Qualitätssicherung keramischer Werkstoffe und Komponenten der Gasturbine: Berichtszeitraum 01.06.82 bis 31.05.84. Schlußbericht

Bericht ueber zerstoerungsfreie Untersuchungen in einem gemeinsamen Vorhaben (IzfP, Saarbruecken und IZSM, Karlsruhe), zur Belastungskapazitaet und Abnahmeentscheidung fuer Siliziumnitrid- und Siliziumkarbidkeramiken. Die untersuchten Proben bestanden aus RBSN, SSN und SSiC. Die 4-Punkt-Biegeproben enthielten kuenstlich eingebrachte Fehler (Poren, Fe-, WC- und Si-Einschluesse) mit einer Groesse zwischen 50 und 500 my. Die Charakterisierung der Biegestaebchen erfolgte mit den Verfahren Ultraschall und Mikrofokus-Roentgen. Die Ultraschallgeschwindigkeitsmessungen ergaben Unterschiede auch zwischen den Serien einer Werkstoffart. Probenserien mit hoeherer Schallgeschwindigkeit zeigten auch eine Tendenz zu hoeherer Biegefestigkeit. Ultraschallmikroskopie und Mikrofokus-Roentgen konnten die Fehler ueber 100 my fast vollstaendig nachweisen. Die Fe-Teilchen verhalten sich offensichtlich in jedem der drei Werkstoffe anders. Grosse Fe-Teilchen (groesser 200 my) fuehren im RBSN zu Einschluessen m it verwaschener Kontur, im SSN zu kugelfoermigen Fehlern, halb mit Eisen gefuellt, halb als Pore ausgebildet und im SSiC zu Hohlkugeln aus Eisen. Die kleinen Fe-Teilchen (kleiner 200 my) zeigen auf dem Roentgenbild fuer alle drei Werkstoffe das Verhalten einer Pore. Die bruchmechanischen Ergebnisse bestaetigen die Gefaehrlichkeit oberflaechennaher Fehler (bei der Biegebelastung) und fordern eine intensivere zerstoerungsfreie Pruefung der Oberflaeche. (IZFP