C. Brukl

Die Dreistoffe: Titan—Bor—Kohlenstoff und Titan—Bor—Stickstoff

An heisgepresten und durch Gluhung in neutraler Atmosphare homogenisierten Legierungen der Dreistoffe: Ti−B−C und Ti−B−N wird die grundsatzliche Aufteilung der Phasenfelder rontgenographisch ermittelt. Die Systeme sind gekennzeichnet durch das Fehlen einer ternaren Phase, werden also durch die Kristallarten der binaren Systeme bestimmt. Es zeigt sich, das neben TiC, TiN und TiB2 das Monoborid TiB als bemerkenswert stabile Phase am Aufbau beteiligt ist. TiB unterscheidet sich durch seine hohe Stabilitat von den teilweise fraglichen, homologen Monoboriden.

Untersuchungen in den Dreistoffsystemen: V—Al—Si, Nb—Al—Si, Cr—Al—Si, Mo—Al—Si bzw. Cr(Mo)—Al—Si

Legierungen vom Typ: Me−Al−Si (Me=V, Nb, Cr, Mo) werdenzum Teil durch Kaltpressen und Reaktion bei 1200°C bzw. durch Heispressen und Nachverdichten hergestellt. Eine rontgenographische Untersuchung an den homogenisierten Proben zeigt im Schnitt: VSi2-VAl(2) einen Austausch von Si durch Al im Disilicid bis etwa 1/3. In der T 1-Phase erfolgt fast kein Ersatz. Es wird mindestens eine ternare Kristallart beobachtet. Die Aufteilung der Phasenfelder im System: Nb−Al−Si wird vollstandig ermittelt. Die Bereiche der σ-Phase, von T 1 und T 2 sowie der Phase Nb(Al, Si)2 mit C 54-Typ werden einschlieslich der Gitterparameter bestimmt. Der Dreistoff: Cr−Al−Si ist im hochschmelzenden Teil durch ausgedehnte Gebiete der Mischphasen vom A 15-, T 1- und C 40-Typ gekennzeichnet. Die Ersetzbarkeit von Si durch Al in CrSi2 geht uber die vonK. Robinson 1 angegebene Zusammensetzung noch hinaus. Im System: Mo−Al−Si wird der Bereich der neu aufgefundenen Kristallart mit C 54-Typ festgelegt, womit sich eine Aufteilung der Phasenfelder im gesamten hochschmelzenden Gebiet angeben last. An Schnitten im Vierstoff: Cr−Mo−Al−Si wird der luckenlose Ubergang Cr5Si3−Mo5Si3 (T 1) zunachst nachgewiesen. Bei einem Verhaltnis Al/Si=1 gehen Cr3 (Al, Si) und Mo3 (Al, Si) vollstandig ineinander uber. In der Mischreihe Cr5Si3−Mo5Si3 last sich ebenfalls Si durch Al in merklichem Mas ersetzen. Die Mischbarkeit im C 40-Typ wird ausfuhrlich studiert; es bildet sich ein weiter Bereich (Cr, Mo) (Al, Si)2. Legierungen aus den untersuchten Systemen stellen potentielle Trager von zunderfesten Materialien dar.

Die Kristallstruckturen von TiSi, Ti(Al,Si)2 und Mo(Al,Si)2

Es werden die Kristallstrukturen der Silicidphasen: TiSi, TiAl0,3–0,6Si1,7–1,4 und MoAl1,3Si0,7 ermittelt. TiSi ist mit der FeB-Struktur isotyp, wie bereits fruher festgestellt wurde. Die Gitterparameter sind:a=6,531,b=3,631 undc=4,987 kX. E. Die Struktur TiAl0,3–0,6Si1,7–1,4 kann zum ZrSi2-Typ gerechnet werden, ist aber pseudotetragonal:a=c=3,583−3,611 undb=13,49 kX. E. Neben Mo(Si,Al)2 mit C 40-Typ besteht noch eine weitere Al-reichere, ternare Kristallart MoAl1,3Si0,7 mit TiSi2-Typ. Die Gitterparameter errechnen sich zu:a=8,239,b=4,783 undc=8,758 kX. E.

Untersuchungen in den Systemen Tantal-Aluminium-Silicium und Wolfram-Aluminium-Silicium

Der Aufbau von Tantal-Aluminium-Silicium-Legierungen wird im Gebiete von 20 bis 80 At. % Si und 10 bis 75 At.% Al ermittelt. Im binaren System Tantal-Aluminium werden die Phase TaAl3 bestatigt, eine weitere nicht naher identifizierte Kristallart zwischen 33 bis 50 At.% Ta sowie die Existenz einer σ-Phase mit einem breiten homogenen Bereich (ca. 64 bis 80 At.% Ta) festgestellt. In den Phasen TaSi2 und Ta5Si3-T 2 last sich Silicium in erheblichem Mase durch Aluminium ersetzen. In dem untersuchten Teil des Dreistoffs besteht keine ternare Phase.

Die Teilsysteme von HfC mit TiC, ZrC, VC, NbC, TaC, Cr3C2, Mo2C (MoC), WC und UC

In Ubereinstimmung mit der Volumregel sind die isotypen Monokarbide von Ti, Zr, Nb und Ta mit HfC luckenlos mischbar. HfC und Cr3C2 zeigen keinerlei gegenseitige Loslichkeit, dagegen lost HfC in sehr starkem Mase Mo2C bzw. MoC (uber 80 Mol%). WC wird von HfC unter den gewahlten Bedingungen bis gegen 40 Mol% aufgenommen. HfC und UC losen sich weitgehend, entgegen der Erwartung jedoch nicht luckenlos. Ein vollkommener Ubergang durfte erst bei hohen Temperaturen (etwa 2500°C) bestehen, aber es genugen 10 Mol% ZrC, um die bei tiefen Temperaturen bestehende Mischungslucke zu schliesen.

Ein Beitrag zum Dreistoff: Molybdän-Aluminium-Silizium

Aus den Komponenten erschmolzene Mo−Al−Si-Legierungen werden in einem ausgedehnten Konzentrationsgebiet rontgenographisch untersucht. Es besteht eine luckenlose Mischreihe zwischen Mo3Al und Mo3Si. In Mo5Si3 (T 1) kann Silizium bis etwa zu einem Drittel durch Aluminium ersetzt werden. MoSi2 nimmt nur geringe Mengen an Aluminium auf bis etwa zu Al/Si 0,05. Als ternare Phase tritt die schon fruher beobachtete Kristallart Mo(Si,Al)2 mit CrSi2-Typ in einem ausgedehnten Bereich bis zur Zusammensetzung MoSiAl auf. Diese Mischphasen sind mit den Mo-Aluminiden im Gleichgewicht.

Untersuchungen im System: Wolfram—Silicium—Germanium

Wolfram-Germanium-Legierungen werden in verschiedenen Verhaltnissen und nach mehreren Methoden hergestellt, doch lassen sich weder Wolfram-Germanide noch eine gegenseitige Loslichkeit nachweisen. Im Dreistoff W−Si−Ge bildet sich eine ternare Phase mit der ungefahren Zusammensetzung W0,4Si0,35Ge0,25; ferner wird Silicium durch Germanium in WSi2 bis rd. 15 At%, in W5Si3 (T 1) bis rd. 5 At% substituiert. Eine grundsatzliche Aufteilung der Phasenfelder wird gegeben.