Microstructural development of a P2O5-modified cordierite glass ceramic during sintering : Part 2. Densification experiments

Abstract

The non-isothermal sintering of a P₂O₅-modified cordierite glass powder was investigated using sintering dilatometry, DTA and x-ray diffractometry. A typical densification curve as obtained by dilatometry with a constant heating rate is discussed. To clarify the dependence of the final degree of porosity on the heating rate additional porosity measurements were carried out on selected specimens using a stereological image processing system. The porosity exhibits a distinct minimum for a heating rate of 15 K/min. This effect is discussed based on a variation of the effective sintering interval which ranges from T_g of the glass to the onset temperature of crystallization. Together with the crystallization behaviour, as given in part 1 of this paper, a schematic description of the microstructural development is presented.

Das nichtisotherme Sinterverhalten eines P₂O₅-modifizierten Cordieritglaspulvers wurde mit Sinterdilatometrie, DTA und Röntgendiffraktometrie untersucht. Ein typisches, mit einer konstanten Aufheizrate im Sinterdilatometer gemessenes Verdichtungsverhalten wird diskutiert. Zur Klärung der Abhängigkeit der verbleibenden Porosität von der beim Sintern verwendeten Aufheizrate wurde an ausgewählten Proben zusätzlich die Porosität stereologisch mit einem Bildverarbeitungssystem untersucht. Dabei ist ein Minimum der Porosität bei Verwendung einer Aufheizrate von 15 K/min zu beobachten. Dieser Zusammenhang zwischen Porosität und Aufheizrate wird auf der Grundlage der im Sinterintervall, das im vorliegenden Fall im Temperaturbereich zwischen T_g des Glases und dem Beginn der Kristallisation liegt, auftretenden Änderungen diskutiert. Zusammen mit den in Teil 1 dieser Arbeit beschriebenen Ergebnissen des Kristallisationsverhaltens wird eine schematische Darstellung der Gefügeentwicklung vorgestellt.