T °C - JuSER - Forschungszentrum Jülich

108 Zusammenfassung
aus demselben Koexistenz-Bereich der Ausdehnungskoeffizient (im Bereich
zwischen 9 und 15·10 -6 K -1 ) in Abhängigkeit der Variation der Massenverhältnisse der
zugemischten kristallinen BS-Phase zu erzielen.
Die zuvor mittels wissensbasierter Werkzeuge identifizierten konstitutionellen Phasen
in den Glaszusammensetzungen wurden zum strukturellen Nachweis über XRD-
Analysen bestätigt.
Um entsprechend den Applikationsbedingungen eine homogene Verteilung der
multikomponentigen Phasen zu erreichen, wurde ein neues Konzept zur Steuerung
der Fließfähigkeit entwickelt. Der erste Ansatz, multikomponentige Lotbasis-Systeme
mit niedriger Liquidustemperatur zu bilden, war aufgrund der Auswahl des Lotbasis-
Systems extrem eingeschränkt.
Beim zweiten Ansatz wurde analog zur Anforderung an den angepassten
Ausdehnungskoeffizienten durch den Zusatz von Phasen mit niedriger
Liquidustemperatur eine erhebliche Verbesserung der Fließfähigkeit erreicht. Die
dem multikomponentigen Lotbasis-System beigefügte niedrigschmelzende Phase
besitzt eine als „Schmiermittel“ zu bezeichnende Eigenschaft. Somit konnte eine
massive Absenkung der Fügetemperatur in dem zuvor entwickelten GKK erreicht
werden.
Die zur Reduzierung der Fügetemperaturen von bis zu 300 K zum Einsatz
gekommenen niedrig schmelzenden Phasen, schon bei einem Zusatz von 10 Ma.-%,
stammen aus den Systemen Bi2O3-B2O3, CaO-V2O5, MgO-V2O5.
Um eine detailliertere Aussage zu den Fließfähigkeiten zu bekommen, wurde die mit
diesem Begriff eng verbundene dynamische Viskosität mittels experimenteller
Methoden wie Rotationsviskosimetrie und Balkenbiegeviskosimetrie gemessen und
mit den Berechnungen von Datensätze wie SCIGLASS ® verglichen. Eine erhebliche
Differenz der berechneten Ergebnisse im Vergleich zu den experimentellen
Untersuchungen zeigte sich vor allem im hochviskosen Bereich, während im
niedrigviskosen Bereich eine gute Übereinstimmung mit den rotationsviskosimetrischen
Daten zu beobachten war.
Aufgrund der bei Langzeitversuchen unter hohen Temperaturen geforderten Stabilität
der mechanischen Eigenschaften kommt dem Kristallisationsverhalten des
Glaslotmaterials eine große Bedeutung zu. Um das relativ Kristallisationsverhalten
eines Glases abschätzen zu können, wurden die Ansätze nach Weinberg- und
Hrubÿ, welche die Glasstabilität bzw. die Fähigkeit zur Glasbildung gegenüber der
Kristallisation eines Glases beschreiben, angewendet. Es zeigt sich deutlich, welche
Gläser am schnellsten bzw. langsamsten kristallisierten.
Abschließend wurden mittels wissensbasierter Werkzeuge mit den entwickelten
Glaskeramik-Komposite (GKK) am Beispiel der Fügung von SOFC 800
beziehungsweise SOFC 600 gute bis hervorragende Ergebnisse bzgl. der
Dichtigkeitswerte (10 -4 – 10 -9 mbar·l·s -1 ) erzielt.