Projektbereich D Lugscheider, Erich 383 Projektbereich D ... - SFB 289

3.3.2 Siliziumnitrid
Thermoschockbeständigkeit
Projektbereich D
Lugscheider, Erich
461
Die im Teilprojekt D3 im angepassten Thermoschockversuch im Teilprojekt D3
"Entwicklung und Verhalten von CVD-Schichtverbunden" getesteten Si3N4-Keramiken
zeigten eine hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit. In den ersten beiden
Versuchsreihen wurden 200 Zyklen mit raschen Temperaturwechseln von 400°C auf
1100°C bzw. 600 Zyklen von 400°C auf 1180°C durchgeführt. Es konnte weder Versagen
noch Rissbildung der Keramiken festgestellt werden. Nachfolgende
rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen an keramographisch präparierten
Querschnitten zeigen keine Reaktionsschichtbildung an der Kontaktfläche.
Korrosionsuntersuchungen
Zur Sicherstellung der chemischen Beständigkeit der Si3N4-Keramiken wurden
Kontaktkorrosionsuntersuchungen unter verschiedenen Temperaturen und Atmosphären
mit den im SFB 289 verwendeten Stahlsorten durchgeführt. Unter Schutzgas wurden
sowohl unbehandelte als auch voroxidierte Stähle eingesetzt. Ergänzend wurden
Schmelzkorrosionsversuche bei Temperaturen von 1600°C durchgeführt.
Die Versuchsergebnisse wurden mit den Kontaktreaktionen in den
Thermoschockversuchen im Teilprojekt D3 "Entwicklung und Verhalten von CVD-
Schichtverbunden" sowie den Stauchversuchen und Formgebungsversuchen im
Teilprojekt E1 "Thixoschmieden, -strangpressen" verglichen, mit dem Ziel, die
Versuchsbedingungen der Korrosionstests möglichst exakt an die realen Bedingungen des
Thixoformings anzupassen und so eine bessere Vorhersage des Korrosionsangriffs zu
ermöglichen.
Stauchversuche
Die Versuche mit Si3N4-Stauchplatten wurden bis zum Abbruch bei 50 Versuchen mit
einem mittleren Kraftwert von 60 kN durchgeführt, die maximalen bzw. minimalen
Stauchkräfte betrugen 115 kN bzw. 45 kN, die Standardabweichung der Kraftwerte lag bei
11 kN. Das Kraft-Weg-Diagramm der Versuche ist in Bild D-52 dargestellt.