Die Folgen neuartiger Kohlenstoff-Precursoren und einer effizienten Prozessführung auf die Nachhaltigkeit von Verbundkeramiken und deren thermomechanischen Eigenschaften

Projektbeschreibung:

Durch den Einsatz Verbundkeramiken können die Nachteile monolithischer Keramiken überwunden werden, da sie eine hohe Schadenstoleranz, Bruchzähigkeit und sehr hohe Thermoschockbeständigkeit besitzen. Der Markt für diese junge Materialklasse steigt weltweit schnell von 8,7 Mrd. $ 2021 auf 25 Mrd. $ 2031 (gemäß Allied Market research). Anwendungen finden sich besonders im Hochtemperatur-Leichtbau, wie z.B. in Fluggasturbinen, in der Raumfahrt bei Raketendüsen, aber auch im zivilen Bereich als Bremsscheiben für PKW, in der Kraftwerkstechnik und in verschleißbeständigen Komponenten. Der Hauptnachteil der Verbundkeramiken sind die hohen Kosten, durch teure Ausgangsmaterialien und lange Prozesszeiten bei hohen Temperaturen. Aspekte von Nachhaltigkeit und Recycling werden dabei bislang noch wenig betrachtet. Außerdem gilt es die Prozesskontrolle zu verbessern um fehlerbehaftete Teile zu vermeiden. Die Notwendigkeit diese Herausforderungen zu überwinden ist groß und wird im Projekt mit zwei Forschungseinrichtungen angegangen, deren Kompetenzen sich ergänzen. Es werden daher unterschiedliche Ansätze zur Steigerung der Nachhaltigkeit von Verbundkeramiken (z.B. C/SiC, C/C, SiC/SiC, OFC) verfolgt und abschließend evaluiert.

Laufzeit: 02/2020 – 01/2023

Fördergeber: Bayerisch-Kalifornische Hochschulzentrum (BaCaTeC)

Projektpartner: Prof. Dr. Steven Nutt (Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Southern California, Los Angeles, USA)

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Stefan Schafföner, Dr. rer. nat. Nico Langhof