Bestimmung der Liquidus- und Solidusflächen im Dreistoffsystem Al2O3-ZrO2-SiO2 durch tiegelfreies Levitationsschmelzen

• Antragsteller: Professor Dr. Rainer Telle
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 177092528

Das System Al2O3-ZrO2-SiO2 enthält technisch äußerst wichtige hochschmelzende Verbindungen wie Zirconiumdioxid, Korund, Cristobalit, Mullit und Zirkon, die als Bestandteile von Hochleistungskeramiken, feuerfesten Erzeugnissen, Plasmaspritzschichten usw. extremen Temperaturen und korrosiven Umgebungsmedien ausgesetzt sind. Das oftmals untersuchte Mehrstoffsystem ist im festen Bereich zwar gut bekannt, die Schmelzbereiche sind allerdings experimentell kaum erschlossen. Die verfügbaren Daten weisen Widersprüche und Unklarheiten auf, die zur Gewinnung von genauen thermodynamischen Datensätzen für eine zuverlässige Simulation jedoch ausgeräumt sein müssen. Im Vorhaben werden Schmelz- und Erstarrungspunkte erstmals tiegelfrei, d.h. berührungslos und damit unbeinflusst an Luft mittels der in Deutschland in diesem Projekt erstmals verfügbar gemachten aero-akustischen Levitationsmethode durch Laser erschmolzen. Durch Beobachtung des Schmelztropfens mit Pyrometer und Hochgeschwindigkeitskamera können Schmelz- und Erstarrungstemperaturen mit bisher nie erreichter Genauigkeit gemessen sowie Keimbildungsvorgänge beobachtet werden. Dies ist auch für Entwicklung von Gläsern sowie wie für das Verständnis von Glas- und Schlackeneinwirkung auf keramische Oberflächen von großer technologischer Bedeutung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen