Synthesis of ZrX (X=C,O,N) and its possible refractory applications

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Ersatz von z.B. Zirkonia-Graphit-Werkstoffen durch verschleißfestere Materialien. Die Oxidation von Graphit ist ein wesentlicher Beitrag zum Verschleiß von kohlenstoffgebundenen Keramiken und erfordert die Suche nach einem Ersatz mit verbesserten Eigenschaften. Ein Ziel dieser Arbeit ist die Verringerung des Materialverschleißes durch oxidations- und korrosionsresistente Verbindungen und Mischkristalle des Typus ZrX (X=C,O,N). Mit der Untersuchung des Zr-O-C-N-Systems wurde bereits vor Dekaden begonnen, dennoch fehlten die Daten über Zusammensetzungen mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit. Die vorliegende Arbeit möchte feuerfeste Anwendungen von Verbindungen der Form ZrX (X=C,O,N) ermöglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die synthetisierten Zusammensetzungen der Formel ZrXy (X=C,O,N) entsprechen, wobei y > 1 ist. Darüber hinaus konnten Mischkristalle je nach Sauerstoffgehalt in zwei Gruppen eingeteilt werden, nämlich in den hier so bezeichneten C-Typ (mit geringerem Sauerstoffgehalt) und den O-Typ. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die folgenden Mischkristalle erhalten: ZrC, ZrCO, ZrCN, ZrOCN, ZrCO and ZrCON, alle von der Form ZrXy (X=C,O,N) mit y > 1 ist. Für diese Untersuchungen waren chemische Mikroanalysen bedeutend, und mehrere Verfahren dafür wurden erprobt. Insbesondere die Transmissionselektronenmikroskopie in Verbindung mit der Elektronenenergieverlustspektroskopie erwies sich im Vergleich zur energie- und wellenlängendispersiven Röntgenmikroanalyse für die hier untersuchten Phasen der Form ZrX (X=C,O,N) als verläßlicher. Mehrere Eigenschaften der hergestellten Proben wurden in Hinblick auf ihre Eignung als Feuerfestwerkstoffe in Kontakt mit silikatischen Schlacken untersucht. Dazu zählen insbesondere die Löslichkeit in basischen und sauren Schlacken sowie die Oxidationsbeständigkeit. ZrXy (X=C,O,N) Werkstoffe mit y > 1 erwiesen sich dabei als vielversprechende Kandidaten für die Anwendung als Feuerfestmaterialien. So können sie entweder als reaktionsgesinterte Bindemittelkomponente, als refraktäre Grundkomponente oder als beides eingesetzt werden. Mögliche Anwendungen sind z.B. Eintauchausgüsse für den Strangguss, Schieber- und poröse Spülkeramiken.

Details

Titel in ÜbersetzungSynthese von ZrX (X=C,O,N) und möglichen Anwendungen als Refraktärwerkstoffe
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Šajgalík, Pavol, Beurteiler B (extern), Externe Person
  • Harmuth, Harald, Beurteiler A (intern)
StatusVeröffentlicht - 2021