Umwandlungsverstärkte Keramische Werkstoffe

Die Arbeit gibt einen Überblick über Forschungsergebnisse des Max‐Planck‐Instituts für Metallforschung auf dem Gebiet der Umwandlungsverstärkung keramischer Werkstoffe. Die kontrollierte Ausnutzung der tetragonal → monoklinen Phasenumwandlung dispergierter ZrO 2 ‐Teilchen ermöglicht eine Reihe unterschiedlicher Verstärkungsarten, die im wesentlichen von der Umwandlungstemperatur (M s ) bestimmt werden. Die Einflußparameter von M s , z. B. Volumenanteil, chemische Zusammensetzung, Größe und Größenverteilung der ZrO 2 ‐Teilchen und die daraus abzuleitenden Maßnahmen für eine Gefügeentwicklung, werden besprochen. Die möglichen Mechanismen für eine zusätzliche Absorption von Bruchenergie, und damit für eine Erhöhung des Bruchwiderstands sind spannungsinduzierte Umwandlung und Bildung von Mikrorissen. Eine weitere Verstärkung kann durch Einbringen von Oberflächendruckspannungen erzielt werden. Der wichtigste technologische Schritt in der Herstellung umwandlungsverstärkter Keramiken ist eine homogene Dispersion der ZrO 2 ‐Teilchen. Eine Reihe experimenteller Beispiele für die Verstärkung von Al 2 O 3 , ZnO, Mullit, Spinell und Si 3 N 4 mit Hilfe von ZrO 2 wird diskutiert.