Werkstoff- und Prozessentwicklung für funkenerosiv bearbeitbare ZTA Keramiken mit NbC- und TiC Dispersion

Von:

Ulrich Schmitt-Radloff

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In der vorliegenden Arbeit wurden ZTA-TiC und ZTA-NbC Dispersionskeramiken unter Gesichtspunkten der Werkstoff- und Prozessentwicklung erforscht. Untersuchungen zu den einzelnen Prozessschritten für die Fertigung von funkenerosiv bearbeitbaren ZTA (zirconia toughened alumina) Keramiken mit carbidischer Hartstoffphase werden in einem gesamtheitlichen Kontext vorgestellt. Dieser ganzheitliche Entwicklungsansatz hat zum Ziel, funkenerosiv bearbeitbare Keramiken von hoher Güte und überlegenen Materialeigenschaften bereitzustellen und mit reproduzierbarer hoher Güte zu fertigen. Die Arbeit umfasst prozessentwicklungsseitig Untersuchungen zur Feinmahltechnik, Sprühgranulation, thermischen Prozesstechnik (Heißpressen und SPS-Sintern) und der funkenerosiven Hartbearbeitung selbst. Im Rahmen der Materialentwicklung wurde im Materialsystem ZTA-NbC eine Variation der Parameter Stabilisatorgehalt, Anteil carbidischer Hartstoffphase, in situ Bildung von Cerhexaaluminatplatelets zur Verstärkung, sowie der Einfluss von Sinteradditiven auf die Werkstoffeigenschaften und das Verdichtungsverhalten während des Sinterns untersucht. Das Materialsystem ZTA-NbC wurde hierbei erstmalig einer systematischen Untersuchung unterzogen und seine Eignung zur EDM-Bearbeitung konnte nachgewiesen werden.