Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs sowie der mittels des erfindungsgemä- ßen Verfahrens hergestellte oxidkeramische Faserverbundwerkstoff. Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines hoch- temperaturfesten Bauteils umfassend den erfindungsgemäßen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff sowie das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens her- gestellte hochtemperaturfeste Bauteil

Oxidkeramische Faserverbundwerkstoffe, die ursprünglich für die Raumfahrt ent- wickelt wurden, gewinnen zunehmend an Bedeutung in industriellen Prozessen. Von besonderem Interesse sind Produkte für Hochtemperaturanwendungen, bei- spielsweise solche für die Wärmebehandlung von Metallen oder für hochtempera- turfeste Bauteile.

Aus dem Stand der Technik sind bereits diverse oxidkeramische Werkstoffe be- kannt. So offenbart beispielsweise die DE 10 2005 027 561 Al ein Verfahren zur Herstel- lung eines oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs mit dem der Faservolumen- gehalt gezielt eingestellt werden kann. Hierzu weist der offenbarte Faserverbund- werkstoff einen Kern aus einer Mehrzahl von oxidkeramischen Fasern auf Basis eines mullitischen Systems auf, wobei der Kern in einer gesinterten Alumini- umoxid-haltigen Matrix eingebettet ist. Die Matrix wird aus einem sinterfähigen Aluminiumoxid-haltigen Pulver gebildet, das zwei voneinander unterschiedliche Körngrößenfraktionen unterschiedlicher Maxima in der Korngrößenverteilung auf- weist. Der aus der DE 10 2005 027 561 Al bekannte oxidkeramische Faserverbundwerk- stoff weist hervorragende mechanische Festigkeitseigenschaften auf. Sofern der Werkstoff allerdings für einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen, insbeson- dere Temperaturen von höher 1100 °C, ausgesetzt wird, hat sich in der Praxis gezeigt, dass dieser ein Kriechverhalten sowie ein sprödes Bruchverhalten und so- mit kein schadenstolerantes Bruchverhalten mehr aufweist. Ein sprödes Bruchver- halten ist jedoch bei solchen hochtemperaturfesten Werkstoffen, beispielsweise bei Bauteilen, die einer kontinuierlichen mechanischen Belastung ausgesetzt sind, unerwünscht. Auch das Kriechverhalten wirkt sich negativ auf die Zuverlässigkeit automatisierter Wärmebehandlungsprozesse aus. Weiterhin zeigt der Werkstoff eine geringe Abrasionsbeständigkeit auf, die sich in industriellen Fertigungsabläu- fen negativ auswirkt.

Einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff mit einer hohen Schadenstoleranz offenbart die DE 198 26 792 C2. Der hierin offenbarte Faserverbundwerkstoff be- steht ebenfalls aus einem Kern aus einer Mehrzahl von oxidkeramischen Fasern auf Basis eines mullitischen Systems, wobei der Kern allerdings in einer gesinter- ten mullitischen Matrix eingebettet ist. Obwohl aus dem Stand der Technik bereits oxidkeramische Faserverbundwerk- stoffe mit sehr guten mechanischen Festigkeitseigenschaften bekannt sind, be- steht weiterhin ein Verbesserungsbedarf, insbesondere hinsichtlich der Abrasions- beständigkeit, der Kriechbeständigkeit und einer Festigkeit oberhalb von 1100 °C. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie in einer weiteren Ausführungsform mittels eines oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe in einer zweiten Ausführungsform mittels ei- nes Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und in einer weiteren Aus- führungsform mittels eines hochtemperaturfesten Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. So können die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander als auch mit den in der nachfolgenden Beschreibung näher er- läuterten Merkmalen kombiniert werden und andere vorteilhafte Ausführungsvari- anten der Erfindung darstellen. Die Unteransprüche betreffen jeweils bevorzugte Ausgestaltungen bzw. Weiterbil- dungen der vorliegenden Erfindung, deren jeweilige Merkmale im Rahmen des technisch sinnvollen ggf. auch über die Kategoriegrenzen der verschiedenen An- sprüche hinweg frei miteinander kombinierbar sind. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zur Herstellung eines oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs die folgenden Schritte:

a) Bereitstellen eines Materials aus oxidkeramischen Endlosfasern, wobei die oxidkeramischen Endlosfasern aus einer Zusammensetzung bestehen umfassend :

62 - 100 Gew.-% Aluminiumoxid, und

- 0 - 28 Gew.-% Siliziumdioxid,

b) Infiltrieren des Materials mit einem Schlicker umfassend ein sinterfähiges Pulvermaterial, wobei das Pulvermaterial eine Korngrößenverteilung Dioo < 10 pm, vorzugsweise Dioo < 5 pm aufweist, wobei das Pulvermaterial aus einer Zusam- mensetzung besteht umfassend :

- 70 - 95 Gew.-% Aluminiumoxid, und

5 - 30 Gew.-% Siliziumdioxid,

c) Trocknen des infiltrierten Materials, so dass ein sinterfähiger Grünling erhal- ten wird, und

d) Sintern des sinterfähigen Grünlings bei einer Temperatur im Bereich von 1100 bis 1500 °C.

Unter dem Begriff„Material" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Halb- zeug verstanden, das aus oxidkeramischen Endlosfasern besteht und in Form von Fasern, gesponnen Fäden, Rovings, Strängen, Schnüren, Vliesen, Garnen, Gewe- ben oder gewebten Bändern bestehen kann.

Das in dem ersten Schritt bereitgestellte Material aus oxidkeramischen Endlosfa- sern besteht aus einer Zusammensetzung umfassend 62 - 100 Gew.-% Alumini- umoxid (AI2O3) und 0 - 28 Gew.-% Siliziumdioxid (S1O2) . Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um oxidationsbeständige, aluminiumoxidreiche Fasern, die her- vorragende mechanische Eigenschaften im Hochtemperaturbereich aufweisen.

Als besonders bevorzugt hat sich im Sinne der vorliegenden Erfindung eine oxid- keramische Endlosfaser mit einer Zusammensetzung von 85 Gew.-% AI2O3 und 15 Gew.-% S1O2 erwiesen.

Weitere bevorzugte Zusammensetzungen umfassen : 62,5 Gew.-% AI2O3, 24,5 Gew.-% S1O2 und 13 Gew.-% B2O3,

70 Gew.-% AI2O3, 28 Gew.-% S1O2 und 2 Gew.-% B2O3,

72 Gew.-% AI2O3 und 28 Gew.-% S1O2,

73 Gew.-% AI2O3 und 27 Gew.-% S1O2,

75 Gew.-% AI2O3 und 25 Gew.-% S1O2, und 100 Gew.-% AI2O3.

Vorteilhafterweise umfassen die oxidkeramischen mullitischen Endlosfasern neben der Mullitphase einen geringen Anteil an freiem a-AhC und amorphem Siliziumdi- oxid.

Entsprechende oxidkeramische Endlosfasern werden von den Herstellern 3M, CeraFib und Nitivy ALF angeboten.

Die oxidkeramischen Endlosfasern des Herstellers 3M sind unter den Markennamen Nextel™ 312, 440, 550, 610 und 720 bekannt und in unterschiedlichen Faserge- wichten, vorzugsweise im Bereich von 600 bis 10000 Denier, mehr bevorzugt im Bereich von 1500 bis 10000 Denier erhältlich. Hierzu wird auf das Ceramic Textiles Technical Notebook verwiesen, welches von der Firma 3M unter dem Link http://solutions.3mdeutschland.de/wps/portal/3M/de DE/EU- zum Download angeboten wird.

Die oxidkeramischen Endlosfasern werden, wie vom Hersteller geliefert, zunächst durch einen Rohrofen mit einer Temperatur im Bereich von 450 bis 1100 °C gezo- gen, um diese zu trocken. Grundsätzlich ist die Temperatur abhängig von der Art der oxidkeramischen Endlosfaser. Bei sogenannten wasserbasierten Endlosfasern ist eine Temperatur im Bereich von 450 bis 550 °C, mehr bevorzugt bei 500 °C ± 10 °C ausreichend, um diese zu trocknen. Bei Endlosfasern die eine sogenannte organische Schlichte aufweisen, sind höhere Temperaturen erforderlich, um die Schlichte zu entfernen. Vorzugsweise beträgt die Temperatur sodann im Bereich von 500 bis 1100 °C. Die Geschwindigkeit beträgt hierbei vorzugsweise 3 bis 50 m/min, mehr bevorzugt 10 bis 25 m/min. Die jeweilige Geschwindigkeit ist abhän- gig von den vorherrschenden Bedingungen, wie der Umgebungstemperatur, der Luftfeuchtigkeit etc. und ist individuell einzustellen, um eine optimale Trocknung bzw. Entfernung einer Schlichte zu erzielen.

Sodann wird das Material erfindungsgemäß mit einem Schlicker getränkt. Bei dem Schlicker handelt es sich um eine Suspension umfassend ein sinterfähiges Pulver- material, deionisiertes Wasser und einen Verflüssiger.

Erfindungsgemäß wird für den Schlicker ein sinterfähiges Pulvermaterial eingesetzt bestehend aus einer Zusammensetzung umfassend 70 - 95 Gew.-% Alumini- umoxid und 5 - 30 Gew.-% Siliziumdioxid, wobei das Pulvermaterial eine Korn- größenverteilung Dioo < 10 pm aufweist.

Um eine hohe Reaktivität zu gewährleisten umfasst das sinterfähige Pulvermaterial vorzugsweise neben der Mullitphase zusätzlich einen geringen Anteil an freiem a- AI2O3 und amorphem Siliziumdioxid.

Als besonders bevorzugt hat sich im Sinne der vorliegenden Erfindung ein synthe- tisches Reaktivmullit erwiesen bestehend aus einer Zusammensetzung umfassend 72 Gew.-% AI2O3 und 26 Gew.-% S1O2. Dieses weist im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten sinterfähigen Pulvern kein Kristallwasser auf, so dass kein Kalzinieren des Pulvers erforderlich ist. Ein entsprechendes Pulvermaterial ist von dem Hersteller Nabaltec unter dem Mar- kennamen Symulox® M672 kommerziell erhältlich.

Weitere bevorzugte Zusammensetzungen umfassen :

90 Gew.-% AI2O3 und 10 Gew.-% S1O2,

80 Gew.-% AI2O3 und 20 Gew.-% S1O2,

72 Gew.-% AI2O3 und 28 Gew.-% S1O2, sowie

70 Gew.-% AI2O3 und 30 Gew.-% S1O2 und sind unter der Bezeichnung Siral 10 Siral 20, Siral 28M als auch Siral 30 von der Firma Sasol erhältlich.

Zur Erzielung einer Korngrößenverteilung von mindestens D100 < 10, mehr bevor- zugt D100 < 5 pm wird der Schlicker vorzugsweise unter Verwendung einer Rühr- werkskugelmühle mischgemahlen. Das Mahlen erfolgt vorzugsweise über einen Zeitraum von 6 bis 10 h, mehr bevorzugt 7 bis 9 h und am meisten bevorzugt 8 h mit ZrÜ2-Kugeln als Mahlmedium. Durch das lange Mahlen kann neben einer engen monomodalen Partikelgrößenverteilung eine sinterfähige Matrix erhalten werden, die eine besonders hohe Sinteraktivität aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Pulvermaterial mit einer monomodalen Korngrößenverteilung von D100 < 10 pm und D50 < 2 pm, in einer mehr bevorzugteren monomodalen Korngrößen- verteilung von D100 < 5 pm und D50 < 1,5 pm eingesetzt. Die Größe der ZrOi- Kugeln, die zum Mahlen eingesetzt werden, liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 3 mm, bevorzugt 1 mm. Durch die entsprechende Größe der Kugeln kann zum einen die entsprechende Mahlwirkung erzielt werden. Zum anderen können die Kugeln nach dem Mahlvorgang noch sehr gut aus dem Schlicker abgetrennt wer- den.

Vorzugsweise beträgt die Menge der ZrCte-Kugeln zum Vermahlen etwa das 2 bis 4-fache des sinterfähigen Pulvermaterials. Vorzugsweise wird ein Schlicker angesetzt, der 50 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 85 Gew.-% sinterfähiges Pulvermaterial, 1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% Verflüssiger, vorzugsweise auf Basis einer Carbonsäure, und Rest deionisiertes Wasser umfasst. Durch ein entsprechendes Verhältnis von Pulverma- terial und Verflüssiger wird sichergestellt, dass die oxidkeramischen Endlosfasern vollständig und gleichmäßig infiltriert werden. Wird als Material ein Roving einge- setzt, so kann der Schlicker zwischen die einzelnen Filamenten eindringen, die Einzelfilamente belegen und so zumindest teilweise voneinander beabstanden, so dass eine gleichmäßige sinterfähige Matrix die einzelnen Filamente umgibt.

Das mit dem Schlicker infiltrierte Material wird in einem weiteren erfindungsgemä- ßen Schritt getrocknet, so dass ein sinterfähiger Grünling erhalten wird. Die hierzu erforderliche Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts im Schlicker kann einerseits durch einfache Trocknung bei Umgebungsbedingungen erfolgen. Sie kann aber auch unter ggf. zusätzlicher Anwendung von Infrarotstrahlung oder Mikrowellen- strahlung erfolgen.

Vorzugsweise erfolgt die Trocknung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 100 °C, mehr bevorzugt im Bereich von 50 bis 70 °C in einem Ofen.

Bereits der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Grünling weist überraschenderweise eine extreme Schneid- und Abriebfestigkeit auf. Dies zeigte sich insbesondere bei der Bearbeitung des Grünlings, die zu einem ungewöhnlich hohen Materialverschleiß des eingesetzten Werkzeugs geführt hat. Diese Robust- heit des Grünlings ermöglicht völlig neue Weiterverarbeitungsmöglichkeiten, wie beispielsweise weitere Sinterprozesse oder Kombinationen mit Kurzfasermateria- lien vor dem Sintern, Fügen und/oder Umformen.

In einem letzten erfindungsgemäßen Schritt wird der sinterfähige Grünling bei ei- ner Temperatur im Bereich von 1100 bis 1500 °C, vorzugsweise 1250 bis 1500 °C gesintert.

Vorzugsweise erfolgt das Sintern bei einer Haltezeit von mindestens 60 Minuten, mehr bevorzugt mindestens 90 Minuten. Voretilhafterweise erfolgt das Sintern in einem Kammerofen an Luft.

Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass durch die Kombination eines Ma- terials aus oxidkeramischen Endlosfasern und eines mullitisch-basierten sinterfä- higen Pulvermaterials in Verbindung mit einer Korngrößenverteilung des Pulver- materials von mindestens Dioo < 10 pm ein gegenüber dem Stand der Technik verbesserter oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff erhalten wird. Dieser zeich- net sich zum einem durch ein sehr hohes schadenstolerantes Bruchverhalten aus, insbesondere nach einer mehrtägigen Auslagerung bei einer Temperatur von grö- ßer 1250 °C. Weiterhin zeichnet sich dieser durch eine extrem hohe Abrieb- und Schneidfestigkeit aus.

In einer weiteren Ausführungsform wird die der Erfindung zu Grunde liegende Auf- gabe gelöst durch einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird.

Vorzugsweise weist der oxidkeramische Faserverbundwerkstoff eine Biegefestig- keit von mindestens 100 MPa, bevorzugt 130 MPa auf.

Weiterhin bevorzugt weist der oxidkeramische Faserverbundwerkstoff eine Zeit- standsbiegefestigkeit von mindestens 150 MPa, mehr bevorzugt 160 MPa auf.

Die Biegefestigkeit des oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs hängt hierbei wesentlich von der Faserausrichtung innerhalb des oxidkeramischen Faserver- bundwerkstoffs ab. Diese resultiert aus einer Wickelung des noch feuchten infil- trierten Materials auf einen zylindrischen Kern. So kann das Material unidirektional oder in einem spezifischen Wickelwinkel gegen die Wickelachse aufgewickelt wer- den und anschließend, beispielsweise mit einem Rollschneider, auf dem Kern auf- geschnitten und von diesem entnommen werden.

Die Biegefestigkeit als auch die Zeitstandsbiegefestigkeit bezieht sich vorliegend auf einen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff mit einer Faserausrichtung, die einen Kreuzungswinkel von 30° aufweist. Unter dem Begriff Zeitstandsbiegefestigkeit wird im Sinne der vorliegenden Erfin- dung eine Biegefestigkeit des Faserverbundwerkstoffs verstanden, die erst nach einer mehrtägigen Auslagerung, vorzugsweise 168 h, bei einer Temperatur von mindestens 1250 °C, an dem Faserverbundwerkstoff ermittelt wird.

Vorzugsweise weist der oxidkeramische Faserverbundwerkstoff eine Matrixporosi- tät im Bereich von 20 - 60 Vol.-%, mehr bevorzugt 40 bis 50 Vol-% auf.

Der erfindungsgemäße oxidkeramische Faserverbundwerkstoff zeichnet sich durch eine extrem hohe Abrieb- und Schneidfestigkeit aus. Diese zeigte sich insbeson- dere bei der Bestimmung eines Widerstands gegen Tiefenverschleiß.

Vorteilhafterweise weist der oxidkeramische Faserverbundwerkstoff einen Wider- stand gegen Tiefenverschleiß von maximal 1000 mm ³ des abgetragenen oxidke- ramischen Faserverbundwekstoffmaterials.

In einer zweiten Ausführungsform wird die der Erfindung zu Grunde liegende Auf- gabe mittels eines Verfahrens zur Herstellung eines hochtemperaturfesten Bauteils gelöst, wobei das mit dem Schlicker infiltrierte Material vor dem Schritt c) zunächst zu einem Bauteil umgeformt und/oder gefügt wird.

Hierzu kann das infiltrierte Material ggf. auf einen zylindrischen Kern zu einem Gelege aufgewickelt werden. Das sodann noch feuchte Gelege kann anschließend mit einem Rollschneider auf dem Kern segmentweise aufgeschnitten, entnommen und entsprechend zu dem gewünschten Bauteil umgeformt und/oder gefügt wer- den.

Unter„Fügen" ist im Kontext der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass das ein einzelnes, vorzugsweise bandförmiges, Segment so umgeformt wird, dass es in mindestens einem, in der Regel aber mehreren Oberflächenabschnitten, mit sich selbst verbunden wird. Hierzu werden vorteilhaft die Deckflächen in eine berüh- rende Verbindung gebracht, so dass sich der noch feuchte Schlicker der berühren- den Abschnitte miteinander vermischt. Beim Sintern eines solchen Grünlings ent- stehen an diesen Berührstellen mechanisch belastbare Verbindungsstellen zwi- schen den verschiedenen Abschnitten des Segments. In einer weiteren Ausführungsform wird die der Erfindung zu Grunde liegende Auf- gabe gelöst durch ein hochtemperaturfestes Bauteil, dass nach dem erfindungs- gemäßen Verfahren erhalten wird.

In einer bevorzugten ersten Ausgestaltung bildet das Bauteil einen L-Träger, einen V-Träger, einen T-Träger oder einen Doppel-T-Träger aus. Ein solcher Träger kann beispielsweise vorteilhaft in der großchemischen Produktion eingesetzt werden, z.B. im Inneren eines Reaktors mit großem Innendurchmesser. Hier kann er bei- spielsweise dazu dienen, einen hoch temperaturbeständigen Tragbalken für ein Katalysatorbett bereitzustellen, der auch bei Temperaturen von deutlich über 1250 °C praktisch keine Änderung seiner mechanischen Eigenschaften zeigt.

In einer bevorzugten zweiten Ausgestaltung bildet das Bauteil eine Gitterstruktur, einen Sinterkorb, einen Glühkorb, eine Lötunterlage, ein Trenngitter gegen eutek- tische Reaktionen oder einen Chargierrost aus, der z.B. zum Chargieren von Sin- tergut in einer industriellen Wärmebehandlungsanlage oder von metallischen Zahnrädern in einem Härtereiofen vorgesehen ist.

In einer bevorzugten dritten Ausgestaltung bildet das Bauteil einen in einer Raum- richtung ausgedehnten Tragarm aus, der beispielsweise zur Verwendung mit ei- nem Beschickungsroboter eines Härtereiofens in einem stark wärmebelasteten Be- reich vorgesehen sein kann.

In einer vierten bevorzugten Ausgestaltung bildet das Bauteil ein korrosionsbe- ständiges, hitzefestes helix- oder spiralförmiges Band aus.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der angegebenen Weiterbildungen und vorteilhaften Ausgestaltungen sowie der angefügten Patentansprüche im Rah- men des technisch Möglichen frei miteinander kombiniert werden können, auch wenn dieses im Text nicht explizit angegeben ist. Dies gilt insbesondere auch über die Grenzen der Anspruchskategorien Vorrichtung und Verfahren hinweg. Ausführungsbeispiele

Herstellung des Schlickers Beispiel 1

Zur Herstellung des Schlickers wurde zunächst ein Pulvermaterial (Symulox® M672) vom Hersteller Nabaltec mit einem A C -Gehalt von 72 Gew.-% und einem Si02-Gehalt von 26 Gew.-% in einer Rührwerkskugelmühle (Firma Netsch) unter Zusatz eines Verflüssigers (Dolapix® CE64 vom Hersteller Zschimmer & Schwarz), ZrCte-Kugeln und deionisiertem Wasser mischgemahlen. Die eingesetzten Mengen betrugen 25 kg Pulver, 0,5 kg Verflüssiger und 6,25 kg deionisiertes Wasser. Die eingesetzte Menge der ZrCte-Kugeln (1 mm) betrug etwa der 2 bis 4-fachen Menge des Pulvers. Die Suspension wurde ca. 6 bis 10 h mischgemahlen. Zur Bestimmung der Korngrößenverteilung des mischgemahlenen Pulvermaterials wurde in regel- mäßigen Abständen die Partikelgrößenverteilung mittels eines Partikelgrößen- messgeräts (Malvern Instruments Ltd.) ermittelt. Der fertige Schlicker gemäß vor- liegendem Beispiel 1 hatte eine monomodale Korngrößenverteilung Dioo < 10 pm, Dso < 2 pm.

Beispiel 2

Es wurde ein weiterer Schlicker analog zum vorhergehenden Beispiel 1 hergestellt. Allerdings wurde die Suspension länger mischgemahlen, so dass der fertige Schli- cker eine monomodale Korngrößenverteilung Dioo < 5 pm, Dso < 1,5 pm (Fig. l).

Bestimmung der Viskosität

Die Bestimmung der Viskosität wurde in Anlehnung an DIN EN ISO 2431, ASTM D 5125 durchgeführt. Hierzu wurde ein Auslaufbecher mit einer Düse von 3,2 mm verwendet. Die Düse wurde zunächst verschlossen und der Becher bis zum Über- laufen mit der Suspension gefüllt (ca.100 ml). Nach dem Öffnen der Düse wurde der Auslauf per Zeitmessung erfasst. Die Zeitmessung wurde gestoppt sobald der Strahl der auslaufenden Suspension abriss. Weiterhin wurde das Litergewicht bzw. die Dichte der Suspension durch Wägung ermittelt. Der Schlicker nach Beispiel 1 hatte eine Viskosität gekennzeichnet durch ein Liter- gewicht von 1900-2000 g/l und eine Auslaufzeit von 18 - 20 s.

Der Schlicker nach Beispiel 2 hatte eine Viskosität gekennzeichnet durch ein Liter- gewicht von 2000-2100 g/l und eine Auslaufzeit von 20,0-23 s.

Herstellung des sinterfähigen Grünlings

Als Material wurde ein Roving (Nextel 720 von 3M) mit 10000 denier wie vom Hersteller geliefert zunächst durch einen Rohrofen bei 500 °C gezogen. Anschlie- ßend erfolgte die Infiltration der oxidkeramischen Endlosfasern. Hierzu wurde der Roving durch ein den jeweiligen Schlicker enthaltendes Gefäß gezogen und an- schließend auf einen zylindrischen Kern mit einem Wickelwinkel von ± 75° gegen die Wickelachse aufgewickelt. Der noch feuchte infiltrierte Roving wurde mit einem Rollschneider auf dem Kern aufgeschnitten, entnommen und auf einer Gipsplatte im Trockenschrank bei etwa 60 °C für 4 h getrocknet.

Herstellung des oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs

Zur Herstellung des oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffs wurde der Grünlinge in einem Kammerofen bei 1250 °C und einer Haltezeit von 90 Minuten an Luft gesintert.

Der oxidkeramische Faserverbundwerkstoff gemäß Beispiel 1 hatte eine Dichte von 2,2 g/cm ³ , einen Faservolumengehalt von 26 % und eine Matrixporosität von 48 Vol.-%. Die 3-Punkt-Biegefestigkeit betrug 130 bis 160 ± 10 MPa.

Der oxidkeramische Faserverbundwerkstoff gemäß Beispiel 2 hatte eine Dichte von 2,4 g/cm ³ , einen Faservolumengehalt von 32 % und eine Matrixporosität von 40 Vol.-%. Die 3-Punkt-Biegefestigkeit betrug 180 bis 220 ± 15 MPa.

Von dem oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff gemäß Beispiel 1 wurde das Bruchverhalten untersucht. Hierzu wurde zunächst Prüfkörper mit den Abmessun- gen (H x B x L) 4 mm x 20 mm x 120 mm hergestellt. Der Auflagerabstand betrug 95 mm. In einem ersten Spannungs-Dehnungs-Versuch wurde der oxidkeramische Faserverbundwerkstoff ohne eine Auslagerung untersucht. Der Prüfkörper zeigte einen ersten Bruch bei einer Auslenkung von etwa 0,7 mm und bei einer Bruch- spannung von etwa 310 N auf. Bei weiterer Auslenkung bis etwa 0,9 mm konnte die Spannung zunächst schadenstolerant auf etwa gleichem Niveau gehalten wer- den. Ein zweiter Bruch ist bei einer Auslenkung von 0,9 mm und einer Bruchspan- nung von etwa 295 N erkennbar, woraufhin die Bruchspannung auf 240 N bei einer weiteren Auslenkung abfiel. Der schadenstolerante Bruch erfolgte bei 137 MPa (Fig. 2).

In einem zweiten Spannungs-Dehnungs-Versuch wurde der Prüfkörper aus dem oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff zunächst für 168 h bei 1300 °C ausgela- gert und nach Abkühlung auf Raumtemperatur untersucht (Fig. 3). Hierbei zeigt sich ein ähnliches Bruchverhalten, jedoch erfolgte der schadenstolerante Bruch bei 162 MPa.

Bestimmung des Widerstands gegen Tiefenverschleiß

Die Bestimmung des Widerstands gegen Tiefenverschleiß erfolgte in Anlehnung an DIN EN ISO 10545-6. Von dem oxidkeramischen Faserverbundwerkstoff gemäß Beispiel 1 wurden zunächst 2 Prüfkörper mit den Abmessungen 25 mm x 5 mm x 5 mm hergestellt. Die Prüfkörper wurden über Nacht bei 110 °C getrocknet und dann zur Messung eingesetzt. Beide Prüfkörper wiesen eine 47 mm lange Schleif- spur auf. Das Volumen des abgetragenen Materials betrug für den ersten Prüfkör- per 880 mm ³ und für den zweiten Prüfkörper 909 mm ³ .