Röntgendiffraktometer

• Subject Area: Materials Science
• Term: Funded in 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 233894864

• Final Report Year: 2016

Final Report Abstract

Seit Beschaffung wurden folgende wichtigen Forschungsergebnisse erzielt: Es wurden massive sowie pulverförmige Proben verschiedener metallischer Legierungen und Keramiken, teils mit dünnen Funktions- oder Oxidschichten auf der Oberfläche an Raumtemperatur, sowie in-situ bei hohen Temperaturen analysiert. Das Hochtemperaturoxidationsverhalten der Nickelbasis-Superlegierung Haynes 282 wurde unter verschiedenen Sauerstoffpartialdrücken und Temperaturen untersucht. XRD-Analysen zeigten, dass vor allem TiO2 und Cr2O3 an der Oberfläche entsteht. Die Auswirkung additiver Fertigung, sowie zweier Wärmebehandlungen von verdüstem IN 718 auf die Mikrostruktur wurde untersucht. Insbesondere wurde dabei auf das Vorliegen der nicht erwünschten δ -Phase eingegangen. Es konnte gezeigt werden, dass im Ausgangszustand keine δ-Ausscheidungen vorliegen. XRD-Messungen nach der Wärmebehandlung ohne Homogenisierungsschritt zeigten, dass sich δ-Ausscheidungen an den Korngrenzen bilden. Diese konnten in einem weiteren Wärmebehandlungsschritt, welcher zur Rekristallisation führte, wieder gelöst werden. Im Rahmen eines Projekts zu einem neuen Herstellungsverfahren von Festelektrolytbrennstoffzellenanoden und Stickoxidsensoren wurden Untersuchungen über die innere Oxidation von Ni-Zr-Y durchgeführt. Mittels XRD-Messungen konnten die einzelnen Phasen während der Oxidation bestimmt und somit die Änderungen im Gefüge verstanden werden. In einer weiteren Arbeit wurde das negative Kriechverhalten der Legierung Waspalloy bei unterschiedlichen Auslagerungstemperaturen mit langen Auslagerungszeiten bis zu 10000 h ohne äußere Last untersucht. XRD-Analysen zeigten, dass die Gitterkonstanten bei niedrigeren Auslagerungstemperaturen (550 °C) im Vergleich zu höheren (750 °C) stärker abnehmen. Die Änderung des Gitterparameters in Abhängigkeit von Zeit und Temperatur wurde mittels der Annahme eines zweiphasigen Gefüges, bestehend aus 𝛾-Matrix und 𝛾 ′-Ausscheidungen, bestimmt. Dies zeigte eine gute Übereinstimmung mit den Ergebnissen der taktilen Längenmessungen der Proben. Dieses Phänomen lässt sich mit einer Änderung der Phasenanteile von 𝛾 und 𝛾′ bei unterschiedlichen Auslagerungstemperaturen erklären. Ziel eines weiteren Vorhabens ist die Entwicklung und Herstellung von dicken SiCN-Keramikfasern. Mittels XRD Messungen wird hierbei das Kristallisationsverhalten und damit die thermische Stabilität der Keramikfasern untersucht.

Publications

• Influence of Oxidation on Near Surface 𝛾′ Fraction and Resultion Creep Behavior of Single Crystal Ni-Base Superalloy M247LC SX, Materials Science and Engineering A, Vol. A 557, pp. 179-188 (2013)
  M. Bensch, C. H. Konrad, E. Fleischmann, C. M. F. Rae, U. Glatzel
  
• Negative Creep of Waspaloy, 8th International Symposium on Superalloy 718 and Derivatives. TMS, The Minerals, Metals & Materials Society 817-828 (2014)
  S. Kinzel , J. Gabel, R. Völkl, U. Glatzel
  
• Influence of Solid Solution Hardening on Creep Properties of Single-Crystal Nickel-Based, Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 46A, pp. 1125-1130 (2015)
  E. Fleischmann, C. H. Konrad, J. Preußner, R. Völkl, Ernst Affeldt, U. Glatzel
  
• Influence of Thermal Fiber Pretreatment on Microstructure and Mechanical Properties of C/C-SiC with Thermoplastic Polymer-Derived Matrices, Adv.Eng. Mat. Vol. 17 (8), pp. 1119-1126 (2015)
  F. Reichert, N. Langhof, W. Krenkel
  
• Mechanical and Microstructural Investigation of Nickel Based Superalloy IN 718 Manufactured by Selective Laser Melting (SLM), Advanced Engineering Materials Vol. 17, No. 8, 1099-1105 (2015)
  J. Strößner, M. Terock, U. Glatzel
  
• Reasons for Volume Contraction after Long- Term Annealing of Waspaloy, Advanced Engineering Materials Vol. 17, No. 8, 1106-1112 (2015)
  S. Kinzel , J. Gabel, R. Völkl, U. Glatzel
  
• The Evaluation of Thermoplastic Precursors for C/C-SiC Manufactured by Liquid Silicon Infiltration (LSI), Materials Science Forum Vol. 825, pp. 232-239 (2015)
  F. Reichert, N. Langhof, W. Krenkel
  
• Transition from Internal to External Oxidation in Binary Ni-Zr and Ternary Ni-Zr-Y Alloys, Corrosion Science Vol. 94, 218-223 (2015)
  L. Fuhrmann, C. Konrad, R. Völkl, U. Glatzel
  
• A novel approach to develop composite ceramics based on active filler loaded precursor employing plasma assisted pyrolysis, Materials & Design Vol .89, pp. 893-900 (2016)
  M. Seifert, P. Goncalves, T. Justus, N. Martins, A. N. Klein, G. Motz
  
• High Temperature Oxidation of a Nickel Base Superalloy at Different Oxygen Partial Pressures. The International Journal of Corrosion Processes and Corrosion Control Volume 51, 2016 - Issue 7 (2016)
  Francisco A. Pérez-González, M. Terock, Nelson F. Garza-Montes-de-Oca, U. Glatzel, Rafael Colás