Mikrostruktur und Eigenschaften keramischer Formmassen ... - OPUS
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Kurzfassung<br />
Phasenbestand <strong>und</strong> Gefüge<br />
XVII<br />
Im Spinellbeton treten in Abhängigkeit von der vorangegangenen Temperaturbehandlung<br />
zwischen 110 °C <strong>und</strong> 1500 °C die Phasen Spinell MgAl2O4, Periklas<br />
MgO, Kor<strong>und</strong> Al2O3 sowie die Zementphasen CA (CaO � Al2O3), CA2 <strong>und</strong> CA6 auf.<br />
Bis etwa 1000 °C reagiert das im Spinellbeton enthaltene MgO mit freiem Al2O3 zu<br />
MgAl2O4-Spinellen. Gleichzeitig wandeln aluminium- <strong>und</strong> magnesiumreiche<br />
Spinelle zu stöchiometrischen Spinellen um. Ein Großteil des aus dem Reaktiv-<br />
Aluminiumoxid/Spinell stammende Al2O3 wird unterhalb 1500 °C für die Bildung<br />
von CA2 <strong>und</strong> bei 1500 °C für die Bildung von CA6 aufgezehrt. Bis ca. 1000 °C<br />
enthält der Spinellbeton CA. Unter Vakuum ist bei 1500 °C neben CA6 auch CA2<br />
präsent, während in oxidierender Atmosphäre alles CA2 mit Al2O3 zu CA6 reagiert.<br />
Im Spinellbeton sind grobe Spinellkörner (Aggregat) regellos in einer Matrix aus<br />
feinem Spinell, Reaktiv-Aluminiumoxid/Spinell <strong>und</strong> abgeb<strong>und</strong>enem Zement eingebettet<br />
(Bild 1.9a <strong>und</strong> b). Die multimodale Korngrößenverteilung sorgt dafür, dass<br />
der Raum zwischen den großen Körnern ausgefüllt wird. Die Porosität verteilt sich<br />
zum einen auf die Matrix, zum anderen auf die Spinellkörner.<br />
a) Vorbrand 1000°C/1h<br />
Sinterporen<br />
im Spinellkorn<br />
b) Brand 1500°C/1h<br />
Poren infolge<br />
Dehydrataton<br />
CA 6<br />
1 mm<br />
c)<br />
CA6 CA CA Spinell<br />
6 6<br />
Spinell<br />
CA6 CA6 d)<br />
Spinell<br />
Spinell<br />
Spinell<br />
CA 6<br />
Pore<br />
CA 6<br />
1 µm<br />
CA 6<br />
aluminiumoxidreicher<br />
Sinterspinell<br />
Spinellaggregatkorn<br />
Zementphasen nach dem Brand bei 1500 °C / 1 h<br />
Pore<br />
Matrix<br />
Bild 1.9: Gefügedarstellungen des WTM-Spinellbetons. a) Lichtmikroskopische Aufnahme<br />
des bei 1000 °C vorgebrannten Gefüges. b) Nach dem Brand bei 1500 °C füllen die in<br />
ihrer Korngrößenverteilung abgestuften Spinelle die Lücken zwischen den jeweils<br />
größeren Fraktionen auf. Die hellen Bereiche sind Al2O3-reichem Spinellrohmaterial AR90<br />
der Fa. ALCOA zuzuordnen. c) TEM- <strong>und</strong> d) SEM-Aufnahme von wärmebehandeltem<br />
(1500 °C/1 h) Spinellbeton. Eine EDX-Analyse unterscheidet die nadelförmige, netzwerkartig<br />
verhakte Zementphase CA6 deutlich von den eingebetteten Spinellkörnern.<br />
CA 6<br />
Spinell
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