Schäden an Y2O3-teilstabilisierten Zirkonoxid-Sauerstoffmeßsonden nach dem Einsatz in Regenerativkammern von Flachglaswannen Teil 1. Schäden nach Erdgasbefeuerung

Abstract

Chemisch ungleiche keramische Kontakte (z. B. mit Mörteln) führten nach bis zu 7 Monaten Erdöl- oder Erdgasbefeuerung zu Korrosionskrusten, die bei mechanischer Beanspruchung (Durchbiegen infolge waagerechten Einbaues) den Bruch der mit Y2O3 teilstabilisierten Zirkonoxid(= Y-PSZ)-Meßsonden verursachen. Außerdem werden folgende Veränderungen der Y-PSZ-Keramik beobachtet: Das die Temperaturwechselbeständigkeit steigernde ursprüngliche Spannungsgefüge verändert in Abhängigkeit von der Temperaturbelastung seine polarisationsoptischen und röntgenografischen Eigenschaften. Oberhalb 400 °C tritt - unter dem Einfluß von Niederschlägen aus der Wannenatmosphäre (insbesondere Zufuhr von Natrium, Schwefel, Phosphor, Eisen, Vanadium) verstärkt - eine Umkristallisation der yttriumhaltigen ZrO2-Modifikationen auf. Die Geschwindigkeit der Destabilisierung (Nachweis monokliner ZrO2-Mischkristalle) wird von der Diffusion der Kationen bestimmt. Das Entstehen von an Kationen untersättigten Vielkomponenten-Teilschmelzen und der Transport des Yttriums in Festkörpern und Teilschmelzen bedingen die auftretenden örtlichen Gefügeänderungen der Y-PSZ-Keramik. Ein Vergleich der Untersuchungsergebnisse der Ca-VSZ- mit denen der Y-PSZ-Meßsonden ergibt, daß durch einfache konstruktive Verbesserungen die Standzeiten erhöht werden könnten.