Siliciumcarbid-Schaumkeramik im Abgasstrang

Offenzellige Schaumkeramik eignet sich für einen Einsatz im Abgasstrang und zwar in der Funktion als Mischer, Katalysatorträger, Partikelfilter und Schalldämpfer. Im Mittelpunkt dieser Betrachtungen steht die Funktion als Diesel-Partikelfilter. Wie die Keramik, besitzt auch der Schaum allgemein eine relativ hohe Steifigkeit und Druckfestigkeit und auch eine niedrige Zugfestigkeit. Bei einigen SC-Schaumkeramik-Formteilen besteht die Möglichkeit einer Kombination mit dichter Keramik. Dadurch können z.B. zylindrische Filter mit einem stabilen Außenmantel versehen werden, der ein sicheres Handling und Canning der Formteile ermöglicht. In Zusammenarbeit zwischen der HTW Dresden und dem Fraunhofer Institut IKTS wurde ein zylindrisches Design entwickelt, welches die Oberflächenvergrößerung der Filterfläche in Form der Zylindermantelfläche nutzt. Zur Stabilisierung der zylindrischen Filterschicht mit Zellweite 60 bzw. 80 ppi wurde diese auf einen Trägerkern aus grobzelligem Schaum mit Zellweite 10 ppi aufgezogen. Dieser Kern liefert aufgrund seiner groben Zellweite kaum einen Beitrag zum Druckverlust, löst aber das Stabilitäts- und Befestigungsproblem der dünnwandigen freitragenden Filterschicht. Gleichzeitig kann der grobzellige Schaum zur Vorabscheidung von Partikeln, als Träger für Katalysatoren und zur Abfederung von Druckstößen dienen. Eine andere Möglichkeit zur Auslegung eines Schaumkeramikfilters besteht im Einbringen von wechselseitig verschlossenen Kanälen in das Filtervolumen, um die Anstromquerschnittsfläche zu erhöhen. Diese Variante entspricht im Prinzip der von wechselseitig verschlossenen Wall-flow-Wabenkörpern, mit dem wesentlichen Unterschied, dass die Wandstärke zwischen den Kanälen als Tiefenfilter ausgebildet ist und somit wesentlich dicker sein muss. Eine technische Realisierung ist durch die Konfektionierung der Polymerschaumformteile als einfach gestanzte Scheibensegmente möglich, die im Herstellungsprozess der Schaumkeramik unter Beibehaltung der offenen Schaumstruktur an den Grenzflächen der verbundenen Formteile möglich ist.