Im Gegensatz zu Metallen weisen Siliziumnitridkeramiken vor allem bei hohen Temperaturen eine gesteigerte Verschleißfestigkeit sowie Härte auf. Daher stellen sie ein großes Potential für den Einsatz als Werkzeugwerkstoff bei der Glasformgebung mittels nicht-isothermen Blankpressens dar. Die genannten Eigenschaften erschweren allerdings die Werkzeugfertigung mit spanenden Verfahren. Eine Lösungsmöglichkeit stellt die funkenerosive Bearbeitung elektrisch leitfähiger Keramiken dar. Aufgrund der Komplexität der Funkenerosion stehen keine Kenntnisse für die wirtschaftliche Bearbeitung neu entwickelter Werkstoffe zur Verfügung. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Bereitstellung von Prozesstechnologien auf Basis grundlegender Erkenntnisse zur funkenerosiven Senkbearbeitung und zum Abtragverhalten einer neu entwickelten Siliziumnitrid-Titannitrid-Keramik mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit. Dafür erfolgen zum einen Untersuchungen zur Anwendbarkeit von Prozesstechnologien der Stahlbearbeitung für Keramiken mit variiertem Titannitridgehalt sowie zum anderen die Neuentwicklung von Prozesstechnologien unter Anwendung von Methoden der Evolutionsstrategie. Die vorherrschenden Abtragmechanismen werden durch Gefüge- und Oberflächenanalysen bestimmt. Des Weiteren wird der Einfluss der elektrischen Leitfähigkeit und der Werkstückgeometrie der Keramiken im Vergleich zu Stahl auf das Prozessergebnis analysiert. Mit den Erkenntnissen der Arbeit wird eine Modellvorstellung zum Abtragverhalten der Siliziumnitrid-Titannitrid-Keramiken abgeleitet. Abschließend erfolgt die Demonstration der neu entwickelten Prozesstechnologien durch Fertigung eines Glasumformbodens aus der Siliziumnitrid-Titannitrid-Keramik mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Im Rahmen dieser Arbeit werden Siliziumnitrid–/Siliziumkarbidkompositwerkstoffe für tribologisch hochbeanspruchte Anwendungen entwickelt und charakterisiert. Bei der Charakterisierung der Kompositwerkstoffe wird der Zusammenhang zwischen dem Siliziumkarbidgehalt und der entstehenden Mikrostruktur sowie den mechanischen Eigenschaften dargestellt. Tribologisch wurden die Werkstoffe in Modellversuchen untersucht. Dabei zeigten sie ein sehr gutes Reib- und Verschleißverhalten. In this work, silicon nitride/silicon carbide composites are manufactured and characterized for tribologically highly stressed applications. The characterization of the composite materials shows the influence of the silicon carbide content on the resulting microstructure and the mechanical properties. The friction properties of the composite materials were characterized in tribological experiments. The composites show very good friction and wear behavior.
Aktualisiert: 2023-05-25
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Im Rahmen dieser Arbeit werden Siliziumnitrid–/Siliziumkarbidkompositwerkstoffe für tribologisch hochbeanspruchte Anwendungen entwickelt und charakterisiert. Bei der Charakterisierung der Kompositwerkstoffe wird der Zusammenhang zwischen dem Siliziumkarbidgehalt und der entstehenden Mikrostruktur sowie den mechanischen Eigenschaften dargestellt. Tribologisch wurden die Werkstoffe in Modellversuchen untersucht. Dabei zeigten sie ein sehr gutes Reib- und Verschleißverhalten. In this work, silicon nitride/silicon carbide composites are manufactured and characterized for tribologically highly stressed applications. The characterization of the composite materials shows the influence of the silicon carbide content on the resulting microstructure and the mechanical properties. The friction properties of the composite materials were characterized in tribological experiments. The composites show very good friction and wear behavior.
Aktualisiert: 2023-05-16
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Im Rahmen dieser Arbeit werden Siliziumnitrid–/Siliziumkarbidkompositwerkstoffe für tribologisch hochbeanspruchte Anwendungen entwickelt und charakterisiert. Bei der Charakterisierung der Kompositwerkstoffe wird der Zusammenhang zwischen dem Siliziumkarbidgehalt und der entstehenden Mikrostruktur sowie den mechanischen Eigenschaften dargestellt. Tribologisch wurden die Werkstoffe in Modellversuchen untersucht. Dabei zeigten sie ein sehr gutes Reib- und Verschleißverhalten. In this work, silicon nitride/silicon carbide composites are manufactured and characterized for tribologically highly stressed applications. The characterization of the composite materials shows the influence of the silicon carbide content on the resulting microstructure and the mechanical properties. The friction properties of the composite materials were characterized in tribological experiments. The composites show very good friction and wear behavior.
Aktualisiert: 2023-05-16
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Im Gegensatz zu Metallen weisen Siliziumnitridkeramiken vor allem bei hohen Temperaturen eine gesteigerte Verschleißfestigkeit sowie Härte auf. Daher stellen sie ein großes Potential für den Einsatz als Werkzeugwerkstoff bei der Glasformgebung mittels nicht-isothermen Blankpressens dar. Die genannten Eigenschaften erschweren allerdings die Werkzeugfertigung mit spanenden Verfahren. Eine Lösungsmöglichkeit stellt die funkenerosive Bearbeitung elektrisch leitfähiger Keramiken dar. Aufgrund der Komplexität der Funkenerosion stehen keine Kenntnisse für die wirtschaftliche Bearbeitung neu entwickelter Werkstoffe zur Verfügung. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Bereitstellung von Prozesstechnologien auf Basis grundlegender Erkenntnisse zur funkenerosiven Senkbearbeitung und zum Abtragverhalten einer neu entwickelten Siliziumnitrid-Titannitrid-Keramik mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit. Dafür erfolgen zum einen Untersuchungen zur Anwendbarkeit von Prozesstechnologien der Stahlbearbeitung für Keramiken mit variiertem Titannitridgehalt sowie zum anderen die Neuentwicklung von Prozesstechnologien unter Anwendung von Methoden der Evolutionsstrategie. Die vorherrschenden Abtragmechanismen werden durch Gefüge- und Oberflächenanalysen bestimmt. Des Weiteren wird der Einfluss der elektrischen Leitfähigkeit und der Werkstückgeometrie der Keramiken im Vergleich zu Stahl auf das Prozessergebnis analysiert. Mit den Erkenntnissen der Arbeit wird eine Modellvorstellung zum Abtragverhalten der Siliziumnitrid-Titannitrid-Keramiken abgeleitet. Abschließend erfolgt die Demonstration der neu entwickelten Prozesstechnologien durch Fertigung eines Glasumformbodens aus der Siliziumnitrid-Titannitrid-Keramik mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit.
Aktualisiert: 2023-05-11
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Im Gegensatz zu Metallen weisen Siliziumnitridkeramiken vor allem bei hohen Temperaturen eine gesteigerte Verschleißfestigkeit sowie Härte auf. Daher stellen sie ein großes Potential für den Einsatz als Werkzeugwerkstoff bei der Glasformgebung mittels nicht-isothermen Blankpressens dar. Die genannten Eigenschaften erschweren allerdings die Werkzeugfertigung mit spanenden Verfahren. Eine Lösungsmöglichkeit stellt die funkenerosive Bearbeitung elektrisch leitfähiger Keramiken dar. Aufgrund der Komplexität der Funkenerosion stehen keine Kenntnisse für die wirtschaftliche Bearbeitung neu entwickelter Werkstoffe zur Verfügung. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Bereitstellung von Prozesstechnologien auf Basis grundlegender Erkenntnisse zur funkenerosiven Senkbearbeitung und zum Abtragverhalten einer neu entwickelten Siliziumnitrid-Titannitrid-Keramik mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit. Dafür erfolgen zum einen Untersuchungen zur Anwendbarkeit von Prozesstechnologien der Stahlbearbeitung für Keramiken mit variiertem Titannitridgehalt sowie zum anderen die Neuentwicklung von Prozesstechnologien unter Anwendung von Methoden der Evolutionsstrategie. Die vorherrschenden Abtragmechanismen werden durch Gefüge- und Oberflächenanalysen bestimmt. Des Weiteren wird der Einfluss der elektrischen Leitfähigkeit und der Werkstückgeometrie der Keramiken im Vergleich zu Stahl auf das Prozessergebnis analysiert. Mit den Erkenntnissen der Arbeit wird eine Modellvorstellung zum Abtragverhalten der Siliziumnitrid-Titannitrid-Keramiken abgeleitet. Abschließend erfolgt die Demonstration der neu entwickelten Prozesstechnologien durch Fertigung eines Glasumformbodens aus der Siliziumnitrid-Titannitrid-Keramik mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit.
Aktualisiert: 2023-03-31
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