Entwicklung wirtschaftlicher Verfahren zur CMC-Herstellung. Beschichtung keramischer Faserbündel mittels Laser-CVD

Faserverstärkte keramische Verbundwerkstoffe (CMC) zeichnen sich gegenüber monolithischen Keramiken durch eine wesentlich höhere Bruchzähigkeit aus. Ein Einsatz dieser schädigungstoleranten Materialien wird bei hohen Temperaturen in oxidierenden und korrosiven Atmosphären angestrebt, beispielsweise in Gasturbinen oder Wärmetauschern. Voraussetzung für das schädigungstolerante Verhalten der CMC's ist eine kontrollierte Faser-Matrix-Anbindung durch Beschichtung der Fasern. Die Faserbeschichtung gehört aber bisher zu den kritischen Verfahrensstufen der CMC-Herstellung, da hierfür keine industriell eingeführten, flexiblen und gleichzeitig wirtschaftlichen Verfahren zur Verfügung stehen. Zielstellung des Vorhabens war es zu prüfen, inwieweit die Laser-CVD-Beschichtungstechnik in der Lage ist, diese Lücke zu schließen. Basierend auf industrieller Lasertechnik wurde im Fraunhofer IWS ein skalierbares Hochrateverfahren zur kontinuierlichen Beschichtung von Bündeln aus keramischen Fasern entwic kelt und eine Prototypanlage für breite Anwendungen aufgebaut. Im folgenden werden wesentliche Charakteristika dieses innovativen lasergestützten Atmosphärendruck-CVD-Verfahrens (LCVD) beschrieben und Ergebnisse technologischer Schichtentwicklungen zusammengefasst dargestellt.