Kristallisationskinetik in TiO2/ZrO2, SnO2/ZrO2 und ZrO2-haltigen LAS-Glaskeramiken mittels der Hochtemperaturröntgenbeugung
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Beschreibung
Glaskeramiken sind Werkstoffe, die über eine gesteuerte Keimbildung und Kristallisation von Glas hergestellt werden. Bei einem Austausch der zugefügten Keimbildner ist es wichtig, dass Keimbildungsmaximum und Phasenübergänge bekannt sind, um eine kontrollierte Keramisierung zu gewährleisten. In dieser Arbeit werden im Li2O-Al2O3-SiO2-System die Keimbildnerkombinationen SnO2-ZrO2 und ZrO2 im Vergleich zu kommerziell eingesetztem TiO2-ZrO2
betrachtet, wobei die SnO2 und ZrO2-Zugabe variiert wird. Um die Unterschiede im Kristallisationsverhalten und die Kinetik der Phasenübergänge zu analysieren, wird der Schwerpunkt der Untersuchungen auf die Hochtemperaturröntgenbeugung (HT-XRD) gelegt. Ein großer Vorteil dieser in-situ-Methode besteht darin, dass bereits das frühe Stadium der Kristallisation ohne den Einfluss einer Abkühlgeschichte detektiert werden kann.
Anhand von isothermen Versuchen in einem Temperaturintervall von 760 bis 860 °C werden Kristallitgröße, Phasengehalt und Gitterkonstanten der entstehenden Keimbildner, des Hochquarzmischkristalls (HQMK) und des Keatitmischkristalls (KMK) ermittelt. Im SnO2-ZrO2-System bildet sich ab einem SnO2/(SnO2+ZrO2)-Verhältnis von 0,34 analog zum TiZrO4-Mischkristall ein SnZrO4-Mischkristall. Im ZrO2-System fungiert tetragonales ZrO2 als Keimbildner.
Autor*in
Martina Dressler