Ceramic Matrix Composites

Thema

CMC Bauteil für Hochtemperaturanwendungen.

Im Zeitalter von energiesparenden Bauweisen kommt faserverstärkten Keramiken (Ceramic Matrix Composites) eine immer größer werdende Bedeutung zu. Ob bei Anwendungen für temperaturbeanspruchte Bauteile oder besonders hoher Schadenstoleranz, Abriebfestigkeit und Beständigkeit in korrosiven Medien – CMCs finden in zunehmendem Maße Anwendung im Fahrzeugbau, der Energie– und Wärmetechnik. Für den Einsatz unter extremen thermischen Belastungen werden Korrosionsschutzschichten (Environmental Barrier Coatings) auf die faserverstärkten Keramiken aufgebracht.  Die EBCs werden auf die Umgebungsbedingungen abgestimmt und bieten einen zuverlässigen Schutz gegen Oxidation- und Heißgaskorrosion.

 

Leistungsangebot

 

  • Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung von oxidischen und nichtoxidischen CMCs
  • Anwendungsorientierte Entwicklung von kurz- oder langfaserverstärkten keramischen Verbundwerkstoffen
  • Optimierung keramischer Matrices hinsichtlich ihres Werkstoffeinsatzes (Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit)
  • Faser – Matrix Grenzflächendesign (Interface Design) für schadentolerantes Bruchverhalten
  • Entwicklung von Korrosionsschutzschichten (Environmental Barrier Coatings) für keramische Verbundwerkstoffe (Ceramic Matrix Composites) und deren Charakterisierung in strömenden oxidativen und korrosiven Medien (Heißgastests)
  • Armierungen von keramischen Rohren

 

Technische Ausstattung

 

  • Industrielle Faserwickelanlage zur Herstellung von CMCs über Wickeltechnologie
  • Warmpresse zur Formgebung precursorbasierter CMCs
  • Ofentechnik zur Entbinderung, Pyrolyse und Sinterung von Verbundwerkstoffen in unterschiedlichen reaktiven und inerten Atmosphären (siehe Sintern und Charakterisierung)
  • Korrosionsprüfstand für gasturbinenähnliche Bedingungen (1100 bis 1450°C bei 100 m/s Strömungsgeschwindigkeit)
  • Spezielle Gerätetechnik zur Strukturcharakterisierung  und zur mechanischen Prüfung von Faserverbundwerkstoffen wie  Kreisringtest und Single fiber push-out Test

 

Anwendungsbereiche / Referenzen

 

  • Korrosionsschutzschichten für Keramiken und Faserverbundwerkstoffe
  • Heat Pipes für Anwendung in stationären Gas- und Dampfturbinen
  • Bremsscheiben für Automobil, Schienenfahrzeuge und Luftfahrt