Keramische Komponenten für Fahrzeug-Gasturbinen III

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Si N-pulver benotigen fur eine rasche und vollstandige Verdich­ 3 4 tung beim drucklosen Sintern zusatzliche Sinterhilfsmittel, die eine Schmelzphase bilden und dadurch die Diffusionsvorgange im Sinterkorper stark beschleunigen. Sinteraktive Si N-pulver 3 4 weisen deshalb neb en einer hohen spezifischen Oberflache auch einen charakteristischen Sauerstoffgehalt auf (Bild 1), der die Bildung einer silikatischen Schmelzphase beim Sintern fordert [1]. Beim Abkuhlen erstarrt aber ein Teil der Schmelzphase als Glas zwischen den Korngrenzen, das wiederum bei hohen Einsatztempera­ turen der Werkstoffe durch beschleunigtes RiBwachstum und Korn­ grenzengleiten zu einem fruhzeitigen Versagen des Werkstoffs schon unter geringen Belastungen fuhrt [2]. Das Sintern von Si N-Mischkristallkeramiken bietet hingegen die 3 4 Moglichkeit, durch den Einbau einer verschwindenden tibergangs­ schmelze in einen Si N-Mischkristall, dichte Werkstoffe mit nur 3 4 auBerst geringen Glasanteilen herzustellen, wodurch deutlich ver­ besserte Festigkeits- und Kriecheigenschaften bei hohen Tempe­ raturen zu erwarten sind [3J. Grundlegende Voraussetzung fur das Sintern von Si N-Mischkristallkeramiken und damit Schwerpunkt 3 4 in der ersten Programmphase war die Untersuchung der Phasenbe­ ziehungen von Si3N4 mit den Sinterzusatzen sowie des Einflusses der Sinteratmosphare auf das Sinterverhalten und die Phasengleich­ gewichte [4-6J. Auf der Basis der ermittelten Phasenbeziehungen konnen die fur Mischkristallkeramiken mit moglichst geringem Glasgehalt gunstigsten Herstellungsbedingungen und Werkstoffzu­ sammensetzungen eingeengt werden.