VOIGT HARTMUT (DE)
| US5521129A | 1996-05-28 | |||
| US4578363A | 1986-03-25 | |||
| EP2634160A1 | 2013-09-04 | |||
| EP2634160A1 | 2013-09-04 |
GAUCKLER L.J.; LUKAS H.L.; PETZOW G.: "Contribution to the Phase Diagram Si N -AIN-AI 0 Si0", J. AM. CERAM. SOC., vol. 58, no. 7-8, 1975, pages 346 - 347
| Patentansprüche Versatz geeignet zur Herstellung eines SiC-Granulat basierten, in Stickstoffatmosphäre keramisch gebrannten, feuerfesten Erzeugnisses, dessen Granulatkörner über eine mindestens ein Siliziumnitrid und mindestens eine Borverbindung und zudem SiAlON enthaltende Sinterphase miteinander versintert sind, dadurch gekennzeich net, dass er zumindest die folgenden Bestandteile aufweist: SiC-Granulat: 60 bis 89,4, insbesondere 78 bis 81 Gew.-% Si-Pulver: 10 bis 25, insbesondere 14 bis 16 Gew.-% Borkomponente errechnet als Bor aus der mindestens einen Borverbindung oder den Borverbindungen: 0,1 bis 2, insbesondere 0,3 bis 0,4 Gew.-% SiAlON bildende AI-Komponente errechnet als Al203 aus einem AI und/oder Al203- und/oder AI203/Si02-Produkt: 0,5 bis 13, insbesondere 4,7 bis 5,6 Gew.-%. Versatz nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich net, dass er bis 3 Gew.-% einer feinteiligen Si02-Komponente wie Quarzsand und/oder Kieselgur und/oder Quarzglas und/oder bis 0,5 Gew.-% einer feinteiligen Calciumkomponente wie Kalksteinmehl und/oder Ca-Stearat und/oder Kalkspat und/oder Kalziumsilikat enthält. Versatz nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeich net, dass er als Borkomponente mindestens eine Bor-Verbindung aus der folgenden Gruppe enthält: Nitride, Carbide, Oxide, Fluoride, Metallverbindungen mit Borkomponente, Borate, insbesondere Borcarbid und/oder Boroxid und/oder Bornitrid. Versatz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, dass er als SiAlON bildende AI-Komponente ein AI und/oder AI203-Produkt enthält, das > 40 Gew.-%, vorzugsweise > 53 Gew.-% AI enthält. Versatz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, dass er als SiAlON bildende AI203-Komponente ein AI203/Si02-Produkt enthält, insbesondere Ton und/oder Kaolin und/oder Mullit. Versatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass als AI203/Si02-Produkt mindestens ein keramischer Ton, insbesondere ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Montmorillonit, lllit, Halloysit, Bentonit, Vermiculit, wobei insbesondere Montmorrilonit und/oder Bentonit und/oder lllit enthalten ist. Versatz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, dass bis 10 Gew.-%, insbesondere bis 4 Gew.-%, folgende übliche Bestandteile, berechnet auf den Gesamtversatz enthalten sind: - organische temporäre Bindemittel, insbesondere Methylcellulo- se, modifizierte Stärkederivate, wässrige Dextrinlösungen, Lign- inderivate, Polyvinylalkohole, Phenolharze und Epoxidharze, Furfurylalkohol oder Mischungen daraus - organische Verflüssiger, insbesondere auf Basis von Polyethyl- enaddukt nichtionisch, Polyoxyethylenzubereitung, wässriger Lösung von Natriumpolymethacrylat - Öl, insbesondere für die Erhöhung der Fließfähigkeit und somit der Formbarkeit der Masse, zur Reduktion der Abtrocknungs- neigung der Masse. 8. Verwendung eines Versatzes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung eines feuerfesten Erzeugnisses, dadurch geken nzeich net, dass aus dem Versatz ein Formkörper geformt und vorzugsweise der Formkörper bei Temperaturen zwischen 1300 °C und 1500 °C, insbesondere zwi- sehen 1400 °C und 1450 °C in einer Stickstoff haltigen Atmosphäre keramisch gebrannt wird, derart, dass eine die SiC-Granulatkörner miteinander versinternde Sinterphase gebildet wird, enthaltend neben mindestens einer Borverbindung Siliziumnitrid oder Siliziumnitrid und Siliziumoxinitrid, gebildet aus dem Si-Pulver, und SiAlON, gebildet aus dem Si-Pulver und der AI-Komponente. 9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch geken nzeich net, dass der Versatz mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser versetzt und anschließend geformt wird. 10. SiC-Granulat basiertes, in Stickstoffatmosphäre keramisch gebranntes, feuerfestes Erzeugnis, dessen Granulatkörner über eine mindestens eine Siliziumnitrid und mindestens eine Borverbindung und zudem SiAlON enthaltende Sinterphase miteinander versintert sind, hergestellt nach Anspruch 8 und/oder 9 aus einem Versatz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch geken nzeich net, dass die Sinterphase neben der mindestens einen Borverbindung gewichtsmengenmäßig SiAlON > Si3N4 > Si2ON2 enthält. 11. SiC-Granulat basiertes, in Stickstoffatmosphäre keramisch gebranntes, feuerfestes Erzeugnis, dessen Granulatkörner über eine mindestens eine Siliziumnitrid und mindestens eine Borverbindung und zudem SiAlON enthaltende Sinterphase miteinander versintert sind, hergestellt nach Anspruch 8 und/oder 9 aus einem Versatz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch geken nzeich net, dass die Sinterphase neben der mindestens einen Borverbindung gewichtsmengenmäßig Si3N4 > SiAlON > Si2ON2 enthält. 12. SiC-Granulat basiertes, in Stickstoffatmosphäre keramisch gebranntes, feuerfestes Erzeugnis, dessen Granulatkörner über eine mindestens eine Siliziumnitrid und mindestens eine Borverbindung und zudem SiAlON enthaltende Sinterphase miteinander versintert sind, hergestellt nach Anspruch 8 und/oder 9 aus einem Versatz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch geken nzeich net, dass die Sinterphase neben der mindestens einen Borverbindung gewichtsmengenmäßig Si3N4 > Si2ON2 > SiAlON enthält. 13. SiC-Granulat basiertes, in Stickstoffatmosphäre keramisch gebranntes, feuerfestes Erzeugnis, dessen Granulatkörner über eine mindestens eine Siliziumnitrid und mindestens eine Borverbindung und zudem SiAlON ent- haltende Sinterphase miteinander versintert sind, hergestellt nach Anspruch 8 und/oder 9 aus einem Versatz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch geken nzeich net, dass die Sinterphase neben der mindestens einen Borverbindung Si3N4 + SiA- ION > Si2ON2 enthält. 14. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch geken nzeich net, dass die Sinterphase folgende Bestandteile aufweist: 5 bis 95 Gew.-%, insbesondere 34 bis 59 Gew.-% Si3N4 4 bis 47 Gew.-%, insbesondere 21 bis 31 Gew.-% SiAlON 0,9 bis 46 Gew.-%, insbesondere 19,7 bis 34,6 Gew.-% Si2ON2, 0,1 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 0,4 Gew.-% Bor, berechnet aus der mindestens einen enthaltenen Borverbindung oder den Borverbindungen wobei das Si2ON2 anteilmäßig immer in geringerer Gewichtsmenge als oder in gleicher Menge wie Si3N4 vorliegt, vorzugsweise aber auch in geringerer Menge als oder in gleicher Menge wie SiAlON und in geringerer Menge als Si3N4+ SiAlON vorliegt. 15. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 10 bis 13 oder 14, dadurch gekennzeich net, dass die Sinterphase zwischen 10 und 37, insbesondere zwischen 18 und 20 Gew.-% vorhanden ist. 16. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 10 bis 13 oder 14 und/oder 15, dadurch gekennzeich net, dass es eine Oxidationsbeständigkeit gemessen nach ASTM C-863 zwischen 0 und 1,3, insbesondere zwischen 0,2 und 0,4 Vol.-% gemessen bei 1000 °C im Beaufschlagungszeitraum bis 500 Stunden aufweist. |
VERWENDUNG
DES VERSATZES SOWIE FEUERFESTES ERZEUGNIS AUS DEM VERSATZ
Die Erfindung betrifft einen Versatz für ein keramisch gebranntes, Siliziumcar- 10 bidgranulat basiertes, geformtes, insbesondere durch Pressen geformtes, feuerfestes Erzeugnis, dessen Siliziumcarbidgranulatkörner über eine mindestens ein Siliziumnitrid und mindestens eine Borverbindung aufweisende mineralische verfestigte Sinterphase miteinander versintert sind, wobei die Sinterphase - auch Bindephase genannt - derart ausgebildet ist, dass sie einer uner- 15 wünschten, durch Sauerstoffangriff verursachten Volumenvergrößerung in situ, d. h. in der Ofenatmosphäre eines befeuerten Industrieaggregats weitgehend widersteht, und somit eine gute Oxidationsbeständigkeit gewährleisten kann.
„Basiert" soll bedeuten, dass das Erzeugnis über 60 Gew.-%, insbesondere 0 über 76 Gew.-% Siliziumcarbidgranulat als feuerfesten Werkstoff enthält.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des Versatzes zur Herstellung des feuerfesten Erzeugnisses sowie ein feuerfestes Erzeugnis aus dem Versatz.
Das Siliziumcarbidgranulat weist in den erfindungsgemäßen Erzeugnissen übliche Kornbänder z. B. zwischen 0 und 5, insbesondere z. B. zwischen 0 5 und 3 mm auf. Die Sinterphase enthält als Nitridphasen im Wesentlichen Siliziumnitrid (Si 3 N 4 ) und Siliziumoxynitrid (Si 2 ON 2 ) sowie Si 6-X AI X 0 X N 8-X (SiAlON) und ggf. auch Bornitrid. Zudem kann die Sinterphase anstelle von Bornitrid oder in Kombination mit Bornitrid eine andere Borverbindung enthalten.
Derartige auf Siliziumcarbid (SiC) basierte feuerfeste Erzeugnisse sind aus 0 der EP 2 634 160 A1 bekannt. Die Sinterphase weist in den bekannten Erzeugnissen neben einer Borverbindung Si 3 N 4 und Si 2 ON 2 auf, wobei Si 2 ON 2 mengenmäßig überwiegt. Erreicht wird dies auf zwei Wegen. Zum einen werden Formkörper aus einem Versatz im Wesentlichen aus SiC-Granulat, Siliziumpulver (Si-Pulver) und mindestens einer Borverbindung in einer Sauerstoff/Stickstoff-haltigen Atmosphäre keramisch gebrannt, wobei der Sauerstoff als Quelle für die Bildung von Si 2 ON 2 aus dem Siliziumpulver dient. Zum anderen werden Formkörper aus einem Versatz aus im Wesentlichen SiC-Granulat, Siliziumpulver (Si- Pulver), Siliziumdioxid (Si0 2 ) und mindestens einer Borverbindung in einer Stickstoffatmosphäre keramisch gebrannt, wobei das Si0 2 als Sauerstoffquelle für die Bildung von Si 2 ON 2 aus Siliciumpulver dient.
Beide Verfahrenswege sind nicht einfach kontrolliert steuerbar ausführbar, denn zum einen ist die Sauerstoff/Stickstoffatmosphäre nicht einfach steuerbar und zum anderen muss ein feinteiliges Si0 2 (Kieselrauch) zugesetzt werden, um die überwiegende Si 2 ON 2 -Bildung zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist, einen einfachen kostengünstigeren Weg aufzuzeigen, gesinterte, bei Sauerstoffangriff in situ gute Volumenbeständigkeit auf- weisende SiC-basierte feuerfeste geformte Erzeugnisse zu schaffen, deren Sinterphase eine Matrix mit zumindest einem Siliciumnitrid und einer Borverbindung aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den von diesen Ansprü- chen abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Im Rahmen der Erfindung wird SiC-Granulat mit üblichem, oben beispielsweise angegebenen Kornaufbau verwendet. Die Körner der jeweils verwendeten Körnung sind über eine aufgrund eines keramischen Brandes in Stickstoffatmosphäre z. B. zwischen 1300 °C und 1500 °C, insbesondere z. B. zwischen 1400 °C und 1450 °C erzeugten Sinterphase fest miteinander versintert und bilden somit einen geformten Festkörper.
Im Rahmen der Erfindung wird eine Sinterphase erzeugt, die neben mindestens einem Siliziumnitrid wie Si 3 N 4 und/oder Si 2 ON 2 und mindestens einer Borverbindung, die z. B. auch Bornitrid sein kann, Silizium-Aluminiumoxid- Nitrid (SiAlON Si 6 -xAl x OxN 8-x ) enthält, wobei erfindungsgemäß - unabhängig von der Borverbindung oder den Borverbindungen - bezüglich der Siliziumnitride SiAlON und/oder Si 3 N 4 oder Si 3 N 4 + SiAlON mengenmäßig überwiegt und Si 2 ON 2 im Vergleich jeweils in geringeren Mengen vorliegt. Daraus resul- tieren mengenmäßig folgende Zusammensetzungen der Sinterphase außer der Borverbindung bzw. den Borverbindungen:
SiAlON > Si 3 N 4 > Si 2 ON 2
Si 3 N 4 > SiAlON > Si 2 ON 2
Si 3 N 4 > Si 2 ON 2 > SiAlON S13N4 + SiAlON > Si 2 ON 2
SiAlON ist als technischer keramischer Werkstoff bekannt. Er existiert in einer a- und ß-Phase und weist eine hohe Härte und gute Risszähigkeit auf und wird meist für Schneidwerkstoffe verwendet.
Im Rahmen der Erfindung trägt SiAlON in der Sinterphase zu einer verbesser- ten Oxidationsbeständigkeit und damit zu einer verbesserten Volumenbeständigkeit des SiC-basierten feuerfesten Erzeugnisses bei im Vergleich zu einer nur S13N4 und/oder Si 2 ON 2 enthaltenden Sinterphase, wobei unerheblich ist, ob SiAlON als a- und/oder ß-Phase vorliegt. Die Wirkung des SiAlON ist unabhängig von der Wirkung der Borverbindung bzw. den Borverbindungen. Eine erfindungsgemäß erzeugte Sinterphase enthält z. B.:
5 bis 95 Gew.-%, insbesondere 34 bis 59 Gew.-% Si 3 N 4 4 bis 47 Gew.-%, insbesondere 21 bis 31 Gew.-% SiAlON
0,9 bis 46 Gew.-%, insbesondere 19,7 bis 34,6 Gew.-% Si 2 ON 2 , 0,1 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 0,4 Gew.-% Bor, berechnet aus der mindestens einen enthaltenen Borverbindung oder den Borverbindungen
wobei das Si 2 ON 2 anteilmäßig immer in geringerer Menge als oder in gleicher Menge wie Si 3 N 4 vorliegt, vorzugsweise aber auch in geringerer Menge als oder in gleicher Menge wie SiAlON oder aber in geringerer oder gleicher Menge als Si 3 N 4 + SiAlON. Die Sinterphasenbestandteile wie Si 3 N 4 , Si 2 ON 2 und SiAlON sowie die Borverbindung bzw. die Borverbindungen und/oder die Anteile der festen, mit den SiC-Körnern den geformten Festkörper des erfindungsgemäßen, feuerfesten Erzeugnisses bildenden Sinterphase im gesamten geformten erfindungsgemäßen Erzeugnis werden mit Hilfe der Röntgenpha- senanalyse gegen Standards oder mit der Rietveld-Auswertemethode und einer zusätzlichen chemischen Analyse über XRD wie folgt ermittelt.
Es wird die gesamte Menge an Si 3 N 4 und SiAlON sowie Korund mit der Röntgenphasenanalyse bestimmt. Die gesamte Menge an Aluminium im Werkstoff wird durch XRD Messung als Al 2 0 3 bestimmt. Die Menge an Aluminium, welches nicht im Korund gebunden ist, wird durch die Subtraktion des Korund, ermittelt mit der Röntgenphasenanalyse, vom gesamt Al 2 0 3 -Gehalt ermittelt. Diese Menge an Aluminium trägt zur Bildung von SiAlON bei. Durch den Austausch von Silizium durch Aluminium und Stickstoff durch Sauerstoff wird die chemische Formel von Si 6 -xAl x O x N 8-x wiedergegeben. Der Koeffizient x kann hierbei Werte zwischen 0 und 4,2 annehmen (GAUCKLER L.J., LUKAS H.L., PETZOW G.: Contribution to the Phase Diagram Si 3 N 4 -AIN-AI 2 0 2 Si0 2 . J. Am. Ceram. Soc, 58 (7-8): 346-347, 1975). Da die Menge an Aluminium im Gegensatz zu Silizium einen geringen Anteil darstellt, wird davon ausgegangen, dass jeweils nur ein Silizium durch ein Aluminium ersetzt wird.
Die Menge an SiAlON wird somit durch die Menge an Al 2 0 3 , die nicht als Korund ermittelt wurde, mit 26,47 % (entspricht der Menge eines AI im Al 2 0 3 ) multipliziert und anschließend mit dem Faktor, um den das Si 5 AION 7 schwerer ist als ein AI, multipliziert (Faktor = 10,47).
Die Menge an Si 3 N 4 wird durch die Reduktion der Gesamtmenge an Si 3 N 4 und SiAlON aus der Röntgenbeugungsanalyse durch den errechneten SiAlON-Gehalt ermittelt.
Die Menge an Si 2 ON 2 wird direkt mit der Röntgenphasenanalyse er- mittelt.
Aufgrund der geringen Menge an Bor im Erzeugnis wird für eine Charakterisierung nur die Menge an Bor bestimmt.
Die erfindungsgemäßen SiC-basierten geformten feuerfesten Erzeugnisse weisen Anteile an Sinterphase, z. B. zwischen 10 und 30, insbesondere z. B. zwischen 18 und 20 Gew.-% auf.
Die erfindungsgemäßen SiC-basierten geformten feuerfesten Erzeugnisse haben eine Oxidationsbeständigkeit gemessen nach ASTM C-863 (steam oxida- tion test ASTM C-863) z. B. zwischen 0 und 1 ,3, insbesondere z. B. zwischen 0,2 und 0,4 Vol.-%, gemessen bei 1000 °C im Beaufschlagungszeitraum bis 500 Stunden auf.
Die erfindungsgemäßen geformten, gesinterten, SiC-basierten feuerfesten Erzeugnisse werden aus einem zumindest folgende Bestandteile aufweisenden trockenen erfindungsgemäßen Versatz hergestellt:
SiC-Granulat: 60 bis 89,4, insbesondere 78 bis 81 Gew.-%
Si-Pulver: 10 bis 25, insbesondere 14 bis 16 Gew.-% Borkomponente (vorzugsweise pulverförmig und errechnet als Bor, z. B. aus der Borverbindung oder den Borverbindungen): 0,1 bis 2, insbesondere 0,3 bis 0,4 Gew.-%
SiAlON bildende AI-Komponente (vorzugsweise pulverförmig und errechnet z. B. aus einem Al 2 0 3 - und/oder AI 2 0 3 /Si0 2 -Produkt) und/oder ein AI-Pulver:
0,5 bis 13, insbesondere 4,7 bis 5,6 Gew.-%
Zusätzlich kann der Versatz erfindungsgemäß bis 3 Gew.-% einer feinteiligen Si0 2 -Komponente, wie Quarzsand und/oder Kieselgur und/oder Quarzglas, und/oder bis 0,5 Gew.-% einer feinteiligen Calciumkomponente, wie insbe- sondere Kalksteinmehl und/oder Ca-Stearat und/oder Kalkspat und/oder Kalziumsilikat enthalten.
Pulverförmig oder mehlförmig bedeutet im Rahmen der Erfindung Körnungen unter 0,1 mm. Feinteilig bedeutet im Rahmen der Erfindung unter 20 μιη.
Aus den Versätzen werden Formkörper hergestellt, die in einer Stickstoffat- mosphäre keramisch gebrannt werden. Dabei sind die Versätze so zusammengestellt, dass sich eine Sinterphase, Siliziumnitrid und ggf. Siliziumo- xinitrid aus dem Si-Pulver und SiAlON aus dem Si-Pulver und der Al 2 0 3 - Komponente enthaltend, bildet.
Als Borverbindung wird z. B. mindestens ein Produkt aus der folgenden Grup- pe verwendet:
Nitride, Carbide, Oxide, Fluoride, Metallverbindungen mit Borkomponente, Borate.
Insbesondere wird Borcarbid und/oder Boroxid und/oder Bornitrid verwendet.
Als AI-Produkt wird z. B. mindestens ein > 80 Gew.-%, vorzugsweise > 98 Gew.-% Al 2 0 3 enthaltendes Produkt oder ein Aluminiumpulver verwendet. Dies ist z. B. mindestens ein Produkt ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, AI-Pulver.
Insbesondere wird Aluminiumoxid und/oder AI-Pulver verwendet.
Als AI 2 0 3 /Si0 2 -Produkt wird z. B. mindestens ein Produkt verwendet, das Al 2 0 3 und Si0 2 enthält. Dies ist z. B. mindestens ein Produkt ausgewählt aus der folgenden Gruppe:
Kaolin, Mullit
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird mindestens ein keramischer Ton als AI 2 0 3 /Si0 2 -Produkt verwendet, z. B. ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Montmorillonit, lllit, Halloysit, Bentonit, Vermiculit
Insbesondere wird Bentonit und/oder Montmorillonit und/oder lllit verwendet.
Der mindestens eine keramische Ton dient dabei nicht nur als SiAlON-Bildner im keramischen Brand, sondern auch als Plastifizierungs- und Bindemittel bei der Formgebung der Formkörper, z. B. nach dem Anmachen eines Versatzes mit einer Flüssigkeit, z. B. mit Wasser.
Ein erfindungsgemäßer Versatz kann zusätzlich noch bis z. B. 10, insbesondere bis 4 Gew.-% folgende übliche Bestandteile, berechnet auf den Gesamtversatz aufweisen:
- organische temporäre Bindemittel wie Methylcellulose, modifi- zierte Stärkederivate, wässrige Dextrinlösungen, Ligninderivate,
Polyvinylalkohole, Phenolharze und Epoxidharze, Furfurylalko- hol und ggf. Mischungen daraus
- organische Verflüssiger, z. B. auf Basis von Polyethylenaddukt nichtionisch, Polyoxyethylenzubereitung, wässriger Lösung von Natriumpolymethacrylat - Öl, z. B. für die Erhöhung der Fließfähigkeit und somit der Formbarkeit der Masse, zur Reduktion der Abtrocknungsnei- gung der Masse
Die Erfindung betrifft auch ein SiC-Granulat basiertes, in Stickstoffatmosphäre aus einem erfindungsgemäßen Versatz keramisch gebranntes, feuerfestes Erzeugnis, dessen Granulatkörner über eine mindestens eine Siliziumnitrid und mindestens eine Borverbindung enthaltende feste Sinterphase miteinander versintert sind, wobei nach der Erfindung zudem mindestens ein Merkmal der folgenden Merkmale vorhanden ist:
- die Sinterphase enthält zudem SiAlON
- die Sinterphase enthält neben der mindestens einen Borverbindung Si 3 N 4 und SiAlON
- die Sinterphase enthält zudem Si 2 ON 2
- die Sinterphase enthält neben der mindestens einen Borverbindung mengenmäßig SiAlON > Si 3 N 4 > Si 2 ON 2
- die Sinterphase enthält neben der mindestens einen Borverbindung mengenmäßig Si 3 N 4 > SiAlON > Si 2 ON 2
- die Sinterphase enthält neben der mindestens einen Borverbindung mengenmäßig Si 3 N 4 > Si 2 ON 2 > SiAlON
- die Sinterphase enthält neben der mindestens einen Borverbindung mengenmäßig Si 3 N 4 + SiAlON > Si 2 ON 2
- die Sinterphase weist folgende Bestandteile auf:
5 bis 95 Gew.-%, insbesondere 34 bis 59 Gew.-% Si 3 N 4
4 bis 47 Gew.-%, insbesondere 21 bis 31 Gew.-% SiAlON 0,9 bis 46 Gew.-%, insbesondere 19,7 bis 34,6 Gew.-% Si 2 ON 2 ,
0,1 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 0,4 Gew.-% Bor, berechnet aus der mindestens einen enthaltenen Borverbindung oder den Borverbindungen wobei das Si 2 ON 2 anteilmäßig immer in geringerer Menge als oder in gleicher Menge wie Si 3 N 4 vorliegt, vorzugsweise aber auch in geringerer Menge als oder in gleicher Menge wie SiAlON oder in geringerer Menge als Si 3 N 4 + SiAlON
- die Sinterphase ist zwischen 10 und 37, insbesondere zwischen 18 und 20 Gew.-% im feuerfesten Erzeugnis vorhanden
- das feuerfeste Erzeugnis weist eine Oxidationsbeständigkeit gemessen nach ASTM C-863 zwischen 0 und 1 ,3, insbesondere zwischen 0,2 und 0,4 Vol.-% gemessen bei 1000 °C im Beaufschlagungszeitraum bis 500 Stunden auf.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Versatz zur Herstellung eines erfindungsgemäßen, feuerfesten Erzeugnisses, der zumindest die folgenden Bestandteile aufweist:
- SiC-Granulat : 60 bis 89,4, insbesondere 78 bis 81 Gew.-%
Si-Pulver: 10 bis 25, insbesondere 14 bis 16 Gew.-% Borkomponente (errechnet als Bor aus der mindestens einen Borverbindung oder den Borverbindungen):
0,1 bis 2, insbesondere 0,3 bis 0,4 Gew.-%
SiAlON bildende AI-Komponente (errechnet als Al 2 0 3 aus einem Al 2 0 3 - und/oder AI 2 0 3 /Si0 2 -Produkt) und/oder AI-Pulver: 0,5 bis 13, insbesondere 4,7 bis 5,6 Gew.-% - bis 3 Gew.-% einer feinteiligen Si0 2 -Komponente wie Quarzsand und/oder Kieselgur und/oder Quarzglas, und/oder bis 0,5 Gew.-% einer feinteiligen Calciumkomponente wie Kalksteinmehl und/oder Ca-Stearat und/oder Kalkspat und/oder Kalziumsilikat
- als Borkomponente mindestens eine Verbindung aus der folgenden Gruppe:
Nitride, Carbide, Oxide, Fluoride, Metallverbindungen mit Borkomponente, Borate, insbesondere Borcarbid und/oder Boroxid und/oder Bornitrid als SiAlON bildende AI-Komponente ein AI 2 0 3 -Produkt, das > 80 Gew.-%, vorzugsweise > 98 Gew.-% Al 2 0 3 oder ein AI- Pulver enthält als SiAlON bildende AI-Komponente ein AI 2 0 3 /Si0 2 -Produkt, das Al 2 0 3 und Si0 2 enthält, wie z. B. Ton und/oder Kaolin und/oder Mullit als AI 2 0 3 /Si0 2 -Produkt mindestens einen keramischen Ton, insbesondere ausgewählt aus der folgenden Gruppe:
Montmorillonit, lllit, Halloysit, Bentonit, Vermiculit,
insbesondere Bentonit und/oder Montmorillonit und/oder lllit bis 10 Gew.-%, insbesondere bis 4 Gew.-%, folgende übliche Bestandteile, berechnet auf den Gesamtversatz:
- organische temporäre Bindemittel wie Methylcellulose, modifizierte Stärkederivate, wässrige Dextrinlösungen, Ligninderivate, Polyvinylalkohole, Phenolharze und Epoxidharze, Furfurylalko- hol und ggf. Mischungen daraus - organischer Verflüssiger z. B. auf Basis von Polyethylenaddukt nichtionisch, Polyoxyethylenzubereitung, wässriger Lösung von Natriumpolymethacrylat
- Öl z. B. für die Erhöhung der Fließfähigkeit und somit der Formbarkeit der Masse, zur Reduktion der Abtrocknungsnei- gung der Masse.
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