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Calculation of heterogeneous phase equilibria in the system Si-Mg-N-O

 
: Richter, H.-J.; Herrmann, M.; Hermel, W.

:

Journal of the European Ceramic Society 7 (1991), Nr.1, S.3-9
ISSN: 0955-2219
Englisch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IKTS ()
Siliciumnitrid; Magnesiumoxid; ternäres System; Phasendiagramm

Abstract
The thermodynamic calculations of phase equilibria especially refer to the pseudoternary system Si3N4-Si2N2O-Mg2SiO4. With the model, the liquid phase is treated as a mixture of the quasicomponents View the MathML source Si3N4, View the MathML source SiO2 and View the MathML source MgO, for which an eutectic point was calculated at 1510°C with the composition 0·153 Si3N4+0·194 Si2N2O+0·653 Mg2SiO4. For the equilibria Si3N4-liquid phasegaseous phase the partial pressures of Mg and SiO were calculated in dependence on temperature, nitrogen partial pressure and composition of the liquid phase. The results of thermodynamic calculations and experimental studies of sintered Si3N4 materials with MgO additives are used to interpret the development of microstructure and the mechanical behaviour at high temperatures.

 

Zur Beschreibung des Hochtemperaturverhaltens von MgO-dotierter Siliziumnitridkeramik werden die Phasendiagramme im pseudoternären System Si3N4-Si2N2O-Mg2SiO4 aus den thermodynamischen Daten berechnet. Die Computerberechnungen erfolgen nach dem Prinzip der minimalen freien Enthalpie. Ausgehend von der chemischen Analyse der eutektischen Schmelzen im System werden die Anteile der Systemkomponenten in der Schmelzphase als Quasikomponenten zur Berechnung der hypothetischen Schmelzpunkte im Dreistoffsystem eingesetzt. Zusätzlich erfolgt die Berechnung der Partialdrücke von gasförmigen Zersetzungsprodukten (Mg,Si,SiO) in Abhängigkeit von Temperatur und Stickstoffdruck der Sinteratmosphäre. Mit Hilfe der vorausgesagten Schmelzphasenbildung und der Verdampfungsprozesse werden optimale Sinterbedi ngungen für die Verbesserung der Warmfestigkeit von gesintertem bzw. reaktionsgesintertem Siliziumnitrid abgeleitet.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-261230.html