Keramische Komponenten für Fahrzeug-Gasturbinen III

Si N-pulver benotigen fur eine rasche und vollstandige Verdich- 3 4 tung beim drucklosen Sintern zusatzliche Sinterhilfsmittel, die eine Schmelzphase bilden und dadurch die Diffusionsvorgange im Sinterkorper stark beschleunigen. Sinteraktive Si N-pulver 3 4 weisen deshalb neb en einer hohen spezifischen Oberflache auch einen charakteristischen Sauerstoffgehalt auf (Bild 1), der die Bildung einer silikatischen Schmelzphase beim Sintern fordert [1]. Beim Abkuhlen erstarrt aber ein Teil der Schmelzphase als Glas zwischen den Korngrenzen, das wiederum bei hohen Einsatztempera- turen der Werkstoffe durch beschleunigtes RiBwachstum und Korn- grenzengleiten zu einem fruhzeitigen Versagen des Werkstoffs schon unter geringen Belastungen fuhrt [2]. Das Sintern von Si N-Mischkristallkeramiken bietet hingegen die 3 4 Moglichkeit, durch den Einbau einer verschwindenden tibergangs- schmelze in einen Si N-Mischkristall, dichte Werkstoffe mit nur 3 4 auBerst geringen Glasanteilen herzustellen, wodurch deutlich ver- besserte Festigkeits- und Kriecheigenschaften bei hohen Tempe- raturen zu erwarten sind [3J. Grundlegende Voraussetzung fur das Sintern von Si N-Mischkristallkeramiken und damit Schwerpunkt 3 4 in der ersten Programmphase war die Untersuchung der Phasenbe- ziehungen von Si3N4 mit den Sinterzusatzen sowie des Einflusses der Sinteratmosphare auf das Sinterverhalten und die Phasengleich- gewichte [4-6J. Auf der Basis der ermittelten Phasenbeziehungen konnen die fur Mischkristallkeramiken mit moglichst geringem Glasgehalt gunstigsten Herstellungsbedingungen und Werkstoffzu- sammensetzungen eingeengt werden.