Phasenumwandlungsverstärkte, zirkonoxidreiche Verbundwerkstoffe mit TRIP-Stahl - Partikelzusätzen

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Im Mittelpunkt des Forschungsvorhabens steht die Entwicklung eines feinkörnigen, thermoschockbeständigen zirkoniumdioxidreichen - Verbundwerkstoffes über die Zugabe von phasenumwandlungsfähigen TRIP - Stahl - Partikeln und insbesondere die Untersuchung der Wirkung der metallischen, phasenumwandlungsfähigen Zusätze auf die für die Risszähigkeit und für den Thermoschock des Verbundwerkstoffes relevanten Eigenschaften. Die innovative Idee dieses Werkstoffkonzeptes beruht insbesondere auf der Möglichkeit, die thermisch und/oder mechanisch induzierten Phasenumwandlungen, die in beiden Werkstoffen zu einer Volumenvergrößerung führen, bewusst miteinander zu verbinden. Für die Fertigung der Proben wird die bildsame Formgebung in Anspruch genommen mit anschließender Entbinderung und Sinterbrand. Für die Prüfung der Thermoschockbeständigkeit wird der fertige Werkstoff einerseits in situ im atmosphärischen Rasterelektronenmikroskop in Luftatmosphäre von 600 °C auf Raumtemperatur (RT) mehrfach abgeschreckt. Das „Schließen" bzw. „Öffnen" der Risse beim Aufwärmen und Abkühlen und die Erweiterung der Risse und Bildung von schädlichen durchgängigen Rissnetzwerken nach mehrmaligem Abschrecken wird an as fired Oberflächen registriert. Zusätzlich werden die Restfestigkeiten nach Abschreckversuchen von 1000°C und 600°C in Wasser ermittelt. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens erfolgt über eine hochauflösende Computertomographie erstmals eine zerstörungsfreie, dreidimensionale Charakterisierung im Inneren des Gefüges des zirkoniumdioxidreichen - Verbundwerkstoffes, ohne dass das Phasenverhältnis monoklin/tetragonal/kubisch über eine nachträgliche Bearbeitung beeinträchtigt wird. Die Computertomographie wird nach jedem Verfahrensschritt (grüne Proben, gebrannte Proben) und im Anschluss an die Thermoschockversuche angewendet.