Langsame Rißausbreitung in ausgewählten keramischen Werkstoffen

Bei der Entwicklung von keramischen Werkstoffen und Komponenten ist man bestrebt, neben der Forderung nach hoher Festigkeit möglichst auch die Erfordernisse einer wirtschaftlich günstigen Fertigung und Formgebung zu erfüllen. Die Anwendung verschiedener Herstellverfahren und gezielte Veränderungen der SiC- und Si tief 3 N tief 4 -Basissysteme durch Dotierungen führte dazu, daß für verschiedene Teile auch verschiedene, speziell für den Einsatzzweck geeignete Werkstoffe vorgesehen sind. Bei den Herstelltechniken sind u.a. das Heißpressen, das Spritzgießen sowie das Schlickergießen und Strangpressen in Verbindung mit Infiltration und Sintern von Interesse. Durch Heißpressen hergestelltes Y tief 2 O tief 3-dotiertes Siliciumnitrid (Y tief 2 O tief 3 -HPSN) sollte vor allem für die Herstellung mechanisch höchstbeanspruchter Komponenten geeignet sein. Jedoch können durch Heißpressen nur geometrisch einfache Formen hergestellt werden, so daß zumeist eine aufwendige mechanische Teilelieferung nötig ist. Aussicht auf Einsparungen bei der Bearbeitung bestehen bei der Verfahrenslinie Spritzgießen und anschließendes Reaktionssintern; ein so hergestellter Werkstoff ist das reaktionsgebundene Siliciumnitrid (SP-RBSN). Durch Si-Infiltration in SiC lassen sich Materialien (SiSiC) mit u.a. hoher Gasdichtigkeit erzeugen, die gut für die Herstellung von Rohren z.B. für den Wärmetauscherbau geeignet sind; hier wird das Schlickergießen bzw. Strangpressen eingesetzt. In der Arbeit wird über Untersuchungen zum Rißausbreitungsverhalten der genannten Werkstoffe berichtet. Dabei wird auf material- und herstellungsbedingte Einflüsse, wie Heterogenität, Risse und auf temperatur- bzw. umgebungsbedingte Einflüsse eingegangen. Ebenso wird der Zusammenhang zwischen langsamer Rißausbreitung und Ermüdung behandelt.