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Investigation of Microstructure and Chemical Stability in Composites of NiAl Reinforced by Alumina-Silica Fibers

  • Günter Gottstein EMAIL logo and Weiping Hu EMAIL logo
Published/Copyright: January 13, 2022

Abstract

Interface structure and chemical stability in composites of NiAl reinforced with alumina silica fibers (Sumitomo) were investigated by means of TEM, XEDS, EELS and electron diffraction. The composite specimens were fabricated by diffusion bonding in vacuum at 1300 ~ 1450 °C/ 5 ~ 15MPa/2h. The experimental results showed no Ni diffusion from the NiAl matrix into the fiber to occur during diffusion bonding. However, the fiber underwent complex thermodynamic processes depending on hot-pressing temperatures. They involved intrinsic chemical reactions between the fiber components to produce mullite and reduce silica, as well as extrinsic reactions between free oxygen and NiAl at the interface to generate α-Al2O3. The experimental results are discussed.

Abstract

Grenzflächenstruktur und chemische Stabilität von Aluminiumoxid-Siliziumoxid-faserverstärkten NiAl-Verbundwerk-stoffen wurden mittels TEM, XEDS, EELS und Elektronenbeugung untersucht. Die Verbundwerkstoffproben wurden durch Diffusionsschweißen im Vakuum mit den Parametern 1300 ~ 1450 °C/5 ~ 15 MPa/2 h hergestellt. Die experimentellen Ergebnisse belegten, dass keine Ni-Diffusion von der Matrix in die Faser beim Diffusionsschweißen stattgefunden hatte. Allerdings waren komplizierte temperaturabhängige thermodynamische Vorgänge in der Faser abgelaufen. Dazu gehörten intrinsische chemische Reaktionen zwischen den Faserkomponenten mit dem Reaktionsprodukt Mullit und die Reduktion des Siliziumoxids, sowie eine extrinsische Reaktion zwischen freiem Sauerstoff und NiAl an der Grenzfläche mit dem Reaktionsprodukt α-Al2O3. Die experimentellen Ergebnisse werden diskutiert.


Prof. Dr. G. Gottstein, Dr. W. Hu Institut für Metallkunde und Metallphysik Kopernikusstr. 14, D-52056 Aachen, Germany Fax : +49 241 8022 608, +49 241 8022 301

Dedicated to Professor Dr.-Ing. Dieter Neuschütz on the occasion of his 65th birthday


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Received: 2001-04-10
Published Online: 2022-01-13

© 2001 Carl Hanser Verlag, München

Downloaded on 31.12.2025 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.3139/ijmr-2001-0213/html
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