DE3318831C2

DE3318831C2 -

Info

Publication number: DE3318831C2
Application number: DE3318831A
Authority: DE
Inventors: George K. Wethersfield Conn. Us Layden
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1982-05-25
Filing date: 1983-05-24
Publication date: 1988-11-10
Also published as: DE3318831A1; JPS58217434A; GB2120647B; JPS6357366B2; CH654788A5; GB2120647A; IT8321204A0; US4412854A; IT1167174B; FR2527517B1; FR2527517A1; ATA188683A; AT386189B; GB8312434D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Formgebungsverfahren, und insbesondere Formgebungsverfahren für faserverstärkte Glas-Verbundgegenstände.

Infolge der Knappheit und der steigenden Kosten für viele übliche Hochtemperatur-Konstruktionsmetalle hat man nicht-metallischen faserverstärkten Verbundmaterialien als Ersatz für übliche Hochtemperatur-Metallegierungen verstärkte Aufmerksamkeit gewidmet. Die Verwendung von Ersatzmaterialien für Metall, von hochfesten faserver stärkten Harz-Verbundmaterialien oder sogar hochfesten faserverstärkten Metallmatrix-Verbundmaterialien, ist bereits soweit fortgeschritten, daß derartige Materialien für Produkte, beginnend bei Sportartikeln bis hin zu hochentwickelten Teilen von Düsenflugzeugen, kommerziell eingeführt sind. Eines der großen Probleme dieser Ver bundmaterialien liegt jedoch darin, daß ihre maximale Verwendungstemperatur begrenzt ist.

Keramik-, Glas- und Glaskeramik-Körper, die für Hoch temperatur-Anwendungszwecke verwendet werden können, sind dem Fachmann gut bekannt. Leider weisen derartige Körper jedoch häufig nicht die gewünschte mechanische Festigkeit auf und sind stets im Hinblick auf ihre Zähigkeit und Schlagfestigkeit unzureichend. Diese Si tuation hat dazu geführt, daß Körper aus Verbundmate rialien hergestellt wurden, die aus einer Matrix aus einem Keramik-, Glas- oder Glaskeramik-Material bestehen, in anorganische Fasern in kontinuierlicher oder dis kontinuierlicher Weise dispergiert sind.

Diese im fol genden als Glasmatrix- Verbundmaterialien bezeichneten Materialien sind in den US-PS 43 14 852 und 43 24 843 beschrieben. Die gemäß diesen Patenten hergestellten Teile aus Verbundstoffen mit einer Glaskeramik-Matrix und einer Siliciumcarbid-Faserverstärkung weisen physi kalische Eigenschaften auf, die es gestatten, sie in Wärmekraftmaschinen und für andere Anwendungszwecke ein zusetzen, um eine beträchtliche Verbesserung von deren Betriebsverhalten zu erreichen. Derartige Anwendungen machen es jedoch erforderlich, daß neue Verarbeitungs verfahren für die Herstellung von komplex geformten Teilen gefunden werden, in denen die verstärkenden Fasern bei spielsweise in wenigstens drei Richtungen verteilt sind, um eine verbesserte Festigkeit zu bewirken.

Obwohl auf dem beschriebenen Fachgebiet große Fortschritte erzielt wurden, gibt es im Hinblick auf die Verfahren zur Herstellung derartiger verbesserter Verbundstoff-Gegen stände noch große Schwierigkeiten. In der Vergangenheit wurde eine kontinuierliche Faserverstärkung für Verbund- Gegenstände dadurch erreicht, daß man parallele Faser- Bänder, Filze und Papiere verwendete, die man mit Glas- Trägeraufschlämmungen tränkte, in die gewünschte Form schnitt, ausrichtete und dann in einer Form für das Warmpressen aufeinanderschichtete. Ein derartiges Ver fahren ist jedoch für komplexere Formen ungeeignet, da auf diese Weise nur eine planare Anordnung der Fasern erreicht wird. Es ist ferner schwierig, unter Verwendung derartiger Materialien Zylinder und andere komplexe For men zu erzeugen. Das liegt daran, daß die Bänder aus parallelen Fasern nicht zu topographische komplexen For men verformt werden können, ohne daß es zu einer ernst haften Störung der Faserorientierung kommt. Das führt wiederum zu einer ungleichmäßigen Faserverteilung, bei spielsweise daß faserarme Bereiche enthalten werden, die im Hinblick auf den Verbundgegenstand Schwächezonen bilden.

Die moderne Technologie der Herstellung von Verbund stoffen mit einer Harzmatrix überwindet diesen Nachteil dadurch, daß vorimprägnierte gewebte Stoffe verwendet werden ("Prepregs"). Derartige Prepreg-Bahnen können ge schnitten und in die geeignesten Muster zur Erzeugung der gewünschten Faserverstärkung zugeschnitten werden. Geeignete Lagen dieser Prepreg-Muster werden dann ver festigt und bei mäßigen Temperaturen und Drucken ge härtet.

Wie oben angegeben, führten die verfügbaren Techniken zur Formung von Glasmatrix-Verbundmaterialien in der Vergangenheit dazu, daß nur Gegenstände eines begrenz ten Form-Vorrats erzeugt werden konnten, die durch uni axiales Warmpressen von im wesentlichen planaren An ordnungen von verstärkenden Fasern wie aneinandergefügten Faserbändern, gewebten Geweben, Filzen oder Papieren her gestellt werden konnten. In diesem Zusammenhang wird auf die obenerwähnten US-Patentschriften verwiesen. Während der Verfestigung derartiger Faserbänder, Pa piere usw., die mit einer Aufschlämmung, die eine Glasfritte enthält, getränkt wurden, muß eine beträchtliche Volumenverminderung im Sinne eines Zusammendrückens erfolgen. Dieses Zusammendrücken, das erfolgt, wenn eine mit einer Aufschlämmung behandelte Fasermatte ver festigt wird, kann beispielsweise bei einem Filz oder einer Fasermatte niedrigerer Dichte zwischen 1000 bis 3000% variieren. Diese Art des Zusammendrückens kann toleriert werden, wenn relativ dünne Platten aus irgendwelchen Materialien geformt werden, bedeutet je doch ein immenses Problem, wenn komplexe drei-dimensionale Formen erforderlich sind, die eine erwünschte Faser orrientierung beibehalten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Glas-Verbundgegenständen, insbesondere zur Herstellung derartiger Gegenstände im komplexen Formen, durch Tränken von hochtemperaturbeständigen Fasern mit einer Trägerflüssigkeit, die Glaspulver enthält, Stapeln der imprägnierten Fasern und Warmpressen anzugeben, bei dem die oben beschriebenen Probleme überwunden sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten Art durch die Maßnahmen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Glas-Verbundgegenstände, das insbesondere für die Herstellung derartiger Gegenstände in komplexen Formen ausgelegt ist, und das u. a. das Pro blem einer großen Zusammendrückbarkeit überwindet, auf das man üblicherweise bei der Herstellung derartiger Gegen stände stößt. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden gewebte oder nicht-gewebte Bahnen einer Faserverstärkung mit einer Trägerflüssigkeit vorimprägniert, die ein thermoplastisches polymeres Bindemittel und Glaspulver enthält. Diese Bahnen werden dann in bestimmte Form- Muster für das herzustellende komplexe Verbund-Teil ge schnitten. Im allgemeinen hat das die Verwendung einer Vielzahl derartiger Bahnen oder Blätter zur Folge. Die so geformten vorimprägnierten Blätter werden dann in einer Form den Erfordernissen entsprechend dem Körper angepaßt und aufeinander geschichtet und bei mäßigen Temperaturen und Drucken zu einem Verbundstoff-Vorformling verfestigt. Auf dieser Stufe erfolgt der größte Anteil des Zusammendrückens des Verbundstoffes, was es ermög licht, im abschließenden Verfestigungsschritt kleinere Warmpressen zu verwenden. Ein weiterer Vorteil der Bildung der Verbund-Vorformlinge auf dieser Stufe liegt darin, daß der Vormformling im Hinblick auf die Präzi sion der Schichtung und auf die Verbund-Form unter sucht werden kann, bevorm man ihn abschließend warmpreßt. Dieser Verbund-Vorformling wird anschließend unter Bil dung der endgültigen Form des Glasmatrix-Verbundstoff-Gegen standes warmgepreßt. Das Warmpressen kann gegebenenfalls eine vorausgehende Wärmebehandlung umfassen, um das nur vorübergehend benötigte thermoplastische Bindemittel zu verbrennen oder auf andere Weise zu entfernen.

Die obigen Ausführungen sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 typische Muster auf einer vorimprägnierten gewebten Faserverstärkung vor dem Zuschneiden;

Fig. 2 derartige Muster nach dem Zuschneiden und ihrem Zusammenfügen;

Fig. 3 den warmgeformten Gegenstand vor dem Abbrennen des Bindemittels und dem Warmpressen;

Fig. 4 den endgültigen erhaltenen Gegenstand.

Obwohl jedes beliebige Glas, das den erfindungsgemäßen Verbundstoffen eine hohe Tempraturfestigkeit verleiht, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wurde festgestellt, daß ein Aluminiumsilikatglas für das erfindungs gemäße Verfahren sehr gut geeignet ist. In ähnlicher Weise erwies sich ein Borsilikatglas und ein Glas mit hohem Siliciumgehalt von etwa 96 Gew.-% Siliciumdioxid, das durch Auslaugen des Bors aus einem Borsilikat-Glas erhalten wurde, als be sonders bevorzugtes borsilikat- bzw. hochsiliciumdioxid- haltiges Glas. Während das Borsilikat-Glas und das Alu miniumsilikat-Glas in Form der handelsüblichen Teilchen <0,044 mm verwendet werden können, wurden die gewünschten Eigenschaften für die Verbundmaterialen mit dem hoch siliciumdioxidhaltigen Glas nur dann in befriedigender Weise erreicht, wenn das Glas vorher mehr als 100 Stunden in einer Kugelmühle in Propanol gemahlen worden war. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß auch Mischungen der obenerwähnten Gläser verwendet werden können.

Ein anderes attraktives Matrix-Material für das erfin dungsgemäße Verfahren ist ein glaskeramisches Material. Während der Verbundstoff-Verdichtung wird die Matrix im Glaszustand gehalten, wodurch eine Zerstörung der Fasern vermieden wird und eine Verdichtung bei niedrigen angewandten Drucken gefördert wird. Nach der Verdichtung zu der gewünschten Konfiguration aus Faser + Matrix kann die Glasmatrix in den kristallinen Zustand über führt werden, wobei das Ausmaß und der Grad der Kristalli sation von der Matrixzusammensetzung und dem Programm der Wärmebehandlung gesteuert wird. Auf die beschriebene Weise kann eine große Anzahl von glaskeramischen Ma terialien verwendet werden, wobei jedoch bei der Ver wendung von Siliciumcarbid-Fasern eine strenge Begren zung hinsichtlich der Menge und Aktivität des Titans, das in dem Glas vorliegt, von ausschlaggebender Bedeutung ist. Wenn demzufolge Siliciumcarbid-Fasern und Titan dioxid-Keimbildungsmittel verwendet werden, muß das Titandioxid desaktiviert werden oder unterhalb eines Anteils von 1 Gew.-% gehalten werden. Das kann dadurch erreicht werden, daß man einfach als Ersatz ein anderes Keimbildungsmittel wie Zirkoniumoxid an Stelle des üb lichen Titandioxids verwendet, oder daß man ein Mittel zusetzt, das die Reaktivität des Titandioxids gegenüber der Siliciumcarbidfaser maskiert. Es ist jedoch in jedem der Fälle erforderlich, entweder die Wirkungen des Titandioxids auf die Siliciumcarbidfasern auszuschließen oder zu maskieren, um ein Verbundmaterial mit guten Hochtemperaturfestigkeits-Eigenschaften zu erhalten.

Während übliches Lithium-Aluminiumsilikat das bevorzugte glaskeramische Material ist, können auch andere übliche glaskeramische Materialien wie Aluminiumsilikat, Magnesium- Aluminiumsilikat und Kombinationen der obengenannten Ma terialien verwendet werden, solange das keramische Matrix material titanfrei ist (weniger als etwa 1 Gew.-%) oder maskiert ist (vergl. US-PS 43 24 843).

Im allgemeinen kann das glaskeramische Ausgangsmaterial im Glaszustand in Pulverform erhalten werden. Wenn je doch das keramische Material in kristalliner Form er halten wird, ist es erforderlich, das Material zu schmel zen und es in den Glaszustand zu überführen, es dann zu verfestigen und anschließend in Pulverform zu zerstampfen, vorzugsweise bis zu einer Teilchengröße von <0,044 mm Teilchengröße, bevor man die erfindunsgemäß zu verwenden den Aufschlämmungen bereitet. Bei der Auswahl eines glas keramischen Materials ist es wichtig, daß eins ausge wählt wird, das im Glaszustand verdichtet werden kann, wobei die Viskosität niedrig genug ist, eine vollständige Verdichtung mit anschließender Überführung in einen im wesentlichen vollständig kristallinen Zustand zuzulassen. Es ist jedoch auch möglich, das kristalline Pulver-Aus gangsmaterial während einer Wärmevorbehandlung in den Glaszustand zu überführen, bevor man zum Zwecke der Verdichtung einen Druck anlegt.

Obwohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedes be liebige Fasermaterial mit hoher Temperaturbeständigkeit verwendet werden kann, wie beispielsweise Graphit, Aluminiumoxid oder Siliciumnitrid, sind Siliciumcarbid fasern ganz besonders bevorzugt. Ein Multifilament- Siliciumcarbid-Garn mit einem mittleren Faserdurchmesser bis zu 50 µm, beispielsweise 5 bis 50 µm, ist ganz be sonders bevorzugt. Ein derartiges Garn mit etwa 250 Fasern pro Werggarn und einem mittleren Faserdurchmesser von etwa 10 µm wird von der Nippon Carbon Company of Japan hergestellt. Die durchschnittliche Festigkeit der Faser beträgt etwa 2000 MPa, und seine Einsatztemperatur er streckt sich bis hinauf zu 1200°C. Das Garn weist eine Dichte von etwa 2,6 g/cm³ auf und einen Elastizitätsmodul von etwa 221 GPa.

Diese Fasern können auch in nicht-gewebter Fom mit planarer Orientierung verwendet werden, oder das Siliciumcarbid kann auf Papierlängen (z. B. etwa 1 bis etwa 3 cm) kurz geschnitten und nach üblichen Papierher stellungs-Verfahren zu Blättern geformt sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedes beliebige thermoplastische polymere Bindemittel verwendet wer den, das sich leicht in dem jeweiligen gewählten Träger material lösen oder dispergieren läßt. Acrypolymere haben sich als besonders geeignete Bindemittelmaterialien für das er findungsgemäße Verfahren erwiesen. Entsprechend kann jede beliebige Trägerflüssigkeit, das mit derartigen Bin demitteln verträglich ist, verwendet werden, wobei je doch Wasser bevorzugt ist.

Obwohl die Mengen der verwendeten Materialien variieren können, wird die Aufschlämmung im allgemeinen so herge stellt, daß die Mischungen aus Glaspulver, Bindemittel und Trägerflüssigkeit eine solche Konsistenz aufweisen, daß sie leicht auf die Fasern aufgebracht werden können, z. B. mit einer Bürste. Typischerweise wird dabei eine solche Menge Glas zugesetzt, daß nach der Entfernung der Trägerflüssigkeit und des Bindemittels eine 50 bis 80%ige Volumenkonzentration auf den Fasern erhalten wird. Die Menge der Trägerflüssigkeit und des Bindemittels vari ieren in Abhängigkeit von der Form und der Dichte des Fasermaterials, wobei jedoch die Bindemittelmenge ty pischerweise zwischen etwa 0,5 ml bis 1 ml pro Gramm Glasfritte eine Teilchengröße von <0,044 mm variiert, und die zusätzliche Trägerflüssigkeit variiert typischer weise im Bereich von 0 bis etwa 2 ml pro Gramm Glasfrit te in Fällen, wenn das Fasermaterial ein dichtgewebter Stoff ist, und bis zu etwa 10 ml Trägerflüssigkeit pro Gramm Glasfritte einer Teilchengröße von <0,044 mm, wenn das Fasermaterial ein nicht-gewebtes Material niedriger Dichte, wie beispielsweise Papier ist.

Beispiel 1

Ein Kegelstumpf aus einem mit Graphitfasern verstärkten Glas wurde wie folgt hergestellt. Vier Transparentbilder (jeweils zwei alternierende Muster wurden zur Bildung des Verbundgegenstands verwendet) wurden hergestellt und es wurde eine Anordnung gewählt, die den geringsten Materialabfall durch Verschnitt ergab (vgl. Fig. 1).

Ein Stück eines Kohlenfasergewebes in Leinwandbindung mit einem Gewicht von 2033 g/m² wurde in Abmessungen von 2090,3 cm² zerschnit ten. Das auf diese Weise zerschnittene Gewebe wies ein Gewicht von 43,5 g auf. Aus 87 g Borsilikatglas mit einer Teilchengröße von <0,044 mm und 65,25 ml Bindemittel (Acrylpolymere) wurde ein "Anstrich" hergestellt. Das Kohlefaser-Gewebe wurde auf ein Blatt aus einer Polyesterfolie auf einer ebenen Oberfläche gelegt, und es wurden etwa zwei Drittel des Volumens des Anstrichs auf die obere Oberfläche des Gewebes aufgetragen. Danach wurde das Gewebe umgedreht, und der Rest des Anstrichs wurde auf die andere Seite aufgetragen. Das auf diese Weise vorimprägnierte Kohle gewebe ließ man über Nacht trocknen und zog es dann von der Polyester-Rückwand ab. Es wurde festgestellt, daß das vorimprägnierte Blatt zäh und biegsam war und nicht aus faserte. Das Blatt bestand auf dieser Stufe aus 33,3 Gew.-% Fasern und 66,7 Gew.-% Glas als Dauer-Feststoffe. (Die Entfernung des Bindemittels und der Trägerflüssig keit berücksichtigt.) Das entspricht 40 Vol.-% Faser- Verbundstoff. Die Thermofax-Transparentbilder wurden dann auf das Prepreg-Gewebe unter Verwendung von Rhoplex als Klebstoff so aufgeklebt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Dann wurden die einzelnen Muster aus dem Prepreg-Gewebe ausgeschnitten und die Transparentbilder abgezogen. Die Stücke wurden bei 150°C in einen Ofen gegeben, um das Bindemittel zu erweichen und die Blätter mit der Hand formbar zu machen, wonach sie von Hand über der Patritze der Form geformt und vorübergehend unter Verwendung ei nes Kunststoffbandes gehalten wurden. Nach dem Abziehen dieses Bandes wurden die auf diese Weise geformten einzelnen Teile in der Form in alternierender Reihen folge zusammengefügt und die erhaltene Vielzahl von Schichten wurde bei 150°C warmgeformt, um einen festen Kegelstumpf-Vorläufer zu bilden, wie er in Fig. 3 ge zeigt ist. Die Graphitform wurde dann auseinandergebaut, mit Bornitrid eingesprüht und mit Molybdän-Trennblättern versehen, um ein Festkleben des Verbundgegenstands in der Form zu verhindern. Der Vorläufer-Kegelstumpf wurde wieder in die Form gegeben, die in eine Retorte über führt wurde und in einem Argonstrom bei 600°C erhitzt wurde, um das temporäre Bindemittel zu zersetzen. Die Form wurde dann in einer Warmpresse zur abschließenden Verfestigung des Teils angeordnet.

Das fertige Teil ist in Fig. 4 gezeigt. Obwohl das Er wärmen als mehrstufiger Prozeß beschrieben wurde, kann es auch in der Form als eine einzige Operation durch geführt werden, in dem ein Aufheizprogramm angewandt wird, das dem obenbeschriebenen mehrstufigen Prozeß ähn lich ist.

Beispiel 2

In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 wurde unter Ver wendung von nichtgewebtem Kohlenstoffpa pier mit einem Gewicht von 101,7 g/m² das Verfahren wie derholt. Das Kohlenstoffpapier wurde in etwa in Form der in Fig. 1 gezeigten Muster zugeschnitten. Diese wurden auf Polyesterfolien angeordnet und mit einer Aufschlämmung imprägniert, die 0,5 ml Bindemittel (Acrylpolymere) und 4,5 ml Wasser pro Gramm Glas fritte enthielt. Diese wurden dann auf einen rotieren den Dorn gebunden und unter einer Heizlampe getrocknet. Es wurde festgestellt, daß die Rotation während des Trocknens wesentlich war, um eine gleichmäßige Vertei lung der Fritte in dem Papier beizubehalten. Aus den Papier-Prepregs wurden nunmehr genaue Muster ausge schnitten, und das Verfahren des Beispiels 1 wurde im folgenden wiederholt, um den harzgebundenen Vorform ling und schließlich den endgültigen warmgepreßten Ke gelstumpf zu erzeugen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur ein rela tiv einfaches Verfahren zur Bildung von Verbund-Gegen ständen derartiger komplexer Formen, sondern es ist auch sehr einfach an eine Massenproduktion anpaßbar.

Typische komplexe Formen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, sind Segmente der Brennerumhüllungen von Düsentriebwerken, Hohlbehälter wie Becher usw. Die erfindungsemäßen Gegenstände sind aufgrund der Zusammensetzung ihrer Bestandteile (z. B. Silicium carbid-Fasern und glaskeramische Matrizen) auch besonders nützlich als Hochtemperatur-Glas-Konstruk tionsteile in Umgebungen, in denen eine hohe Oxidations beständigkeit, Festigkeit und Zähigkeit erforderlich sind, beispielsweise als Teile von Gasturbinen-Triebwer ken oder Verbrennungsmaschinen mit interner Verbrennung. Es wird diesbezüglich ebenfalls auf US-PS 43 24 843 ver wiesen.

Obwohl oben die Erfindung im Hinblick auf eine ganz spe zielle Ausführungsform beschrieben wurde, ist es für jeden Fachmann selbstverständlich, daß im Hinblick auf die Form der erzeugten Gegenstände und anderer Einzel heiten verschiedene Veränderungen und Weglassungen mög lich sind, ohne daß dadurch bereits der Bereich der vor liegenden Erfindung verlassen würde.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Glas-Verbundgegenständen, insbesondere zur Herstellung derartiger Gegenstände in komplexen Formen durch Tränken von hochtemperaturbeständigen Fasern mit einer Trägerflüssigkeit, die Glaspulver enthält, Stapeln der imprägnierten Fasern und Warmpressen, dadurch gekennzeichnet, daß man
auf ein Blatt einer gewebten oder nicht-gewebten hoch temperaturbeständigen Faserverstärkung eine Schicht einer Trägerflüssigkeit aufbringt, die Glaspulver und ein thermoplastisches polymeres Bindemittel enthält,
aus solchen Blättern eine Vielzahl von Vorformlingen in im voraus festgelegten Mustern ausscheidet,
eine Vielzahl dieser behandelten Vorformlinge auf einer Formgebungsoberfläche aufeinandergestapelt,
den Stapel der Vorformlinge unter Bildung eines inter mediären Gegenstands einer festgelegten vorausbestimmten Form warmformt,
den geformten Gegenstand erhitzt, um das flüchtige Binde mittel zu zersetzen und zu entfernen, und
den so behandelten Gegenstand unter Bildung eines Ver bundgegenstandes hoher Festigkeit warmpreßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaspulver enthaltende Schicht auf die Vorform linge nach deren Ausschneiden aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als polymere Bindemittel ein thermoplastisches Harz, als Trägerflüssigkeit Wasser, als Fasermaterial Graphit, Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid und als Glas ein Borsilikat-, Aluminiumsilikat-, hochsilicium dioxid-haltiges Glas oder ein entglasbares Glas verwendet wird, wobei letzteres in eine Glaskeramik überführt wird.