DE2707835A1 - Keramikgegenstaende und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Keramikgegenstaende und verfahren zu deren herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft rotationssymmetrische keramische Gegenstände mit einem Innenteil oder einem Kern und einem Außenteil oder einer Schale, die miteinander dauernd verbunden sind und deren Wärmedehnungskoeffizienten unterschiedlich sind. Der Kern besteht bevorzugt aus Siliciumnitrid und hat eine Dichte, die möglichst nahe an die theoretische Dichte herankommt. Die Schale hat bevorzugt die theoretische Dichte, zumindest jedoch 60 bis 75 % der theoretischen Dichte, und besteht zu 75 bis 95 Gew.-# aus Siliciumnitrid und 25 bis 6 Gew.-Ji aus einem weiteren Material, dessen bevorzugte Teilchengröße etwa 3 /um 1st. Dieses andere Material 1st bevorzugt Siliciumcarbid.
In letzten Jahren nahm das Interesse an Siliciumnitrid als Werkstoff für Hochtemperatüranwendungen Immer mehr zu und zwar in erster Linie wegen seiner außerordentlichen Eigenschaften, nämlich hohe Warmfestigkeit, Kriechbeständigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen
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chemischen Abbau und insbesondere Oxidationsbeständigkeit. Es gibt eine große Anzahl von speziellen Anwendungsgebieten für Produkte aus Siliciumnitrid, wie in Motoren, insbesondere Hotoren, Statoren und Düsen in Turbinen, elektrische Isolatoren und als spezielle feuerfeste Werkstoffe, wie für 'JJhermoelementschutzrohre, Ofenauskleidungen, Tiegeln u.dgl. in der Hüttenindustrie.
Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Siliciumnitrid, wobei die Unterschiede in erster Linie aus der Herstellung des Siliciumnitrids stammen. So eibt es aochdichtes Siliciumnitrid, welches man durch Heißpressen von Siliciumnitridpulver erhält,und ein solches geringerer Sichte, welches man durch Sintern von Siliciumnitridpulver bei Normaldruck erhält oder nach dem* sog, "Reaktionssinterverfahren11.
Neben den feuerfesten Baustoffen aus nur Siliciumnitrid gibt es verschiedene Produkte auf der Basis von Siliciumnitrid, die jedoch noch andere Substanzen enthalten. Aus der GB-PS 942 082 sind Sinterkörper aus Siliciumnitrid bekannt, die bis zu 10 Gew.-% feindisperses Siliciumcarbid enthalten. Die Kriechfestigkeit von reinem Siliciumnitrid wird durch Siliciumcarbid mit einer mittleren Körnung von etwa 7/um verbessert. Aus der US-PS 3394026 sind Siliciumcarbid enthaltene Siliciumnitridprodukte bekannt. Die US-PS 3 911 188 bringt Keramikkörper in Sandwichbauweise mit einer Innenlage und zwei Außenlagen, wobei die Außenlagen einen geringeren Wärmedehnungskoeffizient als die Innenlagen besitzen. Der Sandwichkörper wird hergestellt durch Heißpressen von drei Schichten von einem feinen Gemisch der feuerfesten Produkte, wodurch man eine monolithische Sandwichstruktur erhält. Die äußeren Lagen sind Siliciumnitrid, während die innere Lage ein Gemisch aus Siliciumnitrid und Siliciumcarbid . ist. Nach der GB-PS 1 264 476 werden Siliciumnitridprodukte mit Kohlenstoffasern verstärkt. Monolithische Siliciumnitridprodukte erhält man durch gleiche Anteile Siliciumnitrid, Siliciumcarbid und bis zu 25 Gew.-% Borsäure, Boroxid oder ein Borsalz in dem Ausgangsgemisch nach US-PS 3 468 992.
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Wiiddas Sintern durch Heißpressen erreicht, so führen verschiedene Sinterhilfsmittel wie obigen Modifikationen zu weiteren Variationen in der Zusammensetzung. Ein sehr wirksames Sinterhilfsmittel ist Magnesiumoxid. Wach üB-PS 970 639 eignen sich die Oxide und Nitride von Magnesium, Beryllium und Calcium sowie die Oxide von Aluminium und Eisen zur Erleichterung des Sinteras und Erhöhung der Dichte, wenn sie in Mengen von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise etwa 5 Gcw.-%, zur Anwendung gelangen. Lithiumnitrid wird als überragendes Sinterhilfsmittel in der GB-PS 1 164 795 beschrieben, wonach in Siliciumnitridpulver bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 Gew.-fc Lithiumnitrid vorgesehen wird.
Das Heißpressen ist bekannt (GB-PS 1 164 795). Siliciumnitridpulver wird in die Graphitform gefüllt, diese zusammengestellt und während des Aufheizens des Pulvers auf 15OO bis 1850°C ein Druck von 210 kg/cm angelegt. Obwohl Siliciumnitridpulver allein sich zu hoher Dichte heißpressen läßt, erhält man optimale Dichten, wenn ein Sinterhilfsmittel oder ein Mittel zur Verdichtung dem Siliciumnitridpulver zugesetzt wird. I'ür maximale Dichte und optimale physikalische Eigenschaften ist das Heißpressen eindeutig die Methode der Wahl. Nachteilig dabei ist nur die Beschränkung auf relativ einfache formen. Komplexe Formen können - wie leicht ersichtlich - nach dem Ileißpreßverfahren nicht erhalten werden.
Beim üblichen Sinterverfahren zur Herstellung von Siliciumnitridkörpern gibt es die verschiedensten Möglichkeiten für die Formgebung des Hohlkörpers oder Grünlings. Eine Möglichkeit besteht darin, Siliciumnitridpulver gegebenenfalls mit einem Zusatz in eine Stahlform einzubringen und bei Raumtemperatur unter einem Druck von etwa 3 »63 t/cm zu pressen. Der grüne Siliciumnitridformkörper wird dann in inerter Atmosphäre bei 1000°G gebrannt, so daß man einen selbstbindenden
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Sinterkörper erhält (US-PS 3 468 992). Weitere Möglichkeiten zur Herstellung des grünen Formkörpers ist das isostatische Pressen, Schlickerguß o.dgl., woran sich dann ein Sinterbrand anschließt. Die Sinterkörper haben relativ geringe Dichte} durch weiteres Brennen läßt sich die Dichte etwas erhöhen.
Eine Variante für obige Sinterverfahren ist die Herstellung von Siliciumnitridkörper durch Reaktionssintern. Feines Siliciumpulver wird zuerst vorgeformt und diese Vorform in einer Stickstoffatmosphäre solange auf 125Ü bis 135O°C gehalten, bis eine teilweise Nitrierung stattgefunden hat. Die vollständige Nitrierung des noch nicht reagierten Siliciuma erfolgt dann bei einer Temperatur in der Größenordnung von 1700°0. Soll ein Gegenstand komplexer Form hergestellt werden, so wird der teilweise nitrierte Körper auf die gewünschte Form und Dimension bearbeitet und anschließend das Fertignitrieren vorgenommen (GB-PS 942 082). Besonders hochwertige Sxliciumnitridgegenstande erhält man nach US-PS 3 778 231» indem eine Vorform aus Silicium in inerter Atmosphäre frei von Stickstoff gesintert wird, der Siliciumsinterkörper auf Dimension abgearbeitet und dann erst nitriert und gesintert wird. Die verbesserten Eigenschaften dieser Produkte dürften auf der Ungleichmäßigkeit der anfänglichen Nitrierung beruhen, die letztlich das Fertignitrieren iingünstig beeinflußt.
Wie oben bereits darauf hingewiesen, machen die überragende Feuerfestigkeit und die mechanischen Eigenschaften Siliciumnitrid besondere geeignet für Ofenauskleidungen,für Tiegeln und Pfannen der Hüttenindustrie oder für besondere Ofenkonstruktipnen, wie man sie in der Halbleiter-Industrie braucht alsDichtungen für Kolbenmaschinen und mit besonderem Interesse für Bauteile für Gasturbinen ist es geeignet. So wird beispielsweise nach der US-PS 3 854 189 ein Eotor für einen Turbinenmotor mit hochdichtem Siliciumnitrid als Nabe
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oder im Mittenbereich hergestellt, an dem ein Kranz von Schaufeln aus reaktionsgesintertem Siliciumnitrid geringerer Dichte befestigt ist. Dieser Rotor wird hergestellt, indem der äußere Teil, also der Kranz der Schaufeln, durch Reaktionssintern eines Siliciumformlxngs erhalten wird, en den durch Heißpressen von Siliciumnitridpulver die Nabe oder der innere Teil des Rotors angeformt wird.
Nach einem älteren Vorschlag wird ein zusammengesetzter Turbinenrotor aus Siliciumnitrid mit einem dichten inneren Teil und einem weniger dichten äußeren Teil hergestellt. Bei diesem älteren Vorschlag wird ausgegangen von dem Stand der Technik in Form der US-PS 3 854 189, wo die Nabe des Rotors aus zwei Teilen aufgebaut und in dem äußeren Teil mit Hilfe eines feuerfesten Mörtels gebunden ist. Der weniger dichte äußere Teil umfaßt vorzugsweise eine Schutzschicht, die gegenüber Korrosion und/oder Erosion widerstandsfähig ist. Bei derartigen Verbundkörpern wird zur Verstärkung ein feuerfestes .Fasermaterial angewandt.
Obwohl der zusammengesetzte keramische Rotor einen beträchtlichen Fortschritt darstellt, so ergeben sich Probleme aufgrund der Rißbildung in Rotorkonstruktionen mit Bereichen unterschiedlicher Dichte. Die Rißbildung tritt im äußeren Teil im allgemeinen an oder in unmittelbarer Nähe der Grenzfläche der beiden Botorteile auf. Aufgabe der Erfindung ist nun die Lösung dieses mit der Rißbildung verbundenen Probleme.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein monolithischer drehbarer zusammengesetzter Keramikkörper mit einem Innenteil oder Kern oder einem Außenteil oder einer Schale, die sich in der Zusammensetzung in qualitativer und/oder quantitativer Hinsicht unterscheiden und der Wärmedehnungskoeffizient der Schale etwa 1,5 % geringer bis 6 % höher als der des Kerns ist. Ob der Unterschied nun positiv oder negativ ist, hängt von den relativen Dimensionen der beiden Teile ab.
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Bei dem erfindungsgemäßen Körper ist der Kern sehr dicht und die Schale weniger dicht.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß die Rißbildung an der Grenzfläche der beiden Teile eines Rotors unterschiedlicher Dichte oder eines Rotors mit zwei Teilen hoher Dichte, jedoch unterschiedlicher Zusammensetzung auf einem zu großen Unterschied in der Wärmedehnung der beiden Teile bei erhöhten Temperaturen beruht. So ist beispielsweise der Wärmedehnungskoeffizient von heißgepreßtem Siliciumnitrid 5,08 χ 10" /grd und der des wesentlich weniger dichten r.eaktionsgesinterten Siliciumnitrids 3»01 χ 10" /grd oder darunter, abhängig von der Dichte. Diese Größe des Unterschieds in dem Wärmedehnungskoeffizienten, d.h. 2,3 %y führt zur Bißbildung und/oder einer teilweisen Trennung der beiden Teile. Durch Erhöhen des Wärmedehnungskoeffizient des äußeren Teils auf 1,5 % unter bis 6 % über dem des Innenteils wird das Problem der Rißbildune: gelöst. Im allgemeinen hat der äußere Teil eine sehr viel geringere Stärke (radial) als der Innenteil. In diesem fall soll der Wärmedehnungskoeffizient des Außenteils vorzugsweise 1 bis 6 % über dem des Innenteils liegen.
Da der Verbundkörper bei erhöhter Temperatur hergestellt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt wird, führt der Unterschied der WärmedehnunGskoeffizienten dazu, daß der Außenteil unter Zug und der Innenteil unter Druck steht. Dies hat zwei I'olgen, nämlich Vermeidung der Rißbildung an der Zwischenfläche zwischen den beiden Teilen und Verbesserung der Festigkeit durch Kompression des Innenteils.
Der Außenteil des Verbundkörpers kann unterschiedliche
liaben
Zusammensetzung " . gegenüber dem Innenteil, der geringere Dichte besitzt. Der Innenteil kann aus Siliciumnitrid beispielsweise bestehen, vrährend der Außenteil aufgebaut ist aus einem Gemisch von Siliciumnitrid und einem Stoff, der
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— ψ —
• St einen wesentlich größeren Wärmedehnungskoeffizient als Siliciumnitrid besitzt, wie Siliciumcarbid, Mullit, Zirkon, Xttererde, Thorerde, Tonerde, Tantalcarbid, Titancarbid oder deren Gemische. Wird hier von Siliciumnitrid gesprochen, . so ist in diesem all das mit enthalten, was zur Unterstützung der Sinterung oder Erhöhung der Dichte angewandt wird. Obwohl zur Zeit für den Innenteil Siliciumnitrid bevorzugt wird und auch für den Außenteil in modifizierter Form, so können grundsätzlich auch andere feuerfeste Werkstoffe angewandt werden, wie Siliciumoxynitrid, Siliciuraaluminiumoxynitrid oder dergleichen, die nicht nur brauchbar sondern auch manchmal wünschenswert sind, abhängig von den Arbeitsbedingungen am Einsatzort der Gegenstände. Wenn die Gegenstände solchen extremen Bedingungen, wie sie für den Rotor in Turbinenmotoren gegeben sind, ausgesetzt werden und der Hotor unterschiedliche Dichte besitzt, ist es weiters vorteilhaft, auf dem weniger dichten, relativ porösen Außenteil des Rotors einen Überzug vorzusehen, der gegenüber Korrosion und/oder Erosion beständig ist. Dieser Überzug kann auf übliche Weise, wie durch Aufstreichen einer Aufschlämmung oder einer Glasur und Brennen, Abscheidung aus der Dampfphase, Flamm- oder Plasmaspritzen oder dergleichen,aufgetragen werden.
Der Innenteil und Außenteil des Verbundkörpers kann in bekannter Weise hergestellt werden, wie durch Heißpressen, Kaltpressen und Sintern oder Reaktionssintern. Optimale Festigkeit des Innenteils oder der Nabe erreicht man durch Heißpressen. Der Außenteil,der wesentlich weniger dicht sein kann als der Innenteil, sollte nach einem der anderen Verfahren hergestellt werden. Handelt es sich um eine komplexe Form, wie den Schaufelkranz von Turbinen, ist es vorteilhaft, den Rohling isostatisch zu pressen oder herzustellen durch Spritzguß.oder Schlickerguß, woraufhin das Sintern oder Reaktionssintern stattfindet.
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Der Verbundkörper nach der Erfindung wird aufgebaut, indem zuerst vollständig der Außenteil und der Innenteil hergestellt wird und dann ein Diffusionsbinden erfolgt, indem man die aneinandergelegten Teile. Hitze und Druck aussetzt (US-PS 3 854 189).
Han kann aber auch den äußeren Teil durch Kaltformen und Sintern oder Reaktionssintern herstellen und den inneren Teil durch Heißpressen von Siliciumnitridpulver mit üblichen Sinterhilfsmitteln direkt einförmen. Eine weitere Möglichkeit, die besonders wünschenswert ist, liegt darin, die beiden fertig hergestellten Teile, d.h. Außenteil kaltgeformt und gesintert oder reaktionsgesintert und Innenteil heißgepreßt, mit Hilfe eines feuerfesten Mörtels zu einer monolithischen Struktur zu vereinigen.
Die Erfindung ist besonders geeignet für die Herstellung von keramischen Rotoren für Turbinenraotoren. Wegen der hohen Belastung eines Rotors bei der erforderlichen Arbeitsgeschwindigkeit und der korrosiven Umgebung ist Siliciumnitrid als Werkstoff durch seine hohe Festigkeit und relativ hohe Korrosionsbeständigkeit der ideale Werkstoff. Maximale Eigenschaften besitzt dieser, wenn das Siliciumnitrid heißgepreßt wurde. Der Innenteil des Rotors, der am höchsten beansprucht wird und der eine relativ unkomplizierte Geometrie besitzt', wird erhalten durch Heißpressen von Siliciumnitrid auf eine Dichte von 90 bis 100 % d.Th.; der Außenteil wird vorzugsweise durch Reaktionssintern erhalten. Dazu wird ein Pulvergemisch von Silicium und der entsprechenden Menge an Siliciumcarbid jeweils mit einer mittleren Feinheit von 10/um durch Schli ckerguB, Spritzguß oder Pressen und Nacharbeiten des grünen Form-
?6fornrt und anschließend nitriert
Der erhaltene Schaufelkranz aus Siliciumnitrid und Siliciumcarbid sollte vorzugsweise 75 bis 95 Gew.-% Siliciumnitrid und 25 bis 5 Gew.-% Siliciumcarbid enthalten und eine Dichte von etwa 50 bis 85 % d.Th. aufweisen, obwohl
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höhere Dichten möglich sind.
Die bevorzugte Zusammensetzung des Schaufelkranzes ist 11,4 % Siliciumcarbid und 80,6 fr Siliciumnitrid, der dann einen Wärmedehnungskoeffizient von etwa 3,11 χ 10 /grd besitzt. Der Wärmedehnungskoeffizient des dichteren Innenteils liegt bei etwa 3 »08 χ 10 /grd. Der Unterschied der Wärmedehnungskoeffizienten der beiden 'feile ist somit 1 %, kann jedoch bis etv/a 6 fr betragen.
Diese beiden Teile (und gegebenenfalls die zwei Hälften des inneren Teils) werden mit einem feuerfesten Mörtel dauerhaft verbunden) zumindest auf den Schaufelbereich des Rotors sollte ein relativ undurchlässiger korrosionsbeständiger überzug aus vorzugsweise Siliciumcarbid oder Siliciumnitrid aufgebracht werden, um eine Beschädigung durch die extrem korrosive Umgebung im Arbeitsraum eines Turbinenmotors zu verhindern.
Die Erfindung wird an folgendem Beispiel weiter erläutert. Beispiel
Eine Verbundscheibe - Dicke 4,6 mm, Durchmesser 139»6 mn, Bohrung 25,4 mm - mit einem Innenteil,der einen Durchmesser von 55»9 mm hatte, wurde wie folgt hergestellt:
500 g Siliciumnitridpulver, enthaltend 1,5 Gew.-% MgO ale Sinterhilfsmittel, wurden in eine mit Wolframcarbid ausgekleidete Kugelmühle getan und mit einer 1/3-Föllling von 12,7 mm Wolframcarbidkugeln unter Anwendung von 500 cm^ Isopropanol als Malhilfsmittel 16 h gemahlen, dann gesiebt und bei 900O getrocknet. Der Kuchen wurde in einer Trommel aus Kunststoff mit Wolframcarbidkugeln in etwa 15 min zerkleinert. 20 g dieses Produkts wurden in eine mit Bornitrid ausge-
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kleidete Graphitform - Hohlraum 57 »9 mm Durchmesser -
eingebracht und im wesentlichen auf theoretische Dichte η ,ρ Eine zweite ebensolche
bei 1750 C und 245 kg/cm verpreßt. Scheibe - 57,9 mm Durchmesser, 2,3 mm Stärke, 25 mm Bohrung - wurde in gleicher Weise hergestellt. Eine Nut . von 60° wurde an der Umfangsflache beider Scheiben eingeschliffen. Der Wärmedehnungskoeffizient betrug 3,08 χ 10 /grd.
9,08 kg eines Gemisches von Siliciumpulver 3/um und Siliciumcarbidpulver 3/um wurden hergestellt durch Mischen von 7i54- kg Silicium und 1,5^ kg Siliciumcarbid. Das Pulvergemisch wurde isostatisch gepreßt zu einer Stange - 305 x 152,5 mm -
unter einem Druck von 2110 kg/cm . Diese Stange wurde nach US-PS 3 778 231 gesintert. Von der Stange wurde dann eine 4,6 mm dicke Scheibe abgeschnitten und auf eine Scheibe mit einem Außendurchmesser 139i5 mm und einem Innendurchmesser 55,^ mm bearbeitet.
Diese Vorform wurde dann in üblicher Weise in einem Ofen nitriert. Die nitrierte Scheibe zeigte eine Dichte von
2,4 g/cm und einen Wärmedehnungskoeffizient von etwa 3,11 x 10 /grd ; die beiden Kanten der Bohrung wurden zu einem 60°-Winkel bearbeitet. Die V-förmige Innenfläche des Außenteils paßte in die so bearbeiteten Innenscheiben· IM diese nun zu einer monolithischen Scheibe zu verbinden, wurde ein Mörtel aus Enstatit hergestellt, indem man in einem Mörser mit einem Pistill6 g SiO2 und 4 g MgO mit Methylenchlorid zu einer dünnen Paste anrührte und die Paßflächen der drei Teile mit dieser Paste bestrich. Diese wurden dann in einer mit Molybdänblech ausgekleideten Graphitform eine Stunde bei 157O°C und unter einem Druck von 35 kg/cm heißgepreßt, Die erhaltene monolithische Scheibe zeigte keine Risse oder sonstigen Fehler.
Durch die Abstimmung der Wärmedehnungskoeffizienten der
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Innen- und Außenteile und den Zusammenbau bei 156O0C stand der Innenteil durch den größeren Wärmedehnungskoeffizient en des Außenteils bis zu 1560°C unter Druck. Durch diese Druckkraft auf das Innenteil wird die schon hohe Festigkeit weiter verbessert.
Während die Erfindung bisher immer anhand von Siliciumnitrid als Grundwerkstoff für den Innenteil und Siliciumnitrid zusammen mit Siliciumcarbid oder die anderen oben erwähnten Substanzen für den Außenteil beschrieben wurde, kann man Siliciumcarbid oder die anderen Stoffe solange für beide Teile vorsehen, als der äußere Teil beträchtlich mehr Siliciumcarbid enthält, damit der erforderliche Unterschied der Wärmedehnungskoeffizienten gewährleistet ist. So kann man beispielsweise für das Heißpressen des Innenteils als Sinterhilfsmittel für das Siliciumnitrid bis zu 15 Gew.-% Thorerde und/oder Xttererde anwenden. In diesem Fall muß eine entsprechend größere Menge an Thorerde, Siliciumcarbid oder dergleichen für den Außenteil herangezogen v/erden.
Anstelle nun den erforderlichen Unterschied der Wärmedehnungskoeffizienten durch ein oder mehrere obige Zusätze in den Außenteil und gegebenenfalls auch in den Innenteil herbei zuführen, kann man auch eine bestimmte Menge des einen Stoffs mit einem gegebenen Wäriaedehnungskoeffizient in den Innenteil und eine bestimmte Menge eines anderen Stoffs mit einem größeren Wärmedehnungskoeffizient im Außenteil vorsehen. Nach der Erfindung können also beide Teile im wesentlichen vollständig dicht sein, sich jedoch in der Zusammensetzung unterscheiden.
.4
/ PATENTANSPRÜCHE;
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Claims (1)

  1. DR. IMG. F. WUBSTHOKF SOCO MONOHSIfOO
    DR.X.T.PKOHMANN ICWHOEIHMBU ·
    DH. IHG. D. BKHHKK8 """" «"» ·"·"
    DIW-IKG. H.GOKT*
    niHiuin ■ PlTMIAiWlLTl ranmPMm »tmn
    1A-49 115
    PATENTANSPRÜCHE
    2707635
    Keramischer Verbundkörper aus einem Innenteil und einem Außenteil, die dauerhaft miteinander verbunden sind, wobei der Wärmedehnungskoeffizient des Außenteils etwa 1»5 % geringer bis 6 % größer als der des Innenteils ist.
    (2) Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß beide Teile aus Siliciumnitrid bestehen mit einem Zusatz in i'orm von Siliciumcarbid, Mullit, Zirkon, Yttererde, Thorerde, Tonerde, Tantalcarbid und/oder Titancarbid.
    (3) Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Innenteil hochdichtes Siliciumnitrid und der Außenteil weniger dichtes Siliciumnitrid mit zusätzlich Siliciumcarbid, Mullit, Zirkon, Yttererde, Thorerde, Tonerde, Tantalcarbid und/oder Titancarbid ist.
    (4) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest der Außenteil einen korrosions- und/oder erosionsbeständigen Überzug besitzt.
    (5) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Außenteil aus 75 bis 95 Gev/.-% Siliciumnitrid und 25 bis 5 Gew.-% Siliciumcarbid besteht und eine Dichte von 50 bis 85 % d.Th. aufweist und der Innenteil aus Siliciumnitrid mit einer Dichte
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    von 90 bis 1üÜ >·ό d.Th. aufgebaut ist.
    (6) Verbundkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmedehnungskoeffizient
    des Innenteils etwa 3,08 χ 10 /grd und der des Außenteils etwa 3,08 bis 3,26 χ 10~6/grd. ist.
    (7) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Siliciumcarbid im Außenteil eine mibtlere Größe von maximal 10/um besitzt.
    (8) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Innenteil aus Siliciumnitrid mit einer Dichte von etwa 98 Ja d.Th. und einem Wärmedehnungskoeffizient von etwa 3,17 χ 10" /grd und der Außenteil aus 80 bis 85 Gew.-';« Siliciumnitrid und 20 bis 15 % Siliciumcarbid mit einer Dichte von zumindest 65 % d.Th. besteht, wobei die Körnung des Siliciumcarbids etwa 3/um ist und der V/ärmedehnungskoeffizient des Außenteils etwa 3,2 χ 10"6/grd beträgt.
    (9) Verfahren zur Herstellung der Formkörper nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß man den Siliciumnitrid-Innenteil mit einer Dichte von 90 bis 100 % d.Th. durch Heißpressen und den Außenteil aus 70 bis 90 Gew.-J» Siliciumnitrid und 30 bis 10 Gew.-% Siliciumcarbid mit einer Dichte von 60 bis 75 % d.Th. durch formen und Sintern oder Reaktionssintern herstellt und die beiden Teile unter Wärme und Druck verbindet.
    (10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet , daß man für das Heißpressen 0,5 bis Gew.-/3 Sinterhilfsmittel anwendet und den Außenteil herstellt aus einem Gemisch von 57,5 bis 80 % Siliciumpulver einer Körnung von 3/um und 42 bis 15 /^ Siliciumcarbid mit
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    einer ivornuno von :j/um.
    (11) Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daii man die Verbindung der Teile unter Wärme und Druck mit einem feuerfesten Mörtel vornimmt.
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