Nichtoxid-Keramik - Keramik: Wie ein alter Werkstoff hochmodern wird - page 164

Kohlenstoff miteinander reagieren. Zur Abscheidung von TiB 2 -Schich-
ten wendet man auch die Gasphasensynthese an.
Die Formgebung erfolgt meist durch Pressen sowohl bei Raumtempe-
ratur als auch durch Heißpressen. Es erfordert Formen aus hexagonaler
Bornitrid-Keramik (Abschn. 6.6.1 ) .
Wie für alle Nichtoxid-Keramiken, bereitet das Dichtsintern für TiB 2 -
Werkstoffe Probleme. In diesem Fall sind sie außergewöhnlich hoch.
Ursprünglich nutzte man Temperaturen zwischen 1800-2300 °C, um
zunehmend dichte Werkstoffe zu erhalten. Analog dem Si 3 N 4 erschwe-
ren mit der Temperatur steigende, hohe Dampfdrücke die Verdichtung.
Liegen B 2 O 3 -Häutchen auf den TiB 2 -Pulveroberflächen vor, können
diese verdampfen und wieder kondensieren. Da TiB 2 ein starkes Kris-
tallwachstum aufweist, behindert auch dieser Vorgang das Dichtsintern.
Abhilfe bringen nur Dotierungen. Da neben dem Titan auch weitere
Übergangsmetalle (Eisen, Nickel und Kobalt) Boride bilden, eignen
sie sich, um durch Bildung von Mischkristallen eine Volumendiffusion
als Basis der Verdichtung zu beschleunigen und die Verdampfung zu
verringern. Die Anwesenheit eines geringen Anteils an Schmelzphase
(Abschn. 3.4 ) durch Zugabe von Hafnium-, Vanadium-, Tantal- oder Mo-
lybdänborid führt ebenfalls zu einer Unterstützung der Sinterung. Da es
weder eine Oxidation noch eine unkontrollierte Nitridierung geben darf,
findet die Sinterung in Argon- oder Wasserstoffatmosphäre statt. Die
Öfen werden elektrisch mit Graphit-, Wolfram- oder Tantalheizleitern
betrieben.
Man kann aus dem Gesagten ableiten, dass wieder eine breite Palet-
te von Titanborid-Keramiken unterschiedlicher Zusammensetzung exis-
tiert. Nicht nur die Dotanden sind meist vorhanden, sondern TiB 2 bil-
det auch in großem Umfang Mischkeramiken, z. B. mit Zirkoniumborid,
Bornitrid, Aluminiumnitrid und Siliziumkarbid. Außerdem bilden sich
Cermets, z. B. mit Eisen. Die poröse TiB 2 -Keramik wird in diesem Fall in
eine Eisenschmelze getaucht, damit sie den Werkstoff infiltrieren kann.
In jedem Fall tragen die verschiedenen Komponenten entsprechend ihren
Anteilen zu den resultierenden Eigenschaften der Titanborid-Keramik
bei. Es gibt Werkstoffe mit vergleichsweise hoher elektrischer Leitfähig-
keit, herausragender, mit einem Baustahl vergleichbarer Festigkeit, sehr
guter Bruchzähigkeit und Neutronenabsorption.