GRK 2802: Mechanische Hochtemperatur-Eigenschaften von Stahl-Keramik Verbundwerkstoffen auf der Basis von Cr-Ni Stahl und grobkörnigem MgO

Abstract

In dieser Studie wurden potenzielle Materialien für den Einsatz als kohlenstofffreie Elektroden in der Schmelzflusselektrolyse von Primäraluminium untersucht. Dabei wurden Metall-Keramik Verbundwerkstoffe auf Basis von Stahl AISI 316L und grobkörnigem MgO hinsichtlich ihrer Kriechbeständigkeit bei 900°C über eine maximale Dauer von 10 h charakterisiert. Verglichen wurden Verbundwerkstoffe, die entweder mit frischem Schmelzmagnesia oder mit recyceltem MgO verstärkt wurden. Beide Materialien zeigten lediglich eine minimale Kriechrate, ohne dass ein stationärer Kriechbereich erreicht wurde. Die deutlich bessere Kriechbeständigkeit der Variante mit recyceltem MgO ist auf die feinkörnigere und homogenere Partikelgrößenverteilung zurückzuführen. Als dominanter Schädigungsmechanismus wurde die Dekohäsion und Hohlraumbildung an den Grenzflächen zwischen Stahl und Keramik identifiziert.