Durchschnittlicher Fortschritt
Empfohlene Karteikarten-Sets
Karteikarten im Karteikarten-Set
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Zerkleinerung
Oberflächenenergie = Triebkraft zum Sintern
homogene feine Korngröße = höhere Packungsdichte
Zerkleinerung bewirkt Erhöhung der Oberfläche
Diagramm: Spez. Oberfläche [m²/g] und mittlere Korndurchmesser [μm]
Formgebung
Nassformgebung über Pulversuspensionen:
Schlickerguss, Folienguss > 25 % Flüssigkeit (Wasser...)
Feuchtformgebung:
Strangpressen 5 - 25 % Flüssigkeit (Wasser...)
Trockenformgebung:
axiales und isostatisches Pressen < 5 % Flüssigkeit (Wasser…)
Formgebung: Folienguss (Abbildung)
Schlickeraufgabe
Edelstahlband
Warmluft mit verdampften Lösungsmitteln
Warmluft
Folienabnahme
Feuchtformgebung: Strangpressen (Abbildung)
Masseaufgabe
Homogenisierungssschnecke
Schleuse
Vakuumkammer
Förderschnecke
Mundstück
Masseaustritt
Formgebung: Spritzguss - Füllstudie (2 Bilder)
Einfallstellen
Freistrahl
Texturen, eingeschlossene Poren
Einfallstellen
Fließnaht
Sinterkurve: Schwindung
Hauptphänomene des Sinterns
Porenschluss/ Porenschwund: Minimierung der Oberflächenenergie
Kornwachstum: Minimierung der Grenzflächenenergie
Porenwachstum: Minimierung der Oberflächenenergie
Massentransportmechnismen
Verdampfung/Kondensation
Gibbs-ThomsonGleichung
Gibbs-ThomsonGleichung:
(p - p0)/ p0 = (1/r1 + 1/r2) * (γsv * Vm)/ (R*T)
p0 = Gleichgewichts- Krümmungsradien dampfdruck über einer ebenen Fläche
γ = Oberflächenenergie
Vm = Molvolumen
r = Krümmungsradien
Sinterstadium: Kornwachstum
Elastische Spannungen bei gekrümmten Korngrenzen führen zu Korngrenzenwanderung und Kornwachstum.
σ = (1/ρ1 + 1/ρ2) * (-γss*Ω)/(k*T)
Sinterstadium: Kornwachstum
Isotherme Sinterzeit
Sinterkurve
Verformung
Bei keramischen Werkstoffen verhindern...
- hohe Bindungsstärken
- lokalisierte Elektronen (Ionen, Orbitale)
- große Verschiebungsdistanzen (Burgers-Vektoren)
- niedrige Kristallsymmetrien, d.h. geringe Anzahl von möglichen Gleitrichtungen (von-Mises-Kriterium)
...die plastische Verformung
Elastizität - Gefügeeigenschaft
Härte
Meyer Gesetz
Bruchenergie
Bruchenergie
Energiebilanz beim Risswachstum
Spannungsbetrachtungen
Spannungsintensitätsfaktor
Griffith-Gleichung“ „Irwin-Beziehung“
Kc = σc * (π * ac)^0,5
σc = KIc/ (Y*(π * ac)^0,5)
σc = Festigkeit
Y = Geometriefaktor
KIc = Bruchwiderstand bei Zug
ac = Defektgröße
kritischer Spannungsintensitätsfaktor = Bruchwiderstand, Bruchzähigkeit
Bruchwiderstand
Moden der Rissöffnung
Bruch - Gefügedefekte
Spannungserhöhung an Rissspitze
Spannungserhöhung an Rissspitze
Kerbspannungen
Weibull-Statistik
Graphische Ermittlung der Weibull-Parameter
Aussagen über Volumeneffekte
größere Bauteile haben geringere Festigkeiten:
Wahrscheinlichkeit für kritische Fehler größer
σ1 = σ2 * (V2 /V1 )^1/m
Beherrschung der Gefügefehler
Verstärkung keramischer Werkstoffe
Rissablenkung
σT1 ~ ΔαΔT
σT1 = Spannung bei Beobachtungstemperatur T1
Δα = Differenz der Wärmeausdehnung zwischen Teilchen und umgebender Matrix
ΔT= Temperaturdifferenz T0 -T1
Rissablenkung: Optimierung des Effektes
Teilchenform wichtig:
KIc-Steigerung nimmt von Kugel über Platte zu Faser zu.
„Aspekt-Verhältnis“ wichtig:
Größere c/a-Verhältnisse bringen mehr.
Volumenanteil benötigter Partikel sinkt.
Riss darf Teilchen nicht durchtrennen
optimale Dispersion
optimale Orientierung
optimale Form