Zusammenfassung
Druckloses Sintern von Si3N4 -Werkstoffen gelingt nur mit sinterfördernden Zusätzen, die durch Bildung einer Schmelze eine vollständige Verdichtung ermöglichen. Die Kenntnis der auftretenden Phasengleichgewichte mit den Sinterzusätzen ist deshalb Voraussetzung für eine gezielte Gefügeentwicklung. Nur die Si3N4-Mischkristallbildung eröffnet die Möglichkeit, nahezu einphasige Sintergefüge mit nur noch äußerst geringen Glasanteilen in den Korngrenzen herzustellen.
Gefügeuntersuchungen an gesinterten ß-SiAlON-Mischkristallkeramiken mit hochauflösenden TEM-Methoden bestätigen einen starken Einfluß geringer Sauerstoffanteile auf die Sinterfähigkeit und die Bildung der nur 1–3 nm dicken intergranularen Glasphasenschichten. Deren Zusammensetzung konnte mit der Elektronenenergieverlustspektroskopie (EELS) quantitativ ermittelt werden und zeigt die starke Sauerstoffanreicherung in den Korngrenzen. Die dünne Glasschicht setzt bei Temperaturen über 1000°C die mechanischen Werkstoffeigenschaften herab. Eine Steigerung der Hochtemperatureigenschaften kann aber durch Auskristallisation der verbliebenen Glasphase erzielt werden. Am Beispiel Y203- haltiger ß-SiAlON-Keramiken wurde die Kinetik der Y-Al-Granatkristallisation aus der Glasphase untersucht und ihr Einfluß auf die Verbesserung der Hochtemperatureigenschaften beschrieben.
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Greil, P., Petzow, G. (1984). Gefügecharakterisierung von Si3N4-Mischkristallkeramiken und Möglichkeiten der Verbesserung der Hochtemperatureigenschaften. In: Bunk, W., Böhmer, M., Kißler, H. (eds) Keramische Komponenten für Fahrzeug-Gasturbinen III. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-82299-5_6
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