Entwicklung effizienter Wege zur Herstellung von SiSiC-Keramiken aus WPC

Gegenüberstellung WPC-Grünkörper und daraus hergetellten SiSiC-Keramiken

Projektbeschreibung: Siliciumcarbid ist der wichtigste Vertreter der Nichtoxidkeramiken und besetzt nach Aluminiumoxid das größte Feld der technischen Keramiken. Siliciuminfiltriertes Siliciumcarbid (SiSiC) ist aufgrund der hohen Korrosions- und Verschleißbeständigkeit und der auch bei hohen Temperaturen guten mechanischen Eigenschaften ein etablierter Werkstoff für Brennerbauteile, Wärmetauscher oder Komponenten der chemischen Industrie. Hergestellt werden SiSiC-Keramiken in einem mehrstufigen Prozess, der sich in Formgebung, Entbinderung und Siliziuminfiltration unterteilt. Es entsteht eine dichte Keramik, die noch freies Silicium enthält.

Das vorliegende Forschungsvorhaben baut auf eine vorhergehende Machbarkeitsstudie auf, in der erfolgreich WPC-Grünkörper in SiSiC konvertiert wurden. Im dreistufigen Prozess, der sich in Grünkörperformgebung (WPC-Herstellung), Pyrolyse und Silicierung unterteilt, konnten Extrusionsprofile erfolgreich keramisiert werden. Eine unzureichende Homogenisierung der Holzpartikel durch hohe notwendige Holzanteile (90 Gew.-%) führten zu einer unvollständigen Umsetzung zu SiC und einer im Vergleich zu kommerziellen SiSiC-Werkstoffen geringeren Biegefestigkeit (ca. 150 MPa im 4-Punkt-Biegeversuch). Speziell für die Keramisierung optimierte WPC´s erlauben eine Reduktion des notwendigen Holzanteils und eine verbesserte Compoundierung, sodass die mechanischen Eigenschaften der Keramik verbessert werden können.

Laufzeit: 03/2016 - 02/2018

Fördergeber: IGF

Projektpartner: SKZ

Ansprechpartner: Dr. rer. nat. Nico Langhof