Nichtoxidkeramik

 

In-situ Verstärkung von Übergangsmetallborid-Keramiken

Urheberrecht: © GHI Ausgeschiedenen Boridplättchen aus Mischkristall

Die Boride der Übergangsmetalle Ti, Cr, Zr, Hf, Ta und W besitzen extrem hohe Schmelzpunkte von über 3000 Grad Celsius und sind daher schwierig zu sintern, weisen jedoch eine außergewöhnlich hohe Härte und Steifigkeit auf. Ihre geringe Bruchzähigkeit lässt sich steigern, indem Mischkristalle besonderer Zusammensetzungen bei Temperaturen oberhalb 2100 Grad Celsius gesintert und bei geringeren Temperaturen geglüht werden. Aus den Mischkristallen scheiden sich geringer lösliche Boride in Form von kleinen Plättchen oder Folien aus, die die Rissausbreitung behindern oder die Rissspitze stark aufspalten. So konnte bei Titandiborid der Bruchwiderstand von 5,6 auf über 11 Megapascal pro Quadratmeter und die Biegefestigkeit von 500 auf über 1100 Megapascal gesteigert werden. Hierzu werden umfassende Untersuchungen in den Mehrstoffsystemen durchgeführt.