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Main Title: Eigenspannungen in mikrowellengesinterten Ni/8Y-ZrO2 und NiCr8020/8Y-ZrO2 Gradientenwerkstoffen
Translated Title: Residual Stress Distribution in Microwave Sintered Ni/8Y-ZrO2 und NiCr8020/8Y-ZrO2 Functionally Graded Materials
Author(s): Dantz, Dirk
Advisor(s): Reimers, Walter
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Zusammenhang zwischen den Makro- und Mikroeigenspannungen und den makro- und mikromechanischen Eigenschaften an drucklos mikrowellengesinterten NiCr8020/8Y-ZrO2- bzw. Ni/8Y-ZrO2-Schichtverbundsystemen mit gradierter Zwischenschicht mit Hilfe experimenteller Methoden systematisch untersucht. Die Eigenspannungsanalysen erfolgten zerstörungsfrei mit Hilfe unterschiedlicher Beugungsmethoden. Neben den konventionellen Methoden, wie dem sin2psi-Verfahren oder auch der Neutronenbeugung, wurden zur Untersuchung der gradiert zusammengesetzten Sinterkörper spezielle Analyseverfahren eingesetzt. Die im probenoberflächennahen Bereich vorliegenden Eigenspannungsgradienten wurden mit Hilfe des Streuvektorverfahrens analysiert. Für die Untersuchung der Eigenspannungsverteilung im Inneren der Sinterkörper kam ein energie-dispersives Verfahren mit sehr hoher Ortsauflösung unter der Nutzung hochenergetischer Synchrotronstrahlung zum Einsatz, so dass selbst die Eigenspannungsverteilung in einer homogen zusammengesetzten Einzelschicht eines gradierten Verbundsystems ermittelt werden konnte. Begleitend wurden Linienprofilanalysen durchgeführt und für die Untersuchungen des Gefüges licht- und elektronenmikroskopische Verfahren eingesetzt. Die Ergebnisse der Untersuchungen dokumentieren, dass die Eigenspannungsverteilung in Gradientenwerkstoffen durch eine komplexe Überlagerung mikroskopischer und makroskopischer Gradienten charakterisiert ist und von einer Vielzahl unterschiedlicher Faktoren abhängt. Während die Mikroeigenspannungen vornehmlich von der Porosität und Rissdichte, der zusätzlichen Phase ZrSiO4, der thermischen Ausdehnung der einzelnen Phasen und der Mikrostruktur abhängen, so werden die Makroeigenspannungen maßgeblich von den makroskopischen thermischen Ausdehnungen, der Zusammensetzungsverteilung und der Temperaturverteilung im Sinterkörper während der Herstellung beeinflusst. Es wurde weiterhin nachgewiesen, dass sich die einzelnen Parameter teilweise gegenseitig beeinflussen. Eine Variation dieser Faktoren hat sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf die Eigenspannungsverteilung, so dass eine Optimierung der thermomechanischen Eigenschaften der Schichtverbundsysteme mit gradierter Zwischenschicht durch eine Anpassung des Eigenspannungsprofils immer unter der Berücksichtigung der jeweiligen Auswirkungen des Herstellungsprozesses im Zusammenhang mit den geforderten Einsatzbedingungen erfolgen muss.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-748
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/469
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-172
Exam Date: 13-Jun-2000
Issue Date: 12-Oct-2000
Date Available: 12-Oct-2000
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Eigenspannung
Gradientenwerkstoffe
Schichtverbundsystem
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