Optimierung der mechanischen und thermischen Eigenschaften von kohlenstoffgebundenen MgO-C Feuerfestwerkstoffen aufgrund von Wechselwirkun gen im System MgO-TiO2-Al-C.

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christos G. Aneziris
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 50582734

Das Hauptziel des Forschungsvorhabens besteht in einer Grundlagenuntersuchung zu Veränderungen in der Mikrostruktur von kohlenstoffgebundenen Magnesia-Karbon Feuerfesterzeugnissen, im Speziellen in der Kohlenstoffmatrix durch den Einsatz einer hochauflösenden Computertomographie, dar. In kohlenstoffgebundenen Magnesia-Karbon Feuerfesterzeugnissen, die Aluminium als Antioxidanz enthalten, finden während der Verkokung, im industriellen Einsatz demzufolge in situ, Reaktionen mit der Kohlenstoffmatrix, den vorhandenen Gasspezies und der dispergierten Feststoffe statt. Die Reaktionsprodukte des Systems Al-O-C-N besitzen unterschiedliche Morphologien. Es entstehen sowohl Kömer als auch Fasern. Mit steigender Verkokungstemperatur verschlechtern sich jedoch die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Magnesia- Karbon Feuerfesterzeugnissen. Wird das System MgO-C-Al um die Komponente Ti02 erweitert; kann diesem negativen Trend entgegengewirkt werden. Die thermomechanischen Eigenschaften verbessern sich sogar. Der Grund für diese Trendwende wird der veränderten Morphologie der faserförmigen Reaktionsprodukte zugeschrieben, gleich wenn deren Beitrag zum Festigkeitsverhalten ungeklärt ist. Da bei Temperaturen oberhalb von 1400°C sowohl feines Magnesiumoxid in Gegenwart von Kohlenstoff als auch Aluminiumkarbid instabil werden, sind Rückschlüsse auf Phasenneubildungen beziehungsweise Änderungen in der Mikrostniktur nicht trivial. Das Verständnis zur Phasenneubildung und Mikrostrukturänderung wird durch gezielte Modellmischungen in einem atmosphärischen Rasterelektronenmikroskop mit eingebauter Heizbank unter kontrollierter Atmosphäre und veränderten Temperaturen angestrebt. Die erlangten Ergebnisse sollen Aufschlüsse über das verbesserte thermomechanische Verhalten des Systems MgO-C-Al-TiO2 geben, um im Weiteren die Eigenschaften von aluminiumhaltigen, kohlenstoffgebundenen Magnesia- Karbon Feuerfesterzeugnissen gezielt zu optimieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen