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Betrachtungen zur gezielten Steigerung der mechanischen Festigkeit eines silikatkeramischen Werkstoffs in Abhängigkeit der Ausbildung des Werkstoffgefüges

  • Forschung & Technik
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Keramische Zeitschrift

Kurzfassung

Die Bedeutung des Gefüges für die Steuerung der mechanischen Festigkeit silikatkeramischer Werkstoffe wird bereits bei der Auswahl geeigneter Rohstoffe deutlich, wenn es um die gezielte Bildung amorpher und kristalliner Phasen geht. Diese können im Werkstoff zu Gefügespannungen führen [1] oder aufgrund ihrer Morphologie das Gefüge beispielsweise durch Verzahnung verstärken [2]. Auf dem Weg zu einem leistungsfähigeren Werkstoff, komplexen Produktgeometrien und Wettbewerbsfähigkeit soll diese Arbeit als ein Beitrag zum Verständnis festigkeitsrelevanter Mechanismen dieser Werkstoffgruppe verstanden werden. Die Modifikation eines Feinsteinzeuges durch eine Rohstoffsubstitution beispielsweise mit Aluminiumoxid, Quarz und Nephelinsyenit führt zu einer signifikanten Steigerung der mechanischen Festigkeit. Die damit einhergehenden Wirkmechanismen werden durch röntgenographische Untersuchungen und konventionelle Messmethodik gezeigt und bewertet.

Abstract

The importance of the microstructure of silicate ceramic materials for their mechanical strength becomes immediately clear when selecting the raw materials to achieve a particular combination of amorphous and crystalline phases. These can lead to internal stresses in the material [1] or alternatively to a strengthening through the interlocking of their morphologies within the microstructure [2]. The aim of this work is to contribute to a general understanding of the mechanisms relevant to strength within this class of materials. This is part of a drive towards more effective materials, complex product geometries and increased competitiveness. Modification of a porcelain stoneware body by raw materials substitution with alumina, quartz and nepheline syenite leads to a significant increase in the mechanical strength of components. The accompanying mechanisms are revealed and evaluated by X-ray-based and conventional analytical methods.

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Authors and Affiliations

  1. Hochschule Koblenz, Rheinstraße 56, D-56203, Höhr-Grenzhausen, Deutschland

    C. Ulbrich & G. Klein

Authors
  1. C. Ulbrich
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  2. G. Klein
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Ulbrich, C., Klein, G. Betrachtungen zur gezielten Steigerung der mechanischen Festigkeit eines silikatkeramischen Werkstoffs in Abhängigkeit der Ausbildung des Werkstoffgefüges. Keram. Z. 69, 146–154 (2017). https://doi.org/10.1007/BF03400331

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