Compounds within the system Mg-Al-Si-O-C-N for novel refractory applications

Titel in Übersetzung: Verbindungen innerhalb des Systems Mg-Al-Si-O-C-N für neuartige Feuerfestanwendungen

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Üblicherweise verwendete keramische feuerfeste Materialien basieren für gewöhnlich auf oxidischen Komponenten wie Aluminiumoxid, Siliziumdioxid oder Magnesiumoxid. Für bestimmte Anwendungen werden zusätzlich Nichtoxide wie AlN, SiC oder Kohlenstoff verwendet, um die Eigenschaften zu verbessern. Da die Existenz mehrerer anderer Phasen im Mg-Al-Si-O-C-N-System bewiesen ist, ist ihre mögliche Verwendung in Feuerfestmaterialien von großem Interesse. Dies betrifft geformte Materialien und auch ungeformte Massen. Es ist bekannt, dass in ungeformten kohlenstoffhaltigen feuerfesten Massen, die Elemente mit hoher Affinität zu Sauerstoff (z. B. Al) enthalten, während der Verwendung komplexe Phasensysteme entstehen. Es wird auch erwartet, dass die Anwendung verschiedener Additive, die als Antioxidantien in Al2O3-C- und MgO-C Feuerfestmaterialien verwendet werden, zu einer unterschiedlichen Phasenentwicklung führen. Bisher war nicht bekannt, welche Phasenkombinationen auftreten können und wie die Bildung von den Herstellungs- und Anwendungsbedingungen (Ausgangsmaterialien, Atmosphäre und Temperatur) abhängt. Thermochemische Berechnungen ergaben, dass unter den Bedingungen der geplanten Experimente in der Regel nur Oxide stabil sein sollten. Sinterexperimente innerhalb des Mg-Al-Si-O-C-N-Systems zeigten etwas anderes. Verschiedene Sinterbedingungen wurden untersucht, um den Einfluss der verwendeten Ausgangsmaterialien, der Ofenatmosphäre, der Sintertemperatur und der Verweilzeit bei maximaler Temperatur auf die Phasenbildung herauszufinden. Die Verbindungen, die unter den hier untersuchten Bedingungen gebildet wurden, waren Al4O4C, Al4C3, Al28O21C6N6, Al3OCN, Al4SiC4, Al8SiC7, AlN und SiC neben geringen Mengen von AlONen, dem Mischkristall (Al2OC)1-x (AlN)x oder Polytypen. Zusammenfassend wurde die Bildung einer großen Vielfalt von Verbindungen innerhalb der Matrix der hier untersuchten Materialien bestätigt. Die Bestimmung des Einflusses dieser Phasenkombinationen auf die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften des Materials war nicht das Hauptziel dieser Arbeit. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen die wichtigsten Phasenbeziehungen innerhalb des Mg-Al-Si-O-C-N-Systems. Abhängig von den Herstellungs- oder Anwendungsbedingungen ergeben sich bestimmte Phasenkombinationen. Als eine Schlussfolgerung kann die Phasenbildung durch Einstellen von Produktionsparametern beeinflusst und zu einer gewünschten verschoben werden, die die Eigenschaften der daraus hergestellten feuerfesten Materialien verbessern könnte.
Titel in ÜbersetzungVerbindungen innerhalb des Systems Mg-Al-Si-O-C-N für neuartige Feuerfestanwendungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Harmuth, Harald, Beurteiler A (intern)
  • Sajgalik, Pavol, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2018

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 21-10-2023

Schlagwörter

  • Nichtoxide
  • Oxycarbide
  • Oxycarbonitride
  • Phasenausbildung
  • feuerfeste Baustoffe

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