Auswirkung der inneren Oxidation auf mechanische Eigenschaften

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Uwe Glatzel
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren ; Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 247427417

Die innere Oxidation ist sowohl für ihre werkstoffschädigenden Auswirkungen als auch für eine gezielte Gefügebeeinflussung zur Herstellung von ODS Werkstoffen bekannt. In beiden Fällen ist eine Sauerstoffdiffusion von der Materialoberfläche ins Innere notwendig um dort selektiv die unedlen Elemente zu oxidieren. Als mögliche Diffusionspfade werden bisher die Diffusion durch die metallische Matrix und die Diffusion entlang der inkohärenten Phasengrenzen Metall/Oxid berücksichtigt. Die Sauerstoffdiffusion durch die Oxide wird oft als vernachlässigbar eingestuft, da dort nur ein Bruchteil an Sauerstoff im Vergleich zur metallischen Matrix transportiert werden kann. Der letztgenannte Diffusionspfad kann jedoch auch geschwindigkeitsbestimmend werden, wenn Oxide mit hoher Sauerstoffleitfähigkeit gebildet werden. Ein Beispiel dafür ist das System Ni Zr Y in dem yttriumstabilisiertes Zirkonoxid (YSZ) während der inneren Oxidation entsteht. Es lassen sich dadurch Oxidationsraten realisieren, die um drei Größenordnungen höher sind als die klassische Theorie vorhersagt. Es bilden sich selbstorganisierte, interpenetrierende Netzwerke aus Metall und Oxiden aus. Ziel dieses Projektes ist es, die Möglichkeiten und Grenzen abzustecken, die mit dieser neuen Herangehensweise an die innere Oxidation verbunden sind. Dazu zählen das Identifizieren weiterer Legierungssysteme sowie die Ermittlung der Eigenschaften, welche sich mit den so hergestellten Gefügen erreichen lassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Bernd Deuerling; Beate Heinz-Deuerling; Hans Lassner-Meisel; Werner Reichstein; Dr.-Ing. Rainer Völkl