Adorjan, A. M. (2007). Herstellung nanokristalliner Wolframcarbid-Pulver [Dissertation, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/181902
Ziel dieser Dissertation war die Optimierung des CRC-Prozesses in Richtung Herstellung noch feinerer (nanokristalliner; Korngrößen < 100 nm) und gleichmäßigerer (sinterstabilerer) Wolframcarbid-Pulver. Durch gezielte Herstellung modifizierter / alternativer Vorstoffe wurde versucht, die Bildung kompakter (APW-pseudomorpher) Strukturen hintanzuhalten oder gar zu vermeiden. Aufgrund ihrer Resultate (Gleichmäßigkeit) sind vor allem die Versuche zur Herstellung und Reduktion von WO2-Pulvern und die Versprühung von wässrigen Ammoniummetawolframat-Chromacetat-Lösungen besonderes hervorzuheben.<br />Zusätzlich konnte durch die Versprühung wässriger AMW-Chromacetat-Lösungen ein nicht nur homogener sondern auch sehr feiner Vorstoff hergestellt werden, der keinerlei kompakte (mit den APW-pseudomorphen Strukturen vergleichbare) Agglomerate enthielt bzw. in welchem das Chrom "ideal" verteilt eingebracht werden konnte. Auch nach Reduktion und anschließender Carburierung waren keine (gröberen) W2C-ähnlichen Strukturen zu finden.<br />Ein weiterer Teil der Arbeit widmete sich dem Carburierungsprozess. Im Vordergrund standen kinetische Untersuchungen unter verschiedenen Bedingungen und erste Versuche zur Gasphasencarburierung von Wolfram-Metallpulvern mit Wasserstoff-Methan-Gasgemischen. Durch letzteres konnten extrem feine Wolframcarbid-Pulver mit BET-Oberflächen bis ~9 m2/g hergestellt werden.<br />Zur Charakterisierung des Rekristallisationsverhaltens wurden zahlreiche Hartmetall-Legierungen (WC / 10 wt% Co) aus den im Rahmen dieser Arbeit entwickelten bzw. zu Vergleichszwecken aus den derzeit feinsten industriell gefertigten Entwicklungs- bzw. bereits am Markt erhältlichen Wolframcarbid-Pulvern gefertigt und bei unterschiedlichen Bedingungen (Variation der Sintertemperatur, unterschiedliche Dotierungsgehalte an Vanadiumcarbid und Chromcarbid) unter Vakuum gesintert. Die Versuche zeigten sehr deutlich, dass bei der Verwendung immer feinerer Ausgangscarbide die Kornwachstumshemmung, sowohl des globalen als auch des lokalen Wachstums der Carbidphase, eine immer entscheidendere Rolle spielt. Die maximal erreichten Koerzitivfeldstärken und Vickers-Härten liegen bei Hc ~ 660 Oe bzw. HV30 ~ 2100 kg/mm2 (1 wt% VC; 10 wt% Co; Sintertemperatur = 1350°C).<br />
de
The aim of the PhD thesis was the optimization of the CRC-process for producing more homogeneous and nanocrystalline (grain size <100 nm) tungsten carbid powders.<br />By specific production of modified/alternative precursors the formation of compact agglomerates (resulting from the APT-crystallization) should be avoided. Because of the uniformity of the powders the investigations concerning the production and reduction of WO2-powders and the spraying experiments of AMT-chromiumacetate-solutions should be highlighted.<br />Furthermore the spraying experiments led to an also very fine precursor with an "ideal" chromium distribution. After reduction and subsequent carburization no (coarser) W2C-like structures could be detected.<br />Another part of the thesis deals with the carburization-process.<br />Kinetical investigations under varying conditions und first gasphase-carburization experiments of tungsten metal powders with hydrogen-methane-gas-mixtures were made. Based on the gasphase-carburization reaction tungsten carbid powders with BET-surfaces up to ~9 m2/g could be produced.<br />In order to characterize the recrystallization-behaviour of the "new developed" tungsten carbide powders many cemented-carbide specimens with 10 wt% Co and varying contents of grain growth inhibitors such as chromiumcarbide and vanadiumcarbide were made and vacuum-sintered at different temperatures. The typical datas were compared to hardmetals made of several of the finest industrially developed/produced WC-powders. These experiments showed clearly that the control/inhibition of the overal and especially of the discontinuous grain growth is getting more and more important when using finer and finer tungsten carbide powders. The highest coercivities and hardnesses achieved are Hc ~ 660 Oe and HV30 ~ 2100 kg/mm2 (1 wt% VC; 10 wt% Co; sintered at 1350°C).