Siliciumkarbid zählt heutzutage im technischen Bereich zu den wichtigsten keramischen Werkstoffen. Neben klassischen Sinterverfahren wird Siliciumkarbidkeramik durch die Schmelzinfiltration poröser Kohlenstoffmaterialien hergestellt. Als Infiltrationskörper dienen in diesem Zusammenhang in der Regel poröse Kohlenstoffkörper petrochemischer Herkunft oder pyrolysierte Viskosefaserfilze. Ein neuer Ansatz stellt der Einsatz von Holzwerkstoffen dar. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es herauszuarbeiten, inwieweit die Herstellung von Siliciumkarbidkeramik auf der Basis von Holzwerkstoffen (technische Hölzer) durch Pyrolyse und anschließender Siliciumschmelzinfiltration möglich ist. Dafür sollten spezielle Holzwerkstoffe entwickelt werden, welche für den Keramisierungsprozess optimiert sind. Es wurde zunächst untersucht, welchen Einfluss die wichtigsten Holzwerkstoffparameter Rohdichte, Bindemittelmenge sowie Partikelgröße und Partikelgestalt auf den Herstellungsprozess und die resultierende Keramik haben, um im Anschluss gezielt optimierte Holzwerkstoffe je nach Anforderungsprofil der Keramik herstellen zu können. Von besonderer Bedeutung sind in dieser Arbeit die regressionsanalytischen Untersuchungen der mit dem Pyrolyseprozess einhergehenden Veränderungen des Grünkörpers, welche die Beschreibung der Veränderung der Rohdichte sowie des Schwundes der Grünkörper bei der Pyrolyse mit hohen Bestimmtheitsmaßen erlauben. Zudem ermöglichten bildanalytische Untersuchungen, den Einfluss der Holzwerkstoffparameter auf die Struktur des resultierenden Kohlenstoffkörpers und der Keramik qualitativ und quantitativ zu beschreiben. Insgesamt konnte nach der Auswertung aller Ergebnisse festgestellt werden, dass siliciuminfiltrierte Siliciumkarbidkeramik mit marktüblichen Eigenschaften auf der Basis optimierter Holzwerkstoffe herstellbar ist. Mit Hilfe der Holzwerkstoffparameter Rohdichte, Bindemittelgehalt sowie Partikelgestalt lassen sich Schlüsseleigenschaften der Keramik wie Phasenzusammensetzung und Homogenität in einem weiten Bereich steuern.     «

Siliciumkarbid zählt heutzutage im technischen Bereich zu den wichtigsten keramischen Werkstoffen. Neben klassischen Sinterverfahren wird Siliciumkarbidkeramik durch die Schmelzinfiltration poröser Kohlenstoffmaterialien hergestellt. Als Infiltrationskörper dienen in diesem Zusammenhang in der Regel poröse Kohlenstoffkörper petrochemischer Herkunft oder pyrolysierte Viskosefaserfilze. Ein neuer Ansatz stellt der Einsatz von Holzwerkstoffen dar. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es herauszuarb...     »

Silicon carbide ranks nowadays among the most important thechnical ceramic materials. Alongside classic sintering techniques silicon carbide can be produced by infiltration of porous carbon precursors with molten silicon. State of the art is the use of carbon precursors derived from petrochemical raw materials or carbonized viscose felts. A new route represents use of carbonized wood based composites as precursor material, which was the object of this work. For this purpose special wood based composites optimized for the siliconizing process were developed. In a first step the influence of the parameters bulk density, particle size and binder content of the wood based composites on the carbonisation and siliconizing process was analysed to allow in a second step the production of special wood based composites adapted to different application specifications. In this context the regression analytic investigation of the changes of the green body during the carbonisation process is of high importance, which allowed the prediction of the changes of bulk density and dimension with high accuracy. Furthermore image analytic methods made it possible, to describe the influence of the process parameters of the wood based composites on the microstructure of the resulting carbon templates and ceramic materials qualitatively and quantitatively. Finally it was possible to demonstrate, that it is possible to derive silicon infiltrated silicon carbide materials from optimized wood based composites with properties comparable to those conventionally manufactured. With the parameters bulk density, particle size and content of binder of the wood based composites key properties of the resulting ceramics like phase composition and homogeneity can be adapted effectively.     «

Silicon carbide ranks nowadays among the most important thechnical ceramic materials. Alongside classic sintering techniques silicon carbide can be produced by infiltration of porous carbon precursors with molten silicon. State of the art is the use of carbon precursors derived from petrochemical raw materials or carbonized viscose felts. A new route represents use of carbonized wood based composites as precursor material, which was the object of this work. For this purpose special wood based co...     »