DE2760422C2

DE2760422C2 -

Info

Publication number: DE2760422C2
Application number: DE2760422A
Authority: DE
Inventors: William Bruno Ballston Lake N.Y. Us Hillig; Charles Robert Ballston Spa N.Y. Us Morelock
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1976-02-23
Filing date: 1977-02-19
Publication date: 1989-12-14
Also published as: CA1096895A; IT1075555B; NL7701852A; CH636587A5; JPS61251577A; JPS6257595B2; FR2341534B1; DE2707299C2; NO145006B; FR2341534A1; JPS52121614A; NO800678L; CH641750A5; NO145836C; DE2707299A1; US4120731A; NO145836B; NL184316C; NO145006C; US4148894A

Description

Die Erfindung betrifft Verbundstoffe aus einer zusammenhängenden zerspanbaren äußeren Schicht und einer hitzebeständigen Grund struktur, deren Verwendung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Verbundkörpers.

Die in der US-PS 29 43 008 beschriebenen Verbundstoffe sind er halten durch gemeinsames Sintern einer Schicht aus teilchen förmigem SiC und mindestens einer äußeren Schicht aus einer Mischung aus Al₂O₃, ZrO₂, Alsilikat mit mehr als 50 Gew.-% Al₂O₃ oder einer Mischung davon mit bis zur gleichen Gew.- Teilmenge an SiC sowie 1 bis 10 Gew.-% eines Alkali- oder Erdalkali- und/oder Boroxidglases.

In der US-PS 28 87 393 ist ein Verfahren zum Herstellen gebun dener Bornitrid-Gegenstände beschrieben, bei dem eine Mischung aus Bornitridteilchen und 5 bis 70 Gew.-% fein zerteiltem Silizium zu einem Gegenstand der gewünschten Gestalt geformt und anschließend in einer Atmosphäre von Kohlenmonoxid auf eine Temperatur erhitzt wird, die ausreicht, das Kohlenmonoxid mit dem Silizium unter Bildung von Siliziumcarbid umzusetzen und dadurch die Bornitridteilchen miteinander zu verbinden. Durch die Einführung des Kohlenmonoxids gelangt automatisch auch Sauerstoff in das System, der bei den erhöhten Tempe raturen rasch mit Silizium unter Bildung von Siliziumoxiden reagieren kann. Außerdem erfolgt die Umsetzung des Kohlenmonoxids mit dem Silizium nach der US-PS 28 87 393 vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 1200 bis 1300° C, um die Bildung von Siliziumnitrid aus unvermeidlich anwesendem Stickstoff möglichst zurückzudrängen. Trotzdem kann sich Siliziumnitrid bilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbundstoffe der eingangs genannten Art mit verbesserter Schlagfestigkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch Verbundstoffe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Silizium carbid-Verbundkörpern ist Gegenstand des Patentanspruchs 8.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der Herstellung eines Siliziumkarbid- Verbundstoffes auf der Grundlage der Infiltration von ge schmolzenem Silizium in den Hohlraum einer Form, der eine hitzebeständige Grundstruktur in Kontakt mit einem zusam menhängenden Vorformling enthält, der aus einer Mischung von Kohlenstoffteilchen und teilchenförmigem anorganischem Material besteht, wobei die Quelle für das geschmolzene Silizium in dem Raum oberhalb des Hohlraumes der Form enthalten ist,

Fig. 2 Silizium in Kontakt mit Kohlenstoffdochten oberhalb einer Form, wobei die Form mit einem Vorformling aus Kohlenstoff fasern gefüllt ist und der Vorformling umgeben ist von einem zusammenhängenden Vorformling aus einer Mischung teilchenförmigen Kohlenstoffes und einem teilchenförmi gen anorganischen Material und

Fig. 3 die Verwendung eines zusammenhängenden Vielschichtvor formlings auf einer Grundstruktur, um eine weitere Modifi kation des Verbundstoffes gemäß der vorliegenden Erfin dung zu erhalten.

Soll die zusammenhängende zerspan bare äußere Schicht als schlagbeständiger Schutzüberzug benutzt werden, dann kann sie in einer selbsttragenden Dicke auf ein Silizium- oder Siliziumcarbid-Substrat aufgeschweißt wer den, um die Schlagfestigkeit des Substrates zu verbessern. Dieses Vorgehen kann als eine wahlweise Alternative zu der in Fig. 1 dargestellten Prozedur benutzt werden, in der die zerspanbare Schicht an Ort und Stelle gegossen wird.

Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Si liziumkarbid-Verbundstoffes mit einer hitzebeständigen Grundstruk tur und einer zusammenhängenden zerspanbaren oder nachgiebigen Schichtstruktur, das folgende Stufen umfaßt:

(1) Einbringen des geschmolzenen Siliciums in eine Form, die im wesentlichen mit einem Verbundstoff aus einer Grundstruktur und einer zusammennängenden äußeren Schicht gefüllt ist, wobei die Grundstruktur ausgewählt ist aus
- (i) einer geformten Masse aus Siliziumkarbid,
- (ii) einem Verbundstoff aus Silizium und Siliziumkarbid und
- (iii) einem Vorformling aus Kohlenstoffasern
und die zusammenhängende äußere Schicht eine gleichförmige Mischung aus teilchenförmigem Kohlenstoff und einem teilchen förmigen anorganiscnen Material umfaßt, das mit geschmolzenem Silizium im wesentlichen nicht reagiert und eine Mohs-Härte im Bereich von etwa 1 bis etwa 7 aufweist,
(2) das flüssige Silizium vollständig in die Form infiltrieren lassen, während man die Reaktionsgase daraus entweichen läßt, und
(3) Herausnehmen des Siliziumkarbid-Verbundkörpers aus der Form.

Die Arten teilchenförmigen Kohlenstoffes, die zur Herstellung der zusammenhängenden Schichten bei den Verbundkörpern nach der vor liegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind Kohlenstoff- oder Graphitfasern, carbonisierte Pflanzenfasern, Lampenruß, fein zerteilte Kohle, Holz, Holzkohle usw. Das zusammen mit den Kohlenstoffteilchen einsetzbare teilchenförmige anorganische Ma terial kann z. B. Bornitrid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Sili ziumnitrid usw. sein, und zwar mit einer durchschnittlichen Aggre gatsgröße von 1 bis 2000 µm. Die einzelnen Kristallite oder Unterteilchen, welche die Aggregate bilden, können natürlich be trächtlich kleiner sein.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Form mit einem Grundteil 23 aus hitzebeständigem Siliziumkarbid dargestellt, die weiter hitzebeständige Teile aus Silizium/Siliziumkarbid einschließt. Es sind weiter zusammenhängende sich selbst tragende Vorformlinge 22 aus der Mischung aus Kohlenstoffteilchen und Teilchen des an organischen Materials gezeigt. Wenn es erwünscht ist, können die zusammenhängenden Vorformlinge in einer Vielzahl von Formen aus Pasten der Mischung der teilchenförmigen Bestandteile unter An wendung von Standardtechniken und einer im Handel er hältlichen Graphitsuspension hergestellt werden. Durch Infiltra tion des geschmolzenen Siliziums aus dem pulverförmigen Silizium 20 durch die Kohlenstoffdochte 21 kann wieder die Bildung eines Verbundstoffes aus dem hitzebeständigen Grundkörper und einer zerspanbaren, nachgiebigen zusammenhängenden Schicht erfolgen. Bei 24 und 25 befinden sich Entlüftungsöffnungen für heißes Gas (um einen Druckaufbau in der Form zu vermeiden.

In Fig. 2 ist ein weiterer Weg zur Herstellung eines Verbundstof fes an Ort und Stelle veranschaulicht, bei dem ein hitzebeständiger Grundkörper aus Silizium/Siliziumkarbid und einer nachgiebigen zerspanbaren äußeren Schicht gebildet wird. Eine Quelle für ge schmolzenes Silizium ist bei 30 gezeigt und Kohlenstoffaserdochte bei 31. Zusammenhängende Schichten aus der Mischung von Kohlen stoffteilchen und Teilchen des anorganischen Materials sind bei 32 gezeigt. Bei 33 ist ein Vorformling aus Kohlenstoffasern ge zeigt, der nach Standardtechniken hergestellt werden kann. Bei 34 und 35 befinden sich Entlüftungsöffnungen für heißes Gas.

Der Begriff "Kohlenstoffasern", wie er in der vorliegen Anmel dung gebraucht wird, schließt die oben definierten handelsübli chen Kohlenstoffasern ein. Die Kohlenstoffaser schließt z. B. hochfestes Graphit mit einer typischen Zugfestigkeit von etwa 1760 N/mm², einen Modul von etwa 14 × 10⁴ N/mm² und einer carboni sierten Dichte von 1,6 g/cm³ ein, wie in der US-PS 34 12 062 be schrieben. Vorzugsweise hat die Kohlenstoffaser eine spezifische Dichte von 1,3 bis 1,5 g/cm³ und schließt Produkte ein, wie andere carbonisierte Fasern oder Kohlenstoffilz. Zusätzlich zu carbonisierten Rayonfasern können irgendwelche anderen Kohlenstoff asern mit einer spezifischen Dichte wie oben angegeben verwen det werden, die von Polymeren oder natürlichen organischen Ver bindungen abgeleitet sind, wie Polyacrylnitril, Polyacetylen, wie in der US-PS 38 52 235 beschrieben, oder aus Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat usw. Der Begriff "Vorformling", wie er in der vor liegenden Anmeldung benutzt wird, bezeichnet vorzugsweise eine geformte Struktur orientierter Kohlenstoffasern, wie ein vorim prägniertes Material. Um einen Vorformling herzustellen, wird ein Kohlenstoffaser-Kabel, -Litze oder -Gewebe mit geschmolzenem Wachs oder irgendeinem anderen Binder behandelt, wie Zellulosenitrat, kolloidalem Graphit usw.

In Fig. 3 ist eine Grundstruktur 45 gezeigt, die in Berührung steht mit einer vielschichtigen zusammenhängenden nachgiebigen äuße ren Struktur bei 42-44. Die Grundstruktur kann aus einem hitzebe ständigen Siliziumkarbid bestehen, wie in Fig. 2 gezeigt, oder einem Vorformling aus Kohlenstoffasern, wie in Fig. 3 gezeigt. Die zusammenhängende Schichtstruktur kann aus einer vorgeformten Mischung 42 aus Kohlenstoffteilchen und Teilchen des anorganischen Materials, einer Mittelschicht 43 aus Kohlenstoffaser oder Kohlen stoffolie und einem anderen Vorformling ähnlich den bei 42 und 44 gezeigten bestehen. Die verbesserte Schlagfestigkeit und Zähigkeit kann der zerspanbaren zusammenhängenden Schicht und der Grund schicht durch Infiltration von geschmolzenem Silizium verliehen werden. Bei 46 ist eine Entlüftungsöffnung für heißes Gas gezeigt.

Das Schmelzen des pulverisierten Siliziums kann durch Einstellen der jeweiligen Vorrichtung in einen geeigneten Ofen erfolgen. Wenn erwünscht, können Heizspulen um das pulverisierte Silizium gelegt werden. Ein Entformungsmittel, wie Bornitrid, kann auf die Innenwände der Form aufgesprüht werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die oben beschriebe nen Verbundstoffe nach der vorliegenden Erfindung zu Umhüllungs ringabschnitten von Gasturbinen und Triebwerken für Flugzeuge, zu Übergangsstücken von Gasturbinen, Kolben und Ringe für Diesel motoren, Wärmeaustauscherrohren, Werkzeugen zum Heißpressen, Aus kleidungen für Brenner, Fusionsreaktorteilen, abriebsbeständigen Ziegeln, Fliesen oder Kacheln usw. verarbeitet werden.

Bei der Herstellung der Verbundstoffe gemäß der vorliegenden Er findung kann die zusammenhängende zerspanbare Schicht auf die Grundstruktur entweder direkt oder durch Bildung an Ort und Stelle durch Infiltration von geschmolzenem Silizium aufgebracht werden. So kann z. B. die zusammenhängende Schicht mit einer Dicke im Be reich von 0,25 bis 25 mm oder mehr auf einer geeigneten Grundstruk tur gebildet werden, wobei die Dicke der zusammenhängenden Schicht entsprechend vom 0,1- bis 100fachen der Dicke der Grundstruktur variieren kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläu tert. In diesen Beispielen sind alle Teile Gewichtsteile, wenn nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Eine Mischung aus 25 Gew.-% oder 20 Vol.-% Bornitrid, wie es im Handel erhältlich ist, und 75 Gew.-% oder 80 Vol.-% einer Graphitsuspen sion, wie sie im Handel erhältlich ist, wurde zu einer dicken Paste vermischt. Die Paste wurde auf ein flaches Rechteck mit einer Dicke von etwa 3 mm auf gebracht und an der Luft trocknen gelassen.

Aus handelsüblichem Graphit mit einer anfänglichen Dicke von etwa 18 mm wurde eine Form durch Zerspanen hergestellt, indem man einen Hohlraum in der Form von etwa 3 × 3 × 75 mm herstellte. Die Innen seite des Hohlraumes in der Form wurde danach mit einem Bornitrid- Aerosol überzogen. Die obige Mischung aus Bornitrid und Graphit wurde dann zu der erforderlichen Größe geschnitten und in die Form eingeführt. Ein Kohlenstofftiegel mit einem Innendurchmesser von etwa 31 mm und einer Höhe von etwa 50 mm mit einem etwa 3 mm Durchmesser aufweisenden Loch, das in den Boden eingebohrt war und einem Docht aus Kohlenstoffasern, der sich durch das Loch er streckte, wurde auf der Form oben angeordnet. Der Kohlenstoffaser docht erstreckte sich für etwa 3 mm über das Obere des Loches heraus und berührte auch die vorbeschriebene Mischung in der Form. Der Tiegel wurde dann mit festen Siliziumstücken gefüllt, wobei man etwa 15% mehr Si lizium verwendete, als zur Füllung des Formhohlraumes im geschmol zenen Zustand erforderlich war. Das Ganze wurde in einen Wider standsofen überführt, in dem ein Vakuum von 1,33 Pa einge stellt wurde. Man erhitzte das Ganze auf etwa 1600°C. Dabei wurde festgestellt, daß die Mischung in der Form unmittelbar mit dem geschmolzenen Silizium reagierte. Nach dem Erreichen der 1600° C wurde das Ganze noch etwa 15 Minuten im Ofen belassen. Dann ließ man sich die Form abkühlen und nahm das erhaltene Teil aus der Form heraus. Man erhielt ein Gußteil mit den gleichen Abmessun gen wie die ursprüngliche Mischung aus Bornitrid und Graphit.

Nach dem Herstellungsverfahren war das Gußteil das durch Infil tration erhaltene Reaktionsprodukt von geschmolzenem Silizium und einer Mischung aus 25 Gew.-% Bornitrid und 75 Gew.-% Graphit. Die Dichte des Gußkörpers betrug 2,1 g/cm³. Dann klemmte man den Gußkörper in eine Schraubstockklemme und schnitt mit einer Stahl säge einen Probekörper von etwa 3 × 37 × 3 mm. Es wurde festge stellt, daß der Gußkörper leicht zerspanbar war und der übrige Teil des Gußkörpers konnte leicht mit einer Stahlfeile ausge feilt werden.

Eine etwa 25 × 50 × 3 mm große flache Platte aus dem obigen zer spanbaren Gußkörper wurde als eine zusammenhängende Schicht auf einem etwa 25 × 50 × 12,5 mm großen Block aus Siliziumkarbid an geordnet. Beides wurde zusammen in einem Ofen in einer inerten Atmosphäre für 15 Minuten auf eine Temperatur von 1500° C erhitzt. Beim Abkühlen erhielt man einen Verbundstoff, bei dem der zer spanbare Gußkörper integral an den hitzebeständigen Grundkörper aus Siliziumkarbid geschweißt war.

Um die Schlagfestigkeit eines etwa 25 × 50 × 12,5 mm großen Bloc kes aus Siliziumkarbid mit der des vorgenannten Verbundstoffes zu vergleichen, wurde ein Schlagtest ausgeführt. Die Schlagbe ständigkeit wurde bestimmt durch Beaufschlagen der Testprobe mit einer 4,5 mm großen Kugel mit einer Geschwindigkeit von 200 m pro Sekunde und einem Einfallwinkel von etwa 80°. Dabei wurde festge stellt, daß der Verbundstoff aus Siliziumkarbid mit dem darauf geschweißten zerspanbaren Gußkörper eine bessere Schlagfestig keit hatte, als der Siliziumkarbidgrundkörper ohne eine solche zusammenhängende Schicht aus dem zerspanbaren Gußkörper.

Beispiel 2

Mischungen aus Graphit und Bornitrid wurden nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt, um Platten mit einer Dicke von etwa 3 mm daraus zu bilden. Dann wurde aus dem Graphit gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren eine Form hergestellt, indem man aus dem Graphit einen Hohlraum von etwa 25 × 75 × 2,5 mm herausarbeitete. Die Form wurde im Inneren mit Bornitrid über zogen. Dann wurde ein Siliziumkarbidteil in der Form angeordnet, das von vorgeformten Streifen aus Graphit und Bornitrid umgeben war, die man zurechtgeschnitten hatte und die die Form vollstän dig füllten. Wie in Fig. 2 gezeigt, wurden drei Löcher, die je einen Durchmesser von etwa 3 mm hatten, in den oberen Teil der Form geschnitten, sowie mehrere Abgaslöcher wurden in den unteren Teil der Form gebohrt. In die Löcher im oberen Teil der Form steckte man Dochte aus Kohlenstoffasern, die sich bis zu etwa 3 mm oberhalb des oberen Teiles der Form erstreckten und gleichzeitig in Berührung mit den Streifen aus Bornitrid und Graphit innerhalb der Form standen. Dann füllte man teilchenförmiges Silizium in den Hohlraum oberhalb des oberen Teiles der Form, wobei man einen 15%igen Überschuß über das Volumen verwendete, das erforderlich war, um in geschmolzener Form die Form vollständig zu infiltrie ren.

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden die Form und die Tragstruk tur in einen Ofen eingebracht und bis zu einer Temperatur von 1600° C erhitzt. Nach der Umwandlung des Siliziums in die geschmol zene Form fand die Infiltration augenblicklich statt. Nach etwa 15 Minuten bei 1600° C ließ man die Form sich abkühlen.

Die Herausnahme des gebildeten Teiles aus der Form war leicht mög lich, da man die Innenwand der Form vor dem Füllen mit dem Sili ziumkarbidteil und den Kohlenstoff-Bornitridstreifen mit Bornitrid besprüht hatte. Nach dem Herstellungsverfahren hatte man einen Verbundstoff aus einem hitzebeständigen Grundkörper aus Silizium karbid mit einer etwa 3 mm dicken zusammenhängenden Schicht aus dem durch Infiltration erhaltenen Reaktionsprodukt aus geschmol zenem Silizium und einer Mischung aus Graphit und Bornitrid er halten. Es wurde festgestellt, daß die zusammenhängende Schicht integral mit dem Grundkörper aus hitzebeständigem Siliziumkarbid verbunden war.

Die Schlagfestigkeit des im Beispiel 2 erhaltenen Verbundkörpers war im wesentlichen die gleiche wie die Schlagfestigkeit des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Verbundkörpers. Zusätzlich zu der verbesser ten Schlagfestigkeit erwies sich die zusammenhängende Schicht als leicht zerspanbar, wie sich bei Verwendung eines Diamantsägeblattes zeigte, das mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,12 bis 12,5 mm pro Sekunde in die Oberfläche der Schicht eindringen konnte. Die Diamantscheibe hatte einen Durchmesser von etwa 10 cm, eine Breite von etwa 9 mm, eine Diamantteilchengröße von etwa 0,1 mm, sie rotierte mit einer Geschwindigkeit von etwa 5500 Umdrehungen pro Minute, bei einer Tiefe von etwa 0,05 mm und einer Schneidgeschwin digkeit von etwa 5 mm pro Sekunde wurden Zugkräfte von 0,90 bis 6 N angewandt.

Beispiel 3

Aus Kohlenstoffgewebe geringen Moduls, das im Handel erhältlich ist, wurde ein Vorformling aus Kohlenstoffasern hergestellt, wobei man eine wäßrige kolloidale Suspension von Graphit als Binder be nutzte. Der Vorformling aus Kohlenstoffaser wurde ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten durch maschinelles Bearbeiten in die richtige Form gebracht. Nach der Prozedur des Beispiels 2 wurden Streifen aus Bornitrid/Graphit-Mischung, die zu einer Dicke von etwa 3 mm geformt worden waren, in dem etwa 25 × 75 × 2,5 mm großen Hohl raum einer Form angeordnet, den man zuvor mit Bornitrid überzogen hatte und der aus dem handelsüblichen Graphit des Beispiels 1 herausgearbeitet worden war. Den Raum oberhalb der Form belud man mit Siliziumpulver.

Nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren ergab die Infiltra tion der Form mit geschmolzenem Silizium einen Verbundstoff mit einer Grundstruktur aus Silizium/Siliziumkarbid und einer zusam menhängenden äußeren Schicht aus dem Reaktionsprodukt des ge schmolzenen Siliziums und einer Mischung aus Graphit und Graphit/ Bornitrid. Die Schlagfestigkeit des vorgenannten Verbundstoffes wurde wie in Beispiel 1 beschrieben getestet und es zeigte sich, daß sie gegenüber einem hitzebeständigen Formkörper aus Silizium/ Siliziumkarbid verbessert war, den man in der gleichen Form, aber ohne die äußere zusammenhängende Schicht aus Graphit und Bornitrid hergestellt hatte, wobei ein entsprechend größerer Vorformling aus Kohlenstoffasern verwendet werden konnte, um den Hohlraum der Form vollständig zu füllen.

Beispiel 4

Wie in Fig. 3 gezeigt, wurde eine Form vertikal ausgearbeitet, um sie an einen Vorformling aus Kohlenstoffasern in der Form benach bart zu einer vielschichtigen zusammenhängenden Struktur anzupas sen, die aus Kohlenstoffgewebe in Sandwichform zwischen zwei Strei fen aus einer Mischung aus Graphit und Bornitrid bestand, die man gemäß Beispiel 1 hergestellt hatte. Vor dem Einlegen des Vorform lings aus Kohlenstoffasern und der vorgenannten zusammenhängenden Vielschichtstruktur war die Form innen mit Bornitrid in einer üb lichen Weise überzogen worden. Die Infiltration des geschmolzenen Siliziums wurde nach dem Verfahren des Beispiels 2 bewirkt. Nach dem Abkühlen wurde ein Verbundstoffteil aus der Form herausgenom men. Es wurde festgestellt, daß die Infiltration des geschmolze nen Siliziums in den zusammenhängenden Schichten aus Graphit und Bornitrid sowie in dem Vorformling aus Kohlenstoffasern erfolgte. Die Infiltration erfolgte auch in der Zwischenschicht aus Kohlen stoffgewebe, die einen Bestandteil der vielschichtigen zusammen hängenden Struktur bildete. Es wurde weiter festgestellt, daß die zusammenhängende Schicht auf dem hitzebeständigen Substrat aus Silizium/Siliziumkarbid etwas zäher und weniger zerspanbar war als die zusammenhängende Schicht des Beispiels 2. Die Schlagbe ständigkeit des erhaltenen Verbundstoffes war besser als die des Verbundstoffes, der gemäß Beispiel 2 erhalten wurde.

Claims

1. Verbundstoffe aus einer zusammenhängenden zerspanbaren äußeren Schicht und einer hitzebeständigen Grundstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß
die zusammenhängende zerspanbare äußere Schicht das durch Infliltra tion erhaltene Reaktionsprodukt von geschmolzenem Silizium und einer im wesentlichen gleichmäßigen Mischung aus den folgenden Bestandtei len in Vol.-% ist:
45 bis 90 teilchenförmiger Kohlenstoff, der bis zu einem glei chen Volumenanteil, bezogen auf das Gesamtvolumen der Mischung, Si liziumkarbid-Teilchen enthält und
10 bis 55 eines teilchenförmigen anorganischen Materials, das gegenüber geschmolzenem Silizium bei Temperaturen bis zu 1600° C im wesentlichen inert ist, eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,1 bis 2000 µm und eine Mohs-Härte im Bereich von 1 bis 7 hat, und wobei die hitzebeständige Grundstruktur ausgewählt ist aus hitzebe ständigen Siliziumkarbid-Formkörpern und dem durch Infiltration von geschmolzenem Silizium in eine Kohlenstoffaser-Vorform erhaltenen Reaktionsprodukt.

2. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenhängende äußere Schicht auf der Infiltration von ge schmolzenem Silizium in eine Mischung aus Kohlenstoffteilchen und Bornitrid-Teilchen beruht.

3. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständige Grundstruktur ein Silizium/Siliziumkarbid-Sub strat ist

4. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenhängende äußere Schicht ein aus vielen Schichten beste hendes, durch Infiltration erhaltenes Reaktionsprodukt einer Mi schung aus Bornitrid- und Kohlenstoffteilchen auf beiden Seiten ei ner Zwischenschicht aus Kohlenstoffasern ist.

5. Verwendung des Verbundstoffes nach Anspruch 1 als Umhüllungsringabschnitt für eine Gasturbine.

6. Verwendung des Verbundstoffes nach Anspruch 1 als Umhüllungsringabschnitt eines Flugzeugtriebwerkes.

7. Verwendung des Verbundstoffes nach Anspruch 1 als Übergangsstück für eine Gasturbine.

8. Verfahren zum Herstellen eines Siliziumkarbid-Verbundkör pers aus einer hitzebeständigen Grundstruktur und einer zusammenhän genden zerspanbaren oder nachgiebigen Schichtstruktur, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:

(1) Einführen von geschmolzenem Silizium in eine Form, die im we sentlichen mit einem Verbundstoff aus einer Grundstruktur und einer zusammenhängenden äußeren Schicht gefüllt ist, wobei die Grundstruktur ausgewählt ist aus
- (i) einer geformten Masse aus Siliziumkarbid,
- (ii) einem Verbundstoff aus Silizium und Siliziumkarbid und
- (iii) einem Vorformling aus Kohlenstoffasern
und die zusammenhängende äußere Schicht eine gleichförmige Mi schung aus teilchenförmigem Kohlenstoff und einem teilchenför migen anorganischen Material umfaßt, das mit geschmolzenem Si lizium im wesentlichen nicht reagiert und eine Mohs-Härte im Bereich von 1 bis 7 hat,
(2) das geschmolzene Silizium vollständig in die Form infiltrieren lassen, während man die Reaktionsgase daraus entweichen läßt und
(3) Herausnehmen des erhaltenen Siliziumkarbid-Verbundstoffes aus der Form.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Silizium in eine Form infiltriert wird, die als Grundstruktur einen Vorformling aus Kohlenstoffasern enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß teilchenförmiges Bornitrid als anorganisches Material eingesetzt wird.