ISSN:
1572-8943
Keywords:
monolithic TiB2 and Al2O3-TiB2 and Si3N4-TiB2 composites
;
oxidation kinetics
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Im Hinblick auf die Neigung von TiB2 zur Oxidation wurde die thermische Stabilität von monolytischem TiB2 und der Gemische Al2O3-30Vol% TiB2 sowie Si3N4-20Vol% TiB2 untersucht. Die Temperatur, bei der TiB2 Keramik beginnt zu oxidieren, liegt bei 400°C, die Oxidationskinetik wird bis zu T=900°C und im ersten Schritt der Oxidation bei 1000° bzw. 1100°C (bis zu 800 bzw. 500 min) durch Diffusion beherrscht, bei höheren Temperaturen und längeren Zeitabschnitten durch ein lineares Gesetz. Eine Gewichtszunahme kann bei Al2O3-TiB2-Gemischen nur bei Temperaturen oberhalb etwa 700°C beobachtet werden und der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Oxidationsreaktion ist bei T=700°C bzw. T=800°C durch einen eindimensionalen, bei höheren Temperaturen durch einen zweidimensionalen Diffusionsmechanismus charakterisiert. Bezüglich des Si3N4-TiB2-Gemisches wurden in Abhängigkeit von der Temperatur drei verschiedene Oxidationsverhalten beobachtet: bis etwa 1000°C betrifft die Reaktion nur die zweite Phase; bei Temperaturen zwischen 1000° und 1200°C wird die Diffusion von O2 oder N2 durch eine Oxidschicht als geschwindigkeitsbestimmender Schritt vorgeschlagen; bei Temperaturen oberhalb 1200°C zeigt eine lineare Kinetik die Bildung einer nichtschützenden dünnen Schicht
Notes:
Abstract In view of the susceptibility of TiB2 to oxidation, the thermal stability of monolithic TiB2 and of Al2O3-30 vol% TiB2 and Si3N4-20 vol% TiB2 composites was investigated. The temperature at which TiB2 ceramic starts to oxidize is about 400°C, oxidation kinetics being controlled by diffusion up toT≈900°C and in the first stage of the oxidation at 1000°C and 1100°C (up to 800 min and 500 min respectively), and by a linear law at higher temperatures and for longer periods. Weight gains in the Al2O3-TiB2 composite can be detected only at temperatures above ≈700°C and the rate governing step of the oxidation reaction is characterized by a one-dimensional diffusion mechanism atT=700°C andT=800°C and by two-dimensional diffusion at higher temperatures. Concerning the Si3N4-TiB2 composite, three different oxidation behaviours related to the temperature were observed, i.e. up to ≈1000°C the reaction detected regards only the second phase; at ≈1000〈T〈≈1200°C, the diffusion of O2 or N2 through an oxide layer is proposed as the rate-governing step; atT〉=1200°C, a linear kinetic indicates the formation of a non protective scale.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01979742
Permalink
