The influence of atomic transport properties of H and O on the stability of Si-(B)-C-N materials

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Mittels Pyrolyse präkeramischer Verbindungen hergestellte amorphe Si-(B)-C-N-Keramiken bilden eine vielversprechende Klasse nichtoxidischer Materialien zum Einsatz als hochtemperaturstabile Werkstoffe. Bedingt durch den Herstellungsprozess sind außer den konstituierenden Elementen Si, C, N und B auch nicht vernachlässigbare Mengen an H und O im Prozentbereich im Material enthalten. Der Einfluß dieser Elemente auf die Langzeitstabilität der Keramiken bei hohen Temperaturen und auf das Kristallisationsverhalten ist momentan völlig ungeklärt. Im Rahmen des Verständnisses der außergewöhnlichen Hochtemperaturstabilität dieser Materialien sollen deshalb die atomaren Transportprozeße dieser beiden Elemente quantifiziert werden. Dieses Ziel soll durch Tracer-Diffusionsmessungen der Elemente H und O unter Verwendung seltener stabiler Isotope und der Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) erreicht werden. Ergänzend sollen Untersuchungen zur Kristallisationskinetik der amorphen Phase in Abhängigkeit vom H- und O-Gehalt mittels zeitabhängiger Röntgen-Pulverdiffraktometrie durchgeführt werden. Mit Hilfe der erzielten Ergebnisse sollen Modelle erstellt werden, welche die Basis für die Entwicklung von technisch-wirtschaftlich relevanten Materialien mit verbesserter Langzeitstabilität bilden.