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Biomimetische Keramik-Werkstoffe mit hoher Temperaturwechselbeständigkeit

Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben ; Laufzeit: 01. Oktober 2001 - 30. September 2004
 
: Petasch, U.; Siegel, S.; Sand, C.

:
Fulltext (PDF; )

Dresden: IKTS, 2005, II, 64 Bl.
Reportnr.: BMBF 03N8017B
German
Report, Electronic Publication
Fraunhofer IKTS ()
Oxidkeramik; Naturfaser; Formgebung; Schlickergießen; Pressen (Umformen); Gefügeumwandlung; Temperaturwechselbeständigkeit; Wärmestoß; Porosität; biomimetischer Werkstoff; biomimetische Struktur; Faservlies

Abstract
In einem Verbundprojekt wurden biomimetische Ansätze zur Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit oxidkeramischer Werkstoffe verfolgt. Applikationsbeispiel und Ziel für die Werkstoffentwicklung sind plattenförmige oxidkeramische Sinterunterlagen für das Sintern von metallischen Werkstoffen. Über die Abformung von Naturfasern in keramischen Werkstoffen in Form von Porosität oder eingelagerten pyrolysierten Fasern werden Gefüge erzeugt, die zu einer Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit der Keramiken führen. Als Formgebungsverfahren für die Bauteilherstellung wurden das uniaxiale Pressen und das Schlickergießen eingesetzt. Damit wurden Plattenmuster der Geometrie 120 x 120 mm(exp 2) hergestellt. Die Naturfasern ließen sich mit beiden Formgebungstechnologien im Grünkörper homogen verteilt einlagern. Nach dem Sintern an Luft wurden sie als Poren abgebildet. Die Temperaturwechselbeständigkeit der entwickelten Platten wurde in zyklischen Wasserabschreckversuchen mit Platten, die ohne Faserabformung hergestellt wurden und mit kommerziellen Werkstoffen für Sinterunterlagen verglichen. Die besten Ergebnisse der Entwicklungsmuster erreichten uniaxial gepresste Platten der Calciumaluminat-gebundenen Al2O3-Keramik mit Faserabformung. Sie lagen im Bereich sehr guter kommerzieller Werkstoffe. Für diese biomimetisch geprägten Werkstoffe wurden in Anwendungstests unter realen Sinterbedingungen eine sehr gute chemische Beständigkeit gegenüber Stahl und ein hohes Potenzial für den Einsatz als Sinterunterlagen nachgewiesen. Die Ziele des Projekts wurden mit dem Nachweis einer Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit oxidkeramischer Werkstoffe durch Faserabformung und der Entwicklung geeigneter Herstellungstechnologien für plattenförmige Sinterunterlagen erreicht. Die Eignung der Werkstoffe für den Einsatz in industriellen Sinterprozessen konnte erbracht werden. In zukünftigen weiterführenden Arbeiten sind die Werkstoffe auf konkrete Einsatzfälle abzustimmen und die Langzeitstabilität der Materialien zu überprüfen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-38632.html