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Keramische Verbundwerkstoffe

für Hochtemperatur-Anwendungen in Luftfahrt, Raumfahrt und Energietechnik

Für zukünftige, effizientere und umweltfreundlichere Turbinentechnologien in derLuftfahrt und Energiegewinnung werden Materialien benötigt, welche die gute Hochtemperaturstabilität keramischer Werkstoffe besitzen und gleichzeitig ein nicht sprödes Versagensverhallten ähnlich dem metallischer Werkstoffe aufweisen. Vergleichbare Anforderungen werden auch an Materialien für widerverwendbare und kostengünstige Thermalschutzsysteme für den Widereintritt von Raumtransportsystemen benötigt.

Keramische Hochtemperatur-Faserverbundwerkstoffe erfüllen diese Anforderungen in idealer Weise und können in einem einfachen und kostengünstigen Herstellungsprozess gefertigt werden.

Der oxidkeramische Faserverbundwerkstoff WHIPOX (Wound Highly Porous Oxide ceramic matrix composite) zeigt:

  • Gute Hochtemperaturstabilität
  • Ein nicht nicht-sprödes, quasi duktiles Bruchverhalten ähnlich dem metallischer Werkstoffe
  • Thermoschockbeständigkeit
  • 100%ige Oxidationsstabilität und gute Beständigkeit in vielen korrosiven Umgebungsmedien
  • Eine elektromagnetische Transparenz und ist ein elektrischer Isolator

Durch funktionelle Beschichtungen können die Eigenschaften der oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffe den Anforderungen weiter angepasst und das Anwedungspotential der Strukturwerkstoffe deutlich erweitert werden.

Keramische Verbundwerkstoffe

WHIPOX


Eine originäre und herausragende Entwicklung des Instituts für Werkstoff-Forschung ist der hochporöse keramische Faserverbundwerkstoff WHIPOX (wound highly porous oxide composite). WHIPOX ist vollständig aus Oxiden aufgebaut und hat deshalb im Vergleich zu nichtoxidischen Materialien eine ausgezeichnete Beständigkeit in oxidierender Atmosphäre.
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Schutzschichten

Schutzschichten


Keramische Faserverbundwerkstoffe wie z.B. WHIPOX müssen bei extremen Umgebungsbedingungen gegen mögliche Überhitzung, Erosion und Korrosion (z.B. durch Wasserdampf) geschützt werden. Dazu werden die keramischen Faserverbundwerkstoffe mit speziellen Schutzschichten versehen.
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Charakterisierung


Keramische Faserverbundwerkstoffe wie z.B. WHIPOX müssen bei extremen Umgebungsbedingungen gegen mögliche Überhitzung, Erosion und Korrosion (z.B. durch Wasserdampf) geschützt werden. Dazu werden die keramischen Faserverbundwerkstoffe mit speziellen Schutzschichten versehen.
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Eigenschaften


Die Thermomechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs sind maßgeblich von der Faserarchitektur, dem Fasergehalt und Fasertyp, der Matrixzusammensetzung und den Sinterbedingungen abhängig und kann in weiten Bereichen Variiert werden.
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Kontakt
Dr. Jürgen Göring
Abteilungsleiter

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Werkstoff-Forschung
, Keramische Struktur- und Funktionswerkstoffe
Köln-Porz

Tel.: +49 2203 601-2346

Fax: +49 2203 696480

PD Dr. Martin Schmücker
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Werkstoff-Forschung
, Keramische Struktur- und Funktionswerkstoffe
Köln-Porz

Tel.: +49 2203 601-2462

Fax: +49 2203 696480

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