Einfluss von wasserstoff- und wasserdampfhaltiger Atmosphären auf die Eigenschaften oxidischer Verbundkeramiken für die Thermoprozesstechnik

Projektbeschreibung:

Im Vorhaben wird der Einfluss von wasserstoff- und wasserdampfhaltigen, oxidierenden bzw. reduzierenden Atmosphären bei Temperaturen bis 1200 ° auf Mikrostruktur und Eigenschaften oxidischer Verbundkeramiken (oxide fiber composites, OFC) untersucht. Auftretende Korrosionsmechanismen werden in Korrosionsmodellen beschrieben und Strategien zur Verringerung/Vermeidung der Korrosion entwickelt, umgesetzt und validiert. An selbst hergestellten und kommerziellen OFC erfolgen Korrosionsversuche von bis 2000 h bei unterschiedlichen Atmosphären und Temperaturen. Der Vergleich mit „as-fired“- und ausgelagerten Proben ermöglicht die Ermittlung des Korrosionseinflusses auf die OFC. Die Korrosionsstabilität wird anschließend, so benötigt, durch die Verringerung der offenen Porosität / eine Beschichtung der OFC erhöht.

Die Auswirkungen korrosiver Atmosphären auf die Eigenschaften von OFC sollen ermittelt und Strategien für korrosionsstabile OFC entwickelt werden. Dies soll eine Abkehr vom „Trial & Error“-Prinzip hin zu einem gesicherten Einsatz von OFC in bekannten und neuen Anwendungen bewirken. Die Berechnung der Nachhaltigkeit der Materialien soll eine Argumentationshilfe für deren Einsatz schaffen. Herstellung und Einsatz von OFC für neue Anwendungen werden meist von KMU betrieben. Hohe Materialkosten und die Unkenntnis, wie sich Anwendungsatmosphären auf das Material auswirken, führen zu einer innovationshemmenden Zurückhaltung bei deren Einsatz. Die Ergebnisse bzgl. korrosionsstabiler OFC sind für KMU schnell umsetzbar, da der apparative Aufwand gering ist und die Optimierungsschritte bestehenden Verfahren nachgeschaltet werden können.

Der Ergebnistransfer erfolgt über Weiterbildungsveranstaltungen, Diskussionsrunden mit Industriepartnern sowie Print- und elektronische Publikationen.

Laufzeit: 10/2025 – 03/2028

Fördergeber: BMWE, IGF

Ansprechpartner: Dipl. Ing. Georg Puchas