Ausscheidungskinetik zur In-situ-Strukturierung von TiB2-WB2-CrB2-Werkstoffen

• Antragsteller: Professor Dr. Harald Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5410458

Forschungsgegenstand dieses Antrags sind hochtemperaturstabile Keramiken des Systems TiB2-WB2-CrB2, bei denen durch die gezielte Entmischung übersättigter Mischkristalle Gefüge speziell strukturiert werden sollen, wobei eine Zähigkeitserhöhung durch In-situ-Verstärkung des Werkstoffs angestrebt wird. Ziel dieses Antrags ist die experimentelle Erfassung und die phänomenologische Modellierung der Kinetik der diffusionskontrollierten Ausscheidungsvorgänge, die die Morphologie, die Anzahl und die Größe der Ausscheidungen entscheidend bestimmen und somit die Basis für die Herstellung maßgeschneiderter Gefüge und deren Modifizierung bilden. Diese Ziele sollen zum Einen durch eine quantitative Untersuchung der Entmischung der Keramiken anhand von Keimbildungs- und Kristallitwachstumsprozessen der Ausscheidungen erreicht werden. Dies soll durch Röntgendiffraktometrie (XRD), Rasterelektronen-Mikroskopie (REM) und Elektronenstrahl-Mikroanalyse (ESMA) als Funktion der Glühzeit, der Temperatur und der Elementzusammensetzung erfolgen. Zum Anderen ist es nötig, die chemischen Interdiffusionsvorgänge zwischen den entsprechenden Phasen des Systems in Abhängigkeit von der Konzentration und der Temperatur zu erfassen. Aufgrund der äußerst geringen Beweglichkeit der Übergangsmetalle und der Anwesenheit extrem leichter Elemente (B) soll die Messung der Interdiffusionkoeffizienten durch Anwendung einer speziellen Methodenkombination erfolgen, bei der die Diffusionspaare mittels Sputterdeposition erzeugt werden und die Diffusionsprofile mit Sekundärneutralteilchen-Massenspektrometrie (SNMS) quantifiziert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Günter Borchardt