 1,5 mm, noch bevorzugter ≦ 0,7 mm. Diese Lagen werden dann angefeuchtet, ge glättet und getrocknet, so daß ebene Furnierlagen entstehen. Durch das Abschälen von einem Holzstamm bleibt die Zellstruktur des Holzes mit den Tracheiden als Transportka näle für Wasser sowie für Nährstoffe und mit den Markstrahlen senkrecht zu den Trachei den erhalten. Da dennoch ein Holzstamm eine unterschiedliche Strukturierung aufgrund des natürlichen Wuchses, der Jahres- und standortabhängig ist, aufweist, können dann diese Furnierlagen unterschiedlich geschichtet werden, so daß sich ein weitgehend homo gener Ausgangskörper mit Porenstrukturen ergibt. Zwischen den einzelnen Furnierlagen kann gegebenenfalls Spanmaterial zwischengefügt werden, um das technische Halbzeug aufzubauen. Einzelne Lagen können aus einzelnen, aneinanderstoßenden Furnierab schnitten gebildet sein. Diese Maßnahme ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Fa serorientierung den Geometrien des herzustellenden Bauteils angepaßt werden soll.For a simple construction of a technical semi-finished product, there is one that has individual layers, which are made of plywood layers. Such veneer layers can be peeled off a trunk, preferably with a thickness of ≦ 1.5 mm, more preferably ≦ 0.7 mm. These layers are then moistened smoothes and dries so that flat veneer layers are created. By peeling off the cell structure of the wood with the tracheids as transport ka remains in a log channels for water and for nutrients and with the medullary rays perpendicular to the tracheo get that. Because a log still has a different structure of natural growth, which is dependent on the year and location, can then these veneer layers are layered differently, so that there is a largely homo gener starting body with pore structures results. Between the individual layers of veneer If necessary, chip material can be added to the technical semi-finished product build up. Individual layers can be made from individual, butting veneers cuts be formed. This measure is particularly advantageous if the company orientation is to be adapted to the geometries of the component to be manufactured.

Wie bereits erwähnt, sollten die einzelne Schichten eine quasi-isotrope Lageorientierung aufweisen, um die Ausbildung eines gleichmäßigen Gefüges, hervorgerufen durch die dünnen Lagen, zu unterstützen und um gleichzeitig dünnwandige, räumlich gekrümmte Keramikbauteile herstellen zu können.As already mentioned, the individual layers should have a quasi-isotropic orientation have to the formation of a uniform structure, caused by the thin layers, to support and at the same time thin-walled, spatially curved To be able to manufacture ceramic components.

Das technische Halbzeug kann aus Verbundplatten mit einem sich wiederholenden Auf bau aufgebaut werden, vorzugsweise auch in der Form, daß die Schichten symmetrisch zur Plattenmittenebene aufgebaut sind. Gerade für einen solchen Aufbau eignen sich Schichtholzplatten, wie sie in der Bau- oder Möbelindustrie eingesetzt werden, so daß auf in einer Breitenvielfalt erhältliche Ausgangsmaterialien zurückgegriffen werden kann. Es ist darauf hinzuweisen, daß neben zellulosehaltigem Material in Form von Holz der verschie denen Arten auch andere zellulosehaltige Materialien, die eine zellulare Struktur aufwei sen, eingesetzt werden können.The technical semi-finished product can be made of composite panels with a repeating pattern be constructed, preferably also in the form that the layers are symmetrical are built up to the middle of the plate. Are particularly suitable for such a structure Laminated wood panels, such as those used in the construction or furniture industry, so that on starting materials available in a wide variety can be used. It is to point out that in addition to cellulosic material in the form of wood the various which also have other cellulosic materials that have a cellular structure sen, can be used.

Ein wesentlicher Bestandteil des technischen Halbzeugs als Ausgangskörper ist das ein gesetzte Bindemittel, um die Bestandteile des Ausgangskörpers in Form von Spänen und/oder einer oder mehreren Lage(n) zu binden. Das Bindemittel kann ein während der Pyrolyse Keramik bildendes Polymer sein. Gerade ein solches Bindemittel bringt den Vorteil mit sich, daß ein gewisser Anteil an Keramik bereits vor der Silizierung im pyroly sierten Formkörper vorliegt.An essential part of the technical semi-finished product as the starting body is the one set binders to the constituents of the starting body in the form of chips and / or to bind one or more layers. The binder can be used during the Pyrolysis ceramic-forming polymer. It is precisely such a binder that brings Advantage with it that a certain proportion of ceramic already before the siliconization in the pyroly based molded body is present.

Falls als Bindemittel ein Si-organisches Polymer eingesetzt wird, ergibt sich der Vorteil, daß nach der Infiltrierung des pyrolysierten Vorkörpers mit flüssigem Silizium der Gehalt an SiC im Gefüge gesteigert werden kann. Dies hat den Vorteil, daß die resultierenden Si- Gehalte bzw. die Umsetzung des Siliziums reduziert werden kann. Grundsätzlich kann als Bindemittel Phenol eingesetzt werden. Es ist aber auch möglich, Leimharz als Bindemittel zu verwenden. Bevorzugt ist jedoch der Einsatz von Phenolharz, da mit einem solchen Bindemittel erreicht wird, daß das technische Halbzeug nach in der Holzindustrie üblichen Verfahren und kostengünstig hergestellt werden kann sowie eine hohe Kohlenstoffaus beute während der Pyrolyse ermöglicht wird. Damit läßt sich die Gefahr einer Zerstörung des technischen Halbzeugs reduzieren.If an Si-organic polymer is used as the binder, there is the advantage that after the infiltration of the pyrolyzed preform with liquid silicon the content of SiC in the structure can be increased. This has the advantage that the resulting si Contents or the implementation of silicon can be reduced. Basically, as Phenol binders are used. But it is also possible to use glue resin as a binder to use. However, the use of phenolic resin is preferred, since with such Binder is achieved that the technical semi-finished product according to the usual in the wood industry Process and inexpensive to manufacture as well as high carbon loot is made possible during pyrolysis. This eliminates the risk of destruction reduce the technical semi-finished product.

Es sollte darauf geachtet werden, daß der Gehalt an Bindemittel < 50 Massen-% bzw. < 25 Massen-% beträgt. Falls der Bindemittelanteil höher gewählt wird, kann es auftreten, daß die zellulare Struktur verstopft und hohe Schrumpfspannungen während der Pyrolyse auftreten. Gerade unterhalb von 25 Massen-% des Gehalts an Bindemittel kann erreicht werden, daß die Zellen des zellulosehaltige Materials frei bleiben; es sollte jedoch darauf geachtet werden, daß der Bindemittelanteil nicht geringer als 5% ist, da ansonsten eine ausreichende Formstabilität nicht mehr gewährleistet ist.Care should be taken to ensure that the binder content is <50% by mass or Is <25 mass%. If the binder content is chosen higher, it can occur that the cellular structure becomes clogged and high shrinkage stresses during pyrolysis occur. Just below 25% by mass of the binder content can be achieved that the cells of the cellulosic material remain free; however, it should be on care must be taken that the proportion of binder is not less than 5%, otherwise a sufficient dimensional stability is no longer guaranteed.

Um eine schnelle Pyrolyse des technischen Halbzeugs ohne Schäden zu ermöglichen, sollte die Porosität des technischen Halbzeugs < 5% betragen. Die obere Grenze der Porosität sollte allerdings höchstens 60% betragen; ein optimaler Anteil der Porosität am Volumen des Gesamtkörpers ist bestimmt durch die Wahl der Holzart und des Bindemit tels sowie der gewünschten Gefügezusammensetzung der SiC-Keramik.In order to enable rapid pyrolysis of the technical semi-finished product without damage, the porosity of the technical semi-finished product should be <5%. The upper limit of the However, porosity should not exceed 60%; an optimal proportion of the porosity at The volume of the entire body is determined by the choice of the type of wood and the binder and the desired microstructure of the SiC ceramic.

Verfahrensgemäß ist es von Vorteil, das flüssige Silizium durch Kapillarwirkung parallel zur Zellstruktur des technischen Halbzeugs zu infiltrieren, da dadurch eine schnelle und gleichmäßige Herstellung auch großflächiger Bauteile möglich ist.According to the method, it is advantageous to parallel the liquid silicon by capillary action to infiltrate to the cell structure of the technical semi-finished product, as a result of which a fast and Even production of large-area components is possible.

Weiterhin sollte das flüssige Silizium bei einer Temperatur oberhalb 1.420°C unter Schutzgas oder Vakuum in das pyrolysierte technische Halbzeug infiltriert werden, wobei ein Temperaturbereich oberhalb von 1.600°C besonders bevorzugt ist, da dadurch die Verweildauer im Ofen verkürzt und die Reaktion von Si mit dem pyrolysierten Halbzeug zu SiC beschleunigt wird.Furthermore, the liquid silicon should be below a temperature above 1,420 ° C Shielding gas or vacuum are infiltrated into the pyrolyzed technical semi-finished product, whereby a temperature range above 1,600 ° C is particularly preferred, as Residence time in the furnace is shortened and the reaction of Si with the pyrolyzed semi-finished product increases SiC is accelerated.

Für den Verfahrensschritt der Pyrolyse hat es sich als nützlich erwiesen, die Pyrolyse des technischen Halbzeugs in mehreren, aufeinanderfolgenden Temperaturschritten mit jewei liger Abkühlung auf Raumtemperatur durchzuführen, da dadurch zusätzliche Segmentie rungsrisse entstehen und dadurch ein Entweichen von gasförmigen Abbauprodukten auch bei großformatigen und dickwandigen Bauteilen möglich wird. Darüber hinaus sollte der erste Temperaturschritt der Pyrolyse in einem Temperaturbereich zwischen 250°C und 300°C durchgeführt werden, da ab diesem Temperaturbereich die höchsten Massenver lustraten während der Pyrolyse von üblichen technischen Halbzeugen auftreten.For the pyrolysis process step, it has proven useful to pyrolize the technical semi-finished product in several successive temperature steps with cooling to room temperature, as this will result in additional segmentation Cracks develop and thereby escape of gaseous degradation products with large-format and thick-walled components. In addition, the first temperature step of the pyrolysis in a temperature range between 250 ° C and 300 ° C are carried out, since from this temperature range the highest mass lustrate occur during the pyrolysis of conventional technical semi-finished products.

Um den Anteil an Kohlenstoff, in dem technischen Halbzeug, vor der Infiltrierung mit flüs sigem Silizium, zu erhöhen, wird nach einer ersten Pyrolyse des technischen Halbzeugs diesem nochmals Bindemittel zugeführt, und zwar durch Vakuum- oder Druckinfiltration, und anschließend wird dieses technische Halbzeug einer weiteren Pyrolyse unterworfen.The amount of carbon in the semi-finished technical product before infiltration with rivers silicon, will increase after a first pyrolysis of the technical semi-finished product this binder added again, namely by vacuum or pressure infiltration, and then this technical semi-finished product is subjected to a further pyrolysis.

Weiterhin kann der Kohlenstoff in dem technischem Halbzeug nach dessen Pyrolyse da durch modifiziert werden, daß das pyrolysierte, technische Halbzeug unter Vakuum oder Schutzgasatmosphäre einer Graphitierung bei einer Temperatur von mindestens 1.600°C unterworfen wird. Ein solcher Graphitierungsschritt ist weiterhin dann vorzunehmen, wenn die Reaktionsgeschwindigkeit der SiC-Bildung gesteigert werden soll.The carbon can also be present in the technical semi-finished product after its pyrolysis be modified by that the pyrolyzed, technical semi-finished product under vacuum or Protective gas atmosphere of a graphitization at a temperature of at least 1,600 ° C is subjected. Such a graphitization step is still to be carried out if the reaction rate of SiC formation is to be increased.

Es hat sich gezeigt, daß zur Verhinderung eines Verzugs während der Pyrolyse mechani sche Lasten auf das technische Halbzeug quer zur Hauptfaserrichtung mit 10³-10⁵ N/m² (0,001-0,1 MPa) aufgebracht werden sollten. Durch diese Maßnahme behält das techni sche Halbzeug weitgehend seine Form, trotz eventuell hoher Volumenschrumpfungen.It has been shown that to prevent warping during pyrolysis, mechanical loads should be applied to the technical semi-finished product transversely to the main fiber direction with 10 ³ -10 ⁵ N / m ² (0.001-0.1 MPa). With this measure, the technical semi-finished product largely retains its shape, despite the possible high volume shrinkage.

Das technische Halbzeug kann, vor der Pyrolyse, unter leichtem Druck von < 5 × 10⁶ N/m² (5 MPa) auf eine Dichte von < 1,0 g/cm³ verpreßt werden. Mit diesem Ver fahrensschritt werden die Späne bzw. Lagen miteinander verbunden und in die ge wünschte Form des SiC-Bauteils gebracht, unter Berücksichtigung der während der Pyro lyse auftretenden Volumenschrumpfung. Der leichte Druck stellt sicher, daß die zellulare Struktur des zellulosehaltigen Halbzeugs erhalten bleibt. Zusätzlich können, vor dem Ver pressen, die Bestandteile mit dem Bindemittel beschichtet werden, und zwar durch übli che Tränk- oder Sprühverfahren, was den Vorteil mit sich bringt, daß durch die gleichmä ßige Beschichtung der insgesamt notwendige Gehalt an Bindemittel reduziert werden kann sowie die Zellen während des Verpressens offen bleiben.Before pyrolysis, the technical semi-finished product can be pressed under a slight pressure of <5 × 10 ⁶ N / m ² (5 MPa) to a density of <1.0 g / cm ³ . With this process step, the chips or layers are connected to one another and brought into the desired shape of the SiC component, taking into account the volume shrinkage occurring during pyrolysis. The slight pressure ensures that the cellular structure of the cellulose-containing semi-finished product is preserved. In addition, before pressing, the constituents can be coated with the binder, namely by usual impregnation or spraying methods, which has the advantage that the overall required content of binder can be reduced by the uniform coating and the Cells remain open during pressing.

Es ist angestrebt, daß das fertiggestellte Bauteil aus der SiC-Keramik keinen oder einen minimalen Restmasseanteil an Kohlenstoff haben sollte, da freier Kohlenstoff die Oxidati onsbeständigkeit der SiC-Keramik herabsetzt. Aus diesem Grund sollte zur Herstellung einer solchen einen minimalen Restmasseanteil an Kohlenstoff aufweisenden SiC- Keramik Silizium mindestens mit dem 2,35fachen der Masse des pyrolysierten, techni schen Halbzeugs zugesetzt werden. Dies entspricht der notwendigen Siliziummasse für eine stöchiometrische Siliziumreaktion.The aim is that the finished component made of SiC ceramic has no or one minimal residual mass of carbon should have, since free carbon the Oxidati resistance of SiC ceramics. For this reason, it should be used to manufacture such a minimal residual mass fraction of carbon SiC Ceramic silicon at least 2.35 times the mass of the pyrolyzed, techni be added to the semi-finished product. This corresponds to the silicon mass required for a stoichiometric silicon reaction.

Weiterhin sollte zur Herstellung einer eine Porositätvon < 5% aufweisenden SiC-Keramik die Silizium-Infiltration auf das 3-4,2fache, bezogen auf die Masse des technischen Halbzeugs vor der Silizierung, eingestellt werden.Furthermore, SiC ceramic should have a porosity of <5% silicon infiltration 3-4.2 times, based on the mass of the technical Semi-finished product before the siliconization.

Eine weitere, verfahrensgemäße Variation liegt darin, daß die Späne, Schichten und/oder Lagen zunächst pyrolysiert werden, anschließend mit Bindemittel verbunden werden und nach einer weiteren Pyrolyse siliziert werden. Gerade mit einer solchen Verfahrensmaß nahme ist sichergestellt, daß die Volumenschrumpfung bzw. die Setzwege während der Pyroylse minimiert werden. Damit kann das technische Halbzeug weitgehend in die End kontur des SiC-Bauteils gebracht werden, so daß aufwendige Bearbeitungsschritte der harten SiC-Keramik entfallen.Another variation according to the process is that the chips, layers and / or Layers were first pyrolyzed, then bonded with binders and be siliconized after a further pyrolysis. Especially with such a procedural measure assumption is ensured that the volume shrinkage or the settling paths during the Pyroysis can be minimized. This means that the technical semi-finished product can largely end up contour of the SiC component are brought, so that complex machining steps hard SiC ceramics are eliminated.

Anstelle der Flüssigsilizierung des pyrolysierten Ausgangskörpers kann das Silizium gas- oder dampfförmig unter Schutzgas oder Vakuum bei einer Temperatur oberhalb von 1.600°C infiltriert werden. Eine solche Infiltration von Silizium über die gas- oder dampf förmige Phase hat den Vorteil, daß SiC-Bauteile mit hoher Porosität (z. B. zur Wärme dämmung, für Filter) mit sehr genauem SiC-Gehalt hergestellt werden können. Im Gegen satz dazu sollte das Silizium in flüssiger Phase immer dann in das pyrolysierte, poröse technische Halbzeug infiltriert werden, wenn dichte, eventuell Si-haltige SiC-Bauteile er forderlich sind.Instead of liquid siliciding the pyrolyzed starting body, the silicon can or in vapor form under protective gas or vacuum at a temperature above Be infiltrated at 1,600 ° C. Such infiltration of silicon through the gas or steam shaped phase has the advantage that SiC components with high porosity (e.g. to heat insulation, for filters) with a very precise SiC content. In the opposite In addition, the silicon in the liquid phase should always enter the pyrolyzed, porous one technical semi-finished products are infiltrated if there are dense, possibly Si-containing SiC components are required.

Die gemäß der Erfindung herstellbaren Bauteile aus SiC-Keramik sowie die entsprechen den Verfahren zur Herstellung solcher Bauteile aus SiC-Keramik werden nachfolgend an hand von Beispielen erläutert.The SiC ceramic components which can be produced according to the invention and which correspond the processes for producing such components from SiC ceramic are described below explained by hand.

In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows

Fig. 1 schematisch ein technisches Halbzeug, das aus verpreßten Spänen herge stellt ist, Fig. 1 shows schematically an industrial semifinished product Herge of pressed chips is assumed

Fig. 2 schematisch ein technisches Halbzeug, das aus einzelnen Lagen aufgebaut ist, Fig. 2 shows schematically an industrial semifinished product, which is composed of individual layers,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte zur Herstellung eines technischen Halbzeugs als Ausgangskörper für ein Bauteil aus SiC-Keramik gemäß der Erfindung, Fig. 3 is a schematic representation of the different steps for producing a semifinished product as the starting technical body for a component made of SiC ceramics according to the invention,

Fig. 4 bis 7 verschiedene Schichtaufbauten des technischen Halbzeugs, jeweils mit unterschiedlichen und veränderten Lageorientierungen in Bezug auf die Hauptfaserrichtungen, FIGS. 4 to 7 different layer structures of the technical semifinished product, respectively, having different orientations and changed position with respect to the main fiber directions

Fig. 8 eine Mikrostruktur einer Spanplatte im silizierten Zustand in einer 100facher Vergrößerung, und Fig. 8 is a microstructure of a chipboard in siliconized state in a 100X magnification, and

Fig. 9 die Mikrostruktur eines Sperrholzes im silizierten Zustand in einer 15fachen Vergrößerung. Fig. 9 shows the microstructure of a plywood in the siliconized state in a 15x magnification.

Als Ausgangskörper für die Herstellung eines Bauteils aus einer SiC-Keramik wird ein technisches Halbzeug bereitgestellt, das aus Bestandteilen in Form von Spänen und/oder Lagen bzw. Schichten aus zellulosehaltigem Material besteht. Fig. 1 zeigt ein solches technisches Halbzeug 1 mit einer Grundfläche in Richtung der x-y-Ebene, wobei einzelne Späne in der z-Richtung geschichtet sind. Die Späne sind mit einem pyrolysierbaren Bin demittel, und zwar vorzugsweise mit einem Phenolharz, gebunden.A technical semi-finished product is provided as the starting body for the production of a component from an SiC ceramic, which consists of components in the form of chips and / or layers or layers of cellulosic material. Fig. 1 shows such a technical semi-finished product 1 with a base in the direction of the xy plane, wherein individual chips are laminated in the z-direction. The chips are bound with a pyrolyzable binder, preferably with a phenolic resin.

Dagegen zeigt Fig. 2 ein technisches Halbzeug 1 als Ausgangskörper, das aus einzelnen Lagen, die in z-Richtung übereinandergeschichtet und mit einem pyrolysierbaren Binde mittel verklebt sind, aufgebaut ist. Fig. 3 zeigt ein technisches Halbzeug, das entspre chend der Fig. 2 gebildet ist. Dieses technische Halbzeug 1 ist aus drei Lagen 2 aufge baut, wobei die untere und die obere Lage bzw. Furnierlage (falls es sich um Holz handelt) gleiche Lageorientierung der Hauptfaserrichtungen, durch die Schraffierung angezeigt, aufweisen, während die mittlere Lage eine Lageorientierung der Hauptfaserrichtung be sitzt, die unter einem Winkel von 90° zu der Lageorientierung in der oberen bzw. unteren Lage verläuft, und zwar jeweils in der x-y-Ebene. Die drei Lagen 2, die eine Dicke zwi schen 0,25 bis 2,5 mm haben können, und jeweils beispielsweise von einem Holzstamm abgeschält werden, werden zuvor getrocknet und dann mit einem Bindemittel 3, und zwar Phenolharz, verklebt. Während des Verklebens kann auf die obere Furnierlage 2 ein Druck ausgeübt werden, wie durch den Pfeil, mit "p" bezeichnet, angedeutet ist. Es kann in die ser Weise ein technisches Halbzeug mit einer fast beliebigen Dicke, in z-Richtung gese hen, aus Schichten aufgebaut werden. Wie noch nachfolgend erläutert wird, können durch die Wahl des Holztyps, des Lagenaufbaus und der Orientierung der Hauptfaserrichtungen sowie des eingesetzten Bindemittels, des ausgeübten Drucks p und der Verdichtungszeit t, d. h. die Zeit, während der Druck p ausgeübt wird, sowie der Verdichtungstemperatur T die Eigenschaften des technischen Halbzeugs eingestellt werden. Im Hinblick auf die Verdichtungstemperatur T sollte beachtet werden, daß eine vollständige Vernetzung des Bindemittels während des Pressvorgangs sichergestellt ist zur Erreichung eines hohen C- Gehalts während der Pyrolyse und einer innigen Verbindung der Einzellagen.In contrast, Fig. 2 shows a technical semi-finished product 1 as a starting body, which is made up of individual layers, which are layered one above the other in the z-direction and glued with a pyrolyzable binding medium. Fig. 3 shows a technical semi-finished product, which is formed accordingly to FIG. 2. This technical semifinished product 1 is built up from three layers 2 , the lower and the upper layer or veneer layer (if it is wood) have the same orientation of the main fiber directions, indicated by hatching, while the middle layer has an orientation of the main fiber direction be sitting, which runs at an angle of 90 ° to the orientation in the upper or lower position, in each case in the xy plane. The three layers 2 , which can have a thickness between 0.25 to 2.5 mm, and each peeled off, for example, from a log, are dried beforehand and then glued with a binder 3 , namely phenolic resin. During the gluing process, a pressure can be exerted on the upper veneer layer 2 , as indicated by the arrow, denoted by "p". In this way, a technical semi-finished product with an almost arbitrary thickness, seen in the z direction, can be built up from layers. As will be explained below, the choice of the type of wood, the layer structure and the orientation of the main fiber directions as well as the binder used, the pressure p applied and the compression time t, i.e. the time during which the pressure p is exerted, and the compression temperature T can Properties of the technical semi-finished product can be set. With regard to the compression temperature T, it should be noted that complete crosslinking of the binder is ensured during the pressing process in order to achieve a high C content during pyrolysis and an intimate connection of the individual layers.

Anschließend wird das technische Halbzeug 1 bei einer Temperatur < 600°C, jedoch nicht höher als 1.600°C, pyrolysiert. In das pyrolysierte Halbzeug wird dann flüssiges Silizium infiltriert, so daß dieses flüssige Silizium mit Kohlenstoff zu SiC reagiert. Die Infiltra tionstemperatur muß oberhalb von 1.420°C liegen, so daß sichergestellt ist, daß das Sili zium in einem ausreichenden, flüssigen Zustand vorliegt.Subsequently, the technical semi-finished product 1 is pyrolyzed at a temperature <600 ° C, but not higher than 1,600 ° C. Liquid silicon is then infiltrated into the pyrolyzed semi-finished product, so that this liquid silicon reacts with carbon to form SiC. The infiltration temperature must be above 1,420 ° C to ensure that the silicon is in an adequate, liquid state.

Während der Pyrolyse ist eine Schrumpfung des technischen Halbzeugs festzustellen, auch dann, wenn einzelne Furnierschichten eingesetzt werden, um das technische Halb zeug 1 aufzubauen. Aufgrund der Temperatureinwirkung auf das technische Halbzeug während der Pyrolyse sind Schrumpfungsrisse verschiedener Formen und Größen zu be obachten. Es entstehen aber auch relativ gleichmäßig verteilte Mikrokanäle, die auf die in den Lagen entstehenden Zugspannungen infolge der Schrumpfungsbehinderung benach barter Lagen zurückzuführen sind.During the pyrolysis, a shrinkage of the technical semi-finished product can be determined, even if individual veneer layers are used to build the technical semi-finished product 1 . Due to the temperature effect on the technical semi-finished product during pyrolysis, shrinkage cracks of various shapes and sizes can be observed. However, there are also relatively evenly distributed microchannels, which can be attributed to the tensile stresses that develop in the layers as a result of the shrinkage hindrance to neighboring layers.

Da das Schrumpfungsverhalten wesentlich dafür ist, daß zum einen im technischen Halb zeug eine definierte Rißstruktur aufzubauen ist, zum anderen aber das technische Halb zeug so zu dimensionieren ist, daß ein Bauteil aus einer SiC-Keramik mit definierten Ab messungen hergestellt werden kann, wurden Untersuchungen von sechs verschiedenen technischen Halbzeugen durchgeführt, die in der nachfolgenden Tabelle angegeben sind. Hierbei wurden die Parameter, Dichte, offene Porosität und Schrumpfungsverhalten im pyrolysierten Zustand untersucht. Die sechs verschiedenen technischen Halbzeuge unter schieden sich durch Dichtewerte g/cm³, die zwischen 0,5 und 0,62 lagen. Die jeweilige offene Porosität e' [%] war nahezu konstant mit Werten zwischen 66,3 und 70,4%. Anhand der angegebenen Schrumpfungen, die für die Einheiten BF1, BF2, BF5 und BF6 gemes sen wurden. Es ist erkennbar, daß das Schrumpfungsverhalten in der Ebenen- und Dic kenrichtung sehr unterschiedlich ist und stark durch die Orthotropie des Schichtaufbaus beeinflußt wird. Die Längenänderung mit 18-22% entsprach ungefähr der Breitenände rung, während die Dickenschrumpfung mit 34-36% erheblich höher war. Hieraus folgt, daß die entstehenden Risse quer zum Lagenaufbau größer als parallel zum Lagenaufbau sind. Daraus entsteht eine SiC-Keramik mit einem Gefüge, das durch eine ausgeprägte Schichtstruktur gekennzeichnet ist, die zu einem Werkstoff mit orthotropen Eigenschaften führt.Since the shrinkage behavior is essential for the fact that a defined crack structure is to be built in the technical semi-finished product, but on the other hand the technical semi-finished product is to be dimensioned such that a component can be made from an SiC ceramic with defined dimensions, investigations have been carried out performed by six different technical semi-finished products, which are given in the table below. The parameters, density, open porosity and shrinkage behavior in the pyrolyzed state were examined. The six different technical semi-finished products differed by density values g / cm ³ , which were between 0.5 and 0.62. The respective open porosity e '[%] was almost constant with values between 66.3 and 70.4%. Using the specified shrinkages measured for units BF1, BF2, BF5 and BF6. It can be seen that the shrinkage behavior in the plane and thickness direction is very different and is strongly influenced by the orthotropy of the layer structure. The change in length (18-22%) corresponded approximately to the change in width, while the shrinkage in thickness was considerably higher (34-36%). It follows from this that the cracks that arise are larger transversely to the layer structure than parallel to the layer structure. This creates a SiC ceramic with a structure that is characterized by a distinctive layer structure that leads to a material with orthotropic properties.

Tabelle 1 Table 1

Aufgrund des Schrumpfungsverhaltens, wie es untersucht wurde, ergibt sich, daß gerade mit dem Schichtaufbau und der Orientierung der Hauptfaserrichtung in den einzelnen Schichten diese mechanischen und physikalischen Eigenschaften stark beeinflußt werden können. In den Fig. 4 bis 7 sind verschiedene Schichtaufbauten mit in z-Richtung übereinandergeschichteten Lagen dargestellt.Due to the shrinkage behavior, as was examined, it follows that it is precisely with the layer structure and the orientation of the main fiber direction in the individual layers that these mechanical and physical properties can be greatly influenced. In Figs. 4 to 7 different layer structures are shown in the z direction with superimposed layers.

In Fig. 4 ist das technische Halbzeug aus einzelnen Lagen aufgeschichtet, die ihre Hauptfaserrichtung ausschließlich in der x-Richtung orientiert besitzen (sogenanntes Schichtholz). Dagegen ist das technische Halbzeug der Fig. 5 in der z-Richtung so ge schichtet, daß jeweils aufeinanderfolgende Furnierlagen ihre Hauptfaserrichtung jeweils unter 90° zueinander ausgerichtet besitzen (sogenanntes Sperrholz). Schließlich zeigt Fig. 6 einen Schichtaufbau in z-Richtung, bei dem die einzelnen Furnierlagen abwech selnd, in z-Richtung gesehen, unter 45° zueinander versetzt sind (sogenanntes Sternholz).In Fig. 4, the technical semi-finished product is layered from individual layers, which have their main fiber direction oriented exclusively in the x direction (so-called plywood). In contrast, the technical semi-finished product of FIG. 5 is layered in the z-direction so that successive veneer layers each have their main fiber direction aligned at 90 ° to one another (so-called plywood). Finally, FIG. 6 shows a layer structure in the z direction, in which the individual veneer layers are alternately offset, viewed in the z direction, at 45 ° to one another (so-called star wood).

In Bezug auf das Schrumpfungsverhalten ist bei gleicher Holzart, gleichem Bindemittel und bei identischen Prozeßparametern von identischen Dickenänderungen in allen drei Fällen auszugehen. Das Schrumpfungsverhalten in Längen- und Breitenrichtung unter scheidet sich jedoch deutlich und führt zu unterschiedlichen Mikrokanälen, gekennzeichnet durch verschiedene Querschnitte und Ausrichtungen, nach der Pyrolyse und daraus resul tierend zu verschiedenen Gefügen bzw. Eigenschaften im SiC-Bauteil.In terms of shrinkage behavior, the same type of wood, same binder and with identical process parameters of identical changes in thickness in all three Cases going out. The shrinkage behavior in the length and width direction below differs clearly and leads to different microchannels, labeled through different cross-sections and orientations, after pyrolysis and resulting from it different structures or properties in the SiC component.

Während ein Schichtholz nach Fig. 1 bevorzugt für eindimensionale Bauteile, wie Stäbe oder Balken, verwendet werden kann, werden Sperr- und Sternhölzer nach Fig. 5 und 6 bevorzugt für flächige Bauteile, wie Platten oder Scheiben, eingesetzt. Mit abnehmender Winkeländerung zwischen benachbarten Lagen und abnehmender Lagendicke wird in der x-, y-Ebene das SiC-Gefüge feiner und homogener und nähert sich einer homogenen Struktur an, wobei die Schichtstruktur in z-Richtung üblicherweise erhalten bleibt.May be during a plywood of Fig. 1 is preferred for one-dimensional components, such as rods or beams, is used, bulky and Stern timber is shown in Fig. 5 and 6 are preferred for flat components, such as plates or discs, are used. With a decreasing change in angle between adjacent layers and a decreasing layer thickness, the SiC structure becomes finer and more homogeneous in the x, y plane and approaches a homogeneous structure, the layer structure in the z direction usually being retained.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel, bei dem ein ring- oder rohrförmiges, technisches Halbzeug aus einzelnen Plattenabschnitten, die jeweils Ringsegmente bilden, die wiederum miteinander verbunden sind, aufgebaut ist. Diese einzelnen Plattensegmente sind übereinander ge schichtet und jeweils mit ihrer Nahtstelle gegeneinander versetzt. Die Faserrichtung in den einzelnen Abschnitten ist in Umfangsrichtung verlaufend angeordnet. Dieses technische Halbzeug besitzt bereits angenähert die Form des aus SiC-Keramik herzustellenden Bau teils. Diese Figur zeigt, daß auch komplizierte Strukturen auf einfache Weise mit den er findungsgemäßen Maßnahmen aufgebaut werden können. FIG. 7 shows an example in which a ring-shaped or tubular, technical semi-finished product is constructed from individual plate sections, each of which forms ring segments, which are in turn connected to one another. These individual plate segments are layered one on top of the other and each offset with their interface. The fiber direction in the individual sections is arranged running in the circumferential direction. This technical semi-finished product already has approximately the shape of the construction to be made from SiC ceramic. This figure shows that even complicated structures can be built in a simple manner with the measures according to the invention.

Ein Beispiel für das technische Halbzeug 1, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wurde wie folgt hergestellt:
Herangezogen wurden Späne aus Nadelholz, verpreßt mit einem Harz auf der Basis von Phenolen. Die Dichte der Platte betrug ρ = 0,71 g/cm³. Der Anteil der offenen Porosität betrug 52,3% bezogen auf das Volumen des verpreßten, technischen Halbzeugs, das eine Gesamtdicke von 22 mm aufwies.An example of the technical semi-finished product 1 , as shown in FIG. 1, was produced as follows:
Coniferous wood chips were used, pressed with a resin based on phenols. The density of the plate was ρ = 0.71 g / cm ³ . The proportion of open porosity was 52.3% based on the volume of the pressed, technical semi-finished product, which had a total thickness of 22 mm.

Dieses technische Halbzeug wurde anschließend für 76 Stunden bei einer Temperatur bis 900°C, unter Spülung mit Stickstoff, pyrolysiert. Die Spülung mit Stickstoff hatte den Zweck, daß die während der Pyrolyse freigesetzten Spaltprodukte schnell abtransportiert wurden und somit ein Überdruck und daraus resultierend ein Zerstören des technischen Halbzeugs vermieden werden konnte.This technical semi-finished product was then at a temperature of up to 76 hours 900 ° C, pyrolyzed under nitrogen purge. The nitrogen purge had that Purpose so that the fission products released during the pyrolysis are quickly removed were and thus an overpressure and resulting destruction of the technical Semi-finished product could be avoided.

Zusätzlich wurde das technische Halbzeug während der Pyrolyse mit einem Gewicht von 2 kPa in z-Richtung belastet. Nach der Pyrolyse ergab sich eine Dichte des pyrolysierten, technischen Halbzeugs von ρ = 0,64 g/cm³ mit einem Anteil an offener Porosität von 47,4% bezogen auf das verbliebene Gesamtvolumen des technischen Halbzeugs.In addition, the technical semi-finished product was loaded with a weight of 2 kPa in the z direction during the pyrolysis. After pyrolysis, the density of the pyrolyzed, technical semi-finished product was ρ = 0.64 g / cm ³ with an open porosity fraction of 47.4% based on the remaining total volume of the technical semi-finished product.

Anschließend wurde das pyrolysierte, technische Halbzeug mit flüssigem Si siliziert, und zwar für insgesamt 32 Stunden, bei einer Temperatur bis 1.500°C und mit einer Heizrate von 80 K/h unter Vakuum. Die Siliziumaufnahme betrugt 215% bezogen auf die Masse des pyrolysierten Halbzeugs. Die Dichte des silizierten und damit keramisierten techni schen Halbzeugs betrug 1,88 g/cm³ mit einer Restporosität von 40,0%. Das so herge stellte Bauteil aus SiC-Keramik weist keine Kohlenstoff-Anteile mehr auf und kann wegen der relativ großen, zugänglichen Porosität beispielsweise als Filterelement verwendet werden.The pyrolyzed, technical semi-finished product was then siliconized with liquid Si, for a total of 32 hours, at a temperature of up to 1,500 ° C. and at a heating rate of 80 K / h under vacuum. The silicon absorption was 215% based on the mass of the pyrolyzed semi-finished product. The density of the siliconized and thus ceramicized technical semi-finished product was 1.88 g / cm ³ with a residual porosity of 40.0%. The SiC ceramic component produced in this way no longer has any carbon components and can be used, for example, as a filter element because of the relatively large, accessible porosity.

In einem zweiten Beispiel wurde ein technisches Halbzeug aufgebaut, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Hierbei wurden ausgesuchte Schälfurniere aus Buche, mit einer Furnierdicke von 0,65 mm, mit Harnstoffharzen (gemäß DIN 68 705 Teil 2) verleimt. Die einzelnen Fur nierlage wurden, in z-Richtung jeweils um 90° zu ihrer Hauptfaserrichtung gedreht, ver klebt.In a second example, a technical semi-finished product was constructed, as shown in FIG. 2. Selected beech veneers with a veneer thickness of 0.65 mm were glued with urea resins (in accordance with DIN 68 705 Part 2). The individual fur layers were glued, rotated in the z direction by 90 ° to their main fiber direction.

Der Ausgangszustand dieses technischen Halbzeugs konnte mit einer Dichte von 0,79 g/cm³ und einer offenen Porosität von 42,1% ermittelt werden.The initial state of this technical semi-finished product could be determined with a density of 0.79 g / cm ³ and an open porosity of 42.1%.

Die anschließende Pyrolyse wurde für insgesamt 192 Stunden bei einer Temperatur bis 900°C, einer variablen Heizrate und wiederum einer Spülung mit Stickstoffgas durchge führt. Das technische Halbzeug wurde während der Pyrolyse mit 13,6 kPa beschwert, und zwar in z-Richtung. Nach der Pyrolyse ergab sich eine Dichte des technischen Halbzeugs von 0,64 g/cm³ und eine offene Porosität von 49,6% bezogen auf das Volumen des pyro lysierten Halbzeugs.The subsequent pyrolysis was carried out for a total of 192 hours at a temperature of up to 900 ° C., a variable heating rate and again a flushing with nitrogen gas. The technical semi-finished product was weighted with 13.6 kPa during the pyrolysis, specifically in the z direction. After pyrolysis there was a density of the technical semi-finished product of 0.64 g / cm ³ and an open porosity of 49.6% based on the volume of the pyro-lysed semi-finished product.

Anschließend wurde eine Silizierung für insgesamt 40 Stunden, bei einer Temperatur von 1650°C und einer Heizrate von 70 K/h, unter Vakuum, durchgeführt.Siliconization was then carried out for a total of 40 hours at a temperature of 1650 ° C and a heating rate of 70 K / h, under vacuum.

Die Silizium-Aufnahme während des Silizierens konnte mit 314,0% (bezogen auf die Mas se des pyrolysierten Halbzeugs) ermittelt werden. Das keramisierte Bauteil zeigte eine Dichte von 2,53 g/cm³, eine Restporosität von 0,3% und eine Biegefestigkeit von 143,7 MPa.The silicon uptake during siliconizing could be determined as 314.0% (based on the mass of the pyrolyzed semi-finished product). The ceramicized component showed a density of 2.53 g / cm ³ , a residual porosity of 0.3% and a flexural strength of 143.7 MPa.

Ein Vergleich der beiden, vorstehend aufgeführten Beispiele, bei denen jeweils ein techni sches Halbzeug entsprechend den Fig. 1 und 2 als Ausgangsprodukt zum Erstellen eines Bauteils aus SiC-Keramik bereitgestellt wurde, zeigt, daß trotz hoher Porositäten im pyrolysierten Zustand in Abhängigkeit von dessen Mikrostrukturen dichte oder poröse Ke ramiken hergestellt werden. Schichthölzer nach Beispiel 2 ermöglichen aufgrund ihres La genaufbaus im allgemeinen dichtere und festere Keramiken als solche aus Spanplatten als technisches Halbzeug.A comparison of the two examples listed above, in each of which a technical semifinished product according to FIGS . 1 and 2 was provided as the starting product for creating a component made of SiC ceramic, shows that despite high porosities in the pyrolyzed state, depending on its microstructures dense or porous ceramics are produced. Laminated timber according to Example 2 generally allows denser and firmer ceramics than those made of chipboard as a technical semi-finished product due to its layer structure.

In den Fig. 8 und 9 sind Schnittbilder (in z-Richtung) dargestellt.In FIGS. 8 and 9 are sectional images shown (in z-direction).

Hierbei zeigt Fig. 8 ein Bild eines technischen Halbzeugs, mit einem Aufbau entspre chend Fig. 1, während Fig. 9 einen Schnitt in z-Richtung eines technischen Halbzeugs entsprechend Fig. 2 zeigt.Here, FIG 8 1 shows. An image of a technical semifinished product, with a structure accordingly Fig. And Fig. 9 shows a section in the z-direction of a technical semifinished product according to FIG. 2.

In dem Schnittbild der Fig. 8, das eine Spanplatte im silizierten Zustand in einer 100fachen Vergrößerung zeigt, ist das Siliziumkarbid an den hellen Flächen zu erkennen, während die Poren anhand der dunklen Flächenbereiche zu erkennen sind. Dieses Schnittbild zeigt, daß poröse SiC-Keramiken mit großen, frei zugänglichen Oberflächen auf einfache Art herstellbar sind.In the sectional view of FIG. 8, which shows a particle board in the siliconized state in a 100-fold magnification, the silicon carbide can be seen on the light areas, while the pores can be seen on the basis of the dark area areas. This sectional view shows that porous SiC ceramics with large, freely accessible surfaces can be produced in a simple manner.

Fig. 9 zeigt den geschichteten Aufbau. Für dieses Bauteil wurde ein technisches Halb zeug aus einer Vielzahl von Furnierschichten, die jeweils verleimt wurden, aufgebaut. Die einzelnen Furnierschichten, in z-Richtung geschichtet, besaßen zum einen eine Hauptfa serrichtung in x-Richtung, wobei diese Schichten mit den Bezugszeichen 4 bezeichnet sind, während die Schichten, die eine Hauptfaserrichtung in y-Richtung aufwiesen, d. h. senkrecht zu den Schichten bzw. Furnierlagen 4, mit 5 bezeichnet sind. Es ist zu erken nen, daß die einzelnen Schichten zu einer Mittelebene, mit dem Bezugszeichen 6 be zeichnet, einen symmetrischen Aufbau besaßen, wobei die beiden mittleren Schichten jeweils eine Orientierung der Hauptfaserrichtung in der y-Richtung besaßen. Die jeweils schwarzen Linien zwischen den einzelnen Schichten zeigen die ursprünglichen Verlei mungsebenen der einzelnen Furnierlagen, wie sie bei dem technischen Halbzeug vor der Pyrolyse vorlagen. Die hellen Bereiche zeigen wiederum das reine Silizium, das in dem Keramikbauteil enthalten ist, die dunklen oder schwarzen Bereiche stellen Siliziumkarbid dar. Anhand der Fig. 9 ist zu erkennen, daß sehr dichte Gefüge auf Si- und SiC-Basis einfach herstellbar sind, die beispielsweise als Strukturkeramiken in dünnwandigen Bau teilen einsetzbar sind. Fig. 9 shows the layered structure. For this component, a technical semi-finished product was built up from a large number of veneer layers, each of which was glued. The individual veneer layers, layered in the z direction, had a main fiber direction in the x direction, these layers being designated by the reference number 4 , while the layers which had a main fiber direction in the y direction, ie perpendicular to the layers or Veneer layers 4 , denoted by 5 . It can be seen that the individual layers had a symmetrical structure with respect to a central plane, with the reference numeral 6 , the two middle layers each having an orientation of the main fiber direction in the y-direction. The black lines between the individual layers show the original gluing levels of the individual veneer layers as they existed in the technical semi-finished product before pyrolysis. The light areas in turn show the pure silicon contained in the ceramic component, the dark or black areas represent silicon carbide. On the basis of FIG. 9 it can be seen that very dense structures based on Si and SiC are easy to produce can be used for example as structural ceramics in thin-walled construction.

Claims

1. Bauteil aus SiC-Keramik, das aus einem Ausgangskörper aus zellulosehaltigem Material durch dessen Pyrolyse und nachfolgender Infiltration von Silizium, das we nigstens teilweise mit Kohlenstoff zu SiC reagiert, hergestellt ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ausgangskörper aus einem technischen Halbzeug besteht, das aus Bestandteilen in Form von Spänen und/oder einer oder mehreren Lage(n) aus zellulosehaltigem Material, verbunden mit pyrolysierbarem Bindemittel, unter Ein stellung des Gefüges des Bauteils durch die Wahl und die Massenanteile des zel lulosehaltigen Materials zu dem Bindemittel hergestellt ist.1. Component made of SiC ceramic, which is made from a starting body made of cellulosic material by pyrolysis and subsequent infiltration of silicon, which we at least partially reacts with carbon to SiC, characterized in that the starting body consists of a technical semi-finished product, which is made from components in the form of chips and / or one or more layer (s) of cellulose-containing material, combined with pyrolysable binder, with a setting of the structure of the component through the choice and the mass fractions of the cellulose-containing material to the binder.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zellulosehaltige Materi al eine zellulare Struktur aufweist.2. Component according to claim 1, characterized in that the cellulose-containing material al has a cellular structure.

3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffgehalt des Bindemittels mindestens 30% beträgt.3. Component according to claim 1, characterized in that the carbon content of the Binder is at least 30%.

4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzeug aus mehre ren Schichten besteht.4. Component according to claim 1, characterized in that the semi-finished product from several layers.

5. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten gleiche La georientierungen in Bezug auf ihre Hauptfaserrichtungen aufweisen. 5. Component according to claim 4, characterized in that the layers have the same La have georientations with respect to their main fiber directions.

6. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzeug wenigstens zwei Schichten mit unterschiedlicher Lageorientierung in Bezug auf ihre Hauptfaser richtungen aufweist.6. Component according to claim 4, characterized in that the semi-finished product at least two layers with different orientation in relation to their main fiber has directions.

7. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzeug eine bidirek tionale Lageorientierung aufweist, bei der jede zweite Schicht eine um 90° gedrehte Lageorientierung besitzt.7. Component according to claim 6, characterized in that the semi-finished product is bidirect positional orientation, in which every second layer rotated by 90 ° Location orientation.

8. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten des Halb zeugs eine quasi-isotrope Lageorientierung aufweisen.8. The component according to claim 6, characterized in that the layers of the half have a quasi-isotropic orientation.

9. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten Lagen aus Furnierholz sind.9. Component according to claim 4, characterized in that the layers of layers Plywood are.

10. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das technische Halbzeug als Verbundplatte mit einem sich wiederholenden Aufbau aufgebaut ist.10. The component according to claim 6, characterized in that the technical semi-finished product is constructed as a composite panel with a repeating structure.

11. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten symmetrisch zur Plattenmittenebene aufgebaut sind.11. The component according to claim 4, characterized in that the layers are symmetrical are built up to the middle of the plate.

12. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke einer Schicht ≦ 1, 5 m m beträgt.12. The component according to claim 4, characterized in that the thickness of a layer ≦ 1.5 m m.

13. Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke einer Schicht ≦ 0,7 mm beträgt.13. The component according to claim 12, characterized in that the thickness of a layer ≦ 0.7 mm.

14. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spä ne und/oder die Lage(n) aus Holz gebildet sind.14. Component according to one of claims 1 to 12, characterized in that the late ne and / or the layer (s) are made of wood.

15. Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Holzarten eingesetzt sind.15. Component according to claim 14, characterized in that different types of wood are used.

16. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein wäh rend der Pyrolyse Keramik bildendes Polymer ist.16. The component according to claim 1, characterized in that the binder a pyrolysis is ceramic-forming polymer.

17. Bauteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Si organisches Polymer ist. 17. The component according to claim 16, characterized in that the binder is an Si is organic polymer.

18. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Phenol oder Leimharz ist.18. The component according to claim 1, characterized in that the binder is phenol or glue resin.

19. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Bindemittel im technischen Halbzeug < 50 Massen-% beträgt.19. The component according to claim 1, characterized in that the content of binder in technical semi-finished products is <50% by mass.

20. Bauteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Bindemittel im technischen Halbzeug < 25 Massen-% beträgt.20. The component according to claim 19, characterized in that the content of binder in technical semi-finished products is <25% by mass.

21. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das technische Halbzeug aus Holzspänen und/oder einem Schicht-, Stern- oder Sperrholz aufgebaut ist.21. The component according to claim 1, characterized in that the technical semi-finished product is made up of wood shavings and / or a layered, star or plywood.

22. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das technische Halbzeug vor der Pyrolyse eine Porosität < 5% aufweist.22. The component according to claim 1, characterized in that the technical semi-finished product has a porosity <5% before pyrolysis.

23. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das technische Halbzeug weitgehend die Form des herzustellenden SiC-Keramikkörpers besitzt.23. Component according to claim 1, characterized in that the technical semi-finished product largely has the shape of the SiC ceramic body to be produced.

24. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus SiC-Keramik, bei dem ein Ausgangs körper aus zellulosehaltigem Material pyrolysiert und nachfolgend in den pyroly sierten Ausgangskörper Silizium infiltriert wird, das wenigstens teilweise mit Koh lenstoff zu SiC reagiert, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangskörper ein technisches Halbzeug eingesetzt wird, das aus Bestandteilen in Form von Spänen, und/oder einer oder mehreren Lage(n) aus zellulosehaltigem Material, gebunden mit pyrolysierbarem Bindemittel, hergestellt wird, und daß das Gefüge des Bauteils durch die Wahl und die Massenanteile des zellulosehaltigen Materials zu dem Bin demittel eingestellt wird.24. A method for producing a component from SiC ceramic, in which an output body pyrolyzed from cellulosic material and subsequently in the pyroly based starting body silicon is infiltrated, at least partially with Koh Lenstoff reacts to SiC, characterized in that as a starting body technical semi-finished product is used, which consists of components in the form of chips, and / or one or more layers of cellulose-containing material with pyrolyzable binder, and that the structure of the component through the choice and the mass fractions of the cellulosic material to the bin is set.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Silizium durch Ka pillarwirkung parallel zur Zellstruktur infiltriert wird.25. The method according to claim 24, characterized in that the silicon by Ka pillar effect is infiltrated parallel to the cell structure.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß flüssiges Silizium bei einer Temperatur oberhalb 1420°C unter Schutzgas oder Vakuum in das pyroly sierte technische Halbzeug infiltriert wird. 26. The method according to claim 24, characterized in that liquid silicon at a temperature above 1420 ° C under protective gas or vacuum in the pyroly technical semi-finished product is infiltrated.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß gas- oder dampfförmi ges Silizium unter Schutzgas oder Vakuum bei einer Temperatur oberhalb 1600°C in das pyrolysierte technische Halbzeug infiltriert wird.27. The method according to claim 24, characterized in that gaseous or vapor silicon under protective gas or vacuum at a temperature above 1600 ° C is infiltrated into the pyrolyzed technical semi-finished product.

28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyrolyse des tech nischen Halbzeugs in mehreren, aufeinanderfolgenden Temperaturschritten mit je weiliger Abkühlung dazwischen auf Raumtemperatur durchgeführt wird.28. The method according to claim 24, characterized in that the pyrolysis of the tech African semi-finished product in several successive temperature steps, each with cooling is carried out in between to room temperature.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Temperatur schritt der Pyrolyse in einem Temperaturbereich von 230°C-300°C durchgeführt wird.29. The method according to claim 28, characterized in that a first temperature step of pyrolysis is carried out in a temperature range of 230 ° C-300 ° C becomes.

30. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Pyrolyse des technischen Halbzeugs diesem nochmals Bindemittel zugeführt und anschließend das technische Halbzeug einer weiteren Pyrolyse unterworfen wird.30. The method according to claim 24, characterized in that after the pyrolysis of technical semi-finished product this binder again and then the technical semi-finished product is subjected to a further pyrolysis.

31. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Infiltration von Silizium das pyrolysierte technische Halbzeug unter Vakuum oder Schutzgasatmo sphäre einer Graphitierung bei einer Temperatur von mindestens 1.600°C unter worfen wird.31. The method according to claim 24, characterized in that before the infiltration of Silicon is the pyrolyzed technical semi-finished product under vacuum or protective gas atmosphere sphere of graphitization at a temperature of at least 1,600 ° C below will throw.

32. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß während der Pyrolyse zur Verhinderung eines Verzugs mechanische Drucklasten auf das technische Halbzeug quer zur Hauptfaserrichtung mit 10³-10⁵ N/m² (0,001-0,1 MPa) aufge bracht werden.32. The method according to claim 24, characterized in that during the pyrolysis to prevent distortion mechanical pressure loads on the technical semi-finished product transversely to the main fiber direction with 10 ³ -10 ⁵ N / m ² (0.001-0.1 MPa) are brought up.

33. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile mit Bindemittel zu dem technischen Halbzeug unter leichtem Druck von < 5 × 10⁶ N/m² (5 MPa) auf eine Dichte von < 1,0 g/cm³ verpreßt werden.33. The method according to claim 24, characterized in that the constituents are pressed with binder to the technical semi-finished product under light pressure of <5 × 10 ⁶ N / m ² (5 MPa) to a density of <1.0 g / cm ³ .

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile mit dem Bindemittel vor dem Verpressen beschichtet werden.34. The method according to claim 33, characterized in that the components with be coated with the binder before pressing.

35. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Phenol, Leimharz und/oder ein Keramik bildendes Polymer verwendet wird (werden). 35. The method according to claim 24, characterized in that the binder is phenol, Glue resin and / or a ceramic-forming polymer is (are) used.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß ein Si-organisches Po lymer verwendet wird.36. The method according to claim 35, characterized in that an Si-organic Po lymer is used.

37. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein technisches Halb zeug eingesetzt wird, das aus mehreren Schichten aufgebaut wird.37. The method according to claim 24, characterized in that a technical half Stuff is used, which is built up of several layers.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbzeug einge setzt wird, bei dem die Schichten mit gleicher Lageorientierung in Bezug auf ihre Hauptfaserrichtung angeordnet werden.38. The method according to claim 37, characterized in that a semi-finished product is set, in which the layers with the same orientation in relation to their Main fiber direction to be arranged.

39. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß ein technisches Halb zeug eingesetzt wird, bei dem wenigstens zwei Schichten mit unterschiedlicher La georientierung in Bezug auf ihre Hauptfaserrichtungen angeordnet werden.39. The method according to claim 37, characterized in that a technical half Stuff is used in which at least two layers with different La be oriented with respect to their main fiber directions.

40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß das technische Halb zeug mit einer Lageorientierung hergestellt wird, wobei jede zweite Schicht in einer um 90° gedrehten Lageorientierung angeordnet wird.40. The method according to claim 39, characterized in that the technical half is produced with a positional orientation, with every second layer in one position orientation rotated by 90 ° is arranged.

41. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß das technische Halb zeug als Verbundplatte mit einem sich wiederholenden Aufbau aufgebaut wird.41. The method according to claim 39, characterized in that the technical half is built as a composite panel with a repeating structure.

42. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten symme trisch zur Plattenmittenebene aufgebaut werden.42. The method according to claim 24, characterized in that the layers symme tric to the middle of the board.

43. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das technische Halb zeug aus Schichten mit einer Dicke von ≦ 1,5 mm aufgebaut wird.43. The method according to claim 24, characterized in that the technical half is built from layers with a thickness of ≦ 1.5 mm.

44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das technische Halb zeug aus Schichten von ≦ 0,7 mm aufgebaut wird.44. The method according to claim 43, characterized in that the technical half is made up of layers of ≦ 0.7 mm.

45. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzeug durch Verpressen von verschiedenen Holzarten hergestellt wird.45. The method according to claim 24, characterized in that the semi-finished product by Pressing of different types of wood is produced.

46. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß als pyrolysierbares Bindemittel Phenolharz mit den Spänen und/oder der einen oder der mehreren La ge(n) verpreßt wird. 46. The method according to claim 24, characterized in that as a pyrolyzable Binder phenolic resin with the chips and / or the one or more La ge (n) is pressed.

47. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer einen minimalen Restmassenanteil an Kohlenstoff aufweisenden SiC-Keramik Sili zium mindestens mit dem 2,35fachen der Masse des pyrolysierten, technischen Halbzeugs zugesetzt wird.47. The method according to claim 24, characterized in that for producing a a minimal residual mass fraction of carbon-containing SiC ceramic Sili zium at least 2.35 times the mass of the pyrolyzed, technical Semi-finished product is added.

48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer eine Porosität von < 5% aufweisenden SiC-Keramik die Silizium-Infiltration auf das 3-4,2fache, bezogen auf die Masse des technischen Halbzeugs vor der Silizierung, eingestellt wird.48. The method according to claim 47, characterized in that for producing a a porosity of <5% SiC ceramic has the silicon infiltration on the 3-4.2 times, based on the mass of the technical semi-finished product before siliconization, is set.

49. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Späne und/oder eine oder mehrere Lage(n) zunächst pyrolysiert werden, anschließend mit Binde mittel verbunden (getränkt) werden und nach einer weiteren Pyrolyse siliziert wer den.49. The method according to claim 24, characterized in that the chips and / or one or more layers are first pyrolyzed, then with a bandage medium bonded (soaked) and after another pyrolysis who siliconized the.