Siliciumcarbid gebundene Diamantwerkstoffe - Herstellung, Mikrostruktur und Eigenschaften

Für eine Vielzahl von industriellen Komponenten sind zumeist nur wenige Funktionsflächen hochbelastet und von erheblichem Verschleiß gekennzeichnet. Daher wurden innerhalb dieser Arbeit Diamant-SiC/SiSiC Werkstoffverbunde entwickelt, bei denen der Diamant-SiC Komposit nur in den hochbelasteten Bereichen der Komponenten vorliegt. Darüber hinaus wurden die Eigenschaften dieser neuen Werkstoffklasse umfassend untersucht.

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Inhalt dieser Arbeit ist die Herstellung von Diamant-SiC Kompositwerkstoffen und deren gezielte Modifizierung der Mikrostruktur in einem breiten Bereich. Für eine Vielzahl von industriellen Komponenten sind nur wenige Funktionsflächen von entscheidender Bedeutung, sodass sich ein wesentlicher Teil dieser Arbeit mit der Herstellung von Diamant-SiC/SiSiC Werkstoffverbunden beschäftigt, bei denen der Diamantkomposit nur in den hochbelasteten Funktionsflächen der Komponenten vorliegt. An den hergestellten Werkstoffen wurden umfassend mechanische, physikalische und thermophysikalische Eigenschaften gemessen und mit der Mikrostruktur korreliert. Ein Hauptaugenmerk liegt dabei auch auf der Stabilität der metastabilen Diamantphase, welche maßgeblich die Eigenschaften dieser Werkstoffe bestimmt. Unter idealen Herstellungsbedingungen liegt der Diamant epitaktisch eingebunden in der reaktiv gebildeten Siliciumcarbidmatrix vor. Auf Basis hochauflösender Mikrostrukturcharakterisierung konnte ein Beitrag zur Phasenbildung sowie zur Ausbildung der Grenzflächen geleistet werden, welcher anhand eines detaillierten Bildungsmechanismus erläutert wird.