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Herstellung von oxidkeramischen Verbundwerkstoffen mittels Freeze-Casting
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In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuartiges Freeze-Casting Verfahren für die Herstellung von oxidkeramischen Verbundwerkstoffen entwickelt. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Überführung eines flüs¬sigen, niedrigviskosen Schlickers in eine feste Matrix, welche beim Sintern nicht schwindet. Dies ist notwendig, da die eingesetzten oxidischen Fasern einer Sinter¬schwindung entgegenstehen und somit die Porosität erhalten werden muss. Die Matrix, bestehend aus YAG und ZrO2, ist elementarer Bestandteil des Verbund¬werkstoffs, da diese die Al2O3-Faserfilamente mechanisch entkoppelt, sowie die Kräft¬e zwischen diesen überträgt und letztendlich das schadens-tolerante Bruchverhalten ermöglicht. Das Ergebnis ist ein hochfester Werkstoff, welcher dauerhaft in korrosiven Atmosphären bei Temperaturen von über 1000 °C eingesetzt werden kann. Die Verbundwerkstoffe mit Nextel(TM)610-Gewebeverstärkung (Al2O3-Fasern) und YAG-ZrO2 Matrix haben eine Dichte von 2,9 g/cmł bei einer scheinbaren Porosität von 31 Vol.%. Die Biegefestigkeit beträgt ca. 300 MPa bei einer Bruchdehnung von 0,37 %.
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