456 Prakt. Met. Sonderband 38 (2006)
Die technische Anwendung eines metallischen Glases erfordert eine zumindest adäquate
thermische Stabilität, sowohl gegen Kristallisation als auch Oxidation. Da die Glas-
übergangs- und auch die so genannte Kristallisationstemperatur in Cu-Zr Gläsern mit dem
Kupfergehalt ansteigen [6], wird das Einsetzen der Kristallisation zu höheren Tempera-
turen oder längeren Zeiten verschoben sein und den Einsatz der kupferreichen Gläser
nicht einschränken. Erste Untersuchungen zum Oxidationsverhalten [7,8] deuten aller-
dings auf eine kaum ausreichende Oxidationsbeständigkeit. So färben sich frisch her-
gestellte Cu-Zr Gläser bei Raumtemperaturauslagerung bereits nach wenigen Monaten
braun.
2. EXPERIMENTELLE METHODEN
CusoZraoTito- und CusaZrasAlyYs-Vorlegierungen wurden in einem Lichtbogenofen aus den
Elementen (Reinheit: mindestens 99,7 at.%) in einer Ti-gegetterten Argon-Atmosphére
erschmolzen. Amorphe CusoZrsoTis0-Bänder (ca. 30 um dick) wurden nach dem Schmelz-
spinnverfahren hergestellt. Einzelheiten der Herstellung sind bereits an anderer Stelle aus-
führlich beschrieben worden [9]. Zur Herstellung massiver CuaeZr42Al-Ys-Gläser wurde die
Vorlegierung in einem Quarzröhrchen im Hochvakuum induktiv aufgeschmolzen und dann
mit einem Druckstoß (2 atm Argon) durch eine etwa 1,5 mm (innerer Durchmesser) Düse
in einen Kupfertiegel gespritzt. Be
Für die Oxidationsbehandlungen (Thermogravimetrie in einer Apparatur der Fa. Netzsch) Gl
wurden einzelne Bandstlicke bzw. diinne Probenscheiben unmittelbar vor Versuchsbeginn .
von beiden Seiten angeschliffen, teilweise auch zusätzlich poliert. Die Oberflächen der SC
oxidierten Proben wurden durch Röntgendiffraktometrie (Philips) und Rasterelektronen- SC
mikroskopie (Hitachi S4500) analysiert. Für die Querschnittuntersuchungen wurden die 3
Proben mit Epoxid (Gatan G1) zwischen zwei Halbzylindern eingebettet. Aus diesen ZU
Stangen wurden mit einer Diamant-Fadensäge (Well) Scheibchen herausgeschnitten, die er
anschließend fein geschliffen und mit Diamantpaste poliert wurden. Die Untersuchung ar
dieser Proben fand im Rasterelektronenmikroskop mit EDX-Analyse statt. Für die Quer- VO
schnitt-TEM-Analyse (Philips CM200) wurden diese Scheibchen mit einem Gatan-Mulden- N
schleifgerät dünn geschliffen und anschließend in einem lonenstrahldünngerät (Gatan. ot
DuoMill) bis auf eine Dicke von ca. 50 nm abgediinnt He
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3. ERGEBNISSE UND DISKUSSION -
Von amorphen Cu-Zr Bändern ist seit langem bekannt, dass sie sich bei längerer ES
Lagerung schon bei Raumtemperatur kupferbraun verfärben [10]: Erste elektronen- ku
mikroskopische Untersuchungen an etwa 8 Jahre alten CusoZr7z0 Bändern ergaben lokal et
begrenzte Flecken aus ZrO, und nanokristallinem Cu. Abb. 1 zeigt die Kontaktseite eines Ni:
amorphen CugoZrso Bandes nach nur dreimonatiger Auslagerung bei Raumtemperatur. Die Al
Oxidation beginnt bevorzugt entlang der Kontaktriefen mit der Bildung von Cu,O-Kristallen m
(helle Punkte). Diese Beobachtung stimmt gut mit Ergebnissen von Chang et al. [11] C
überein, die kürzlich zeigen konnten, dass es auf frisch präparierten Oberflächen Cu- de
reicher Cu-Zr-Ti Gläser an Luft - abhängig vom Präparationsverfahren - sehr schnell zu »
Oxidationsvorgangen kommen kann.