Elektrisch funktionelle Strukturkeramik als Heizleiter

Thema

Keramische Glühkerze, hergestellt über 2K-Niederdruckspritzen im EU-STREPProjekt „CarCIM“ TST5-CT-2006-031462.

Elektrisch leitfähige Keramikwerkstoffe sind in Heizprozessen unter extremen Bedingungen wie hohe Endtemperaturen, starker Oxidationsbelastung, chemisch korrosive Atmosphären oder mechanische Beanspruchungen im Hochtemperaturbereich einsetzbar. Zum Beispiel werden Heizelemente aus Siliciumcarbid (SiC) seit langem in zahlreichen Wärmebehandlungsanlagen eingesetzt. Eine intensive Werkstoffforschung führte zu einer wesentlichen Verbreiterung der Werkstoffvielfalt für keramische Heizleiterwerkstoffe. Neben den für die bekannten SiC-Heizelemente genutzten R-SiC, kann das IKTS Entwicklungen zu S-SiC, Si-SiC oder LPS-SiC bieten, die mit einem vergleichsweise niedrigen elektrischen Widerstand schon bei Raumtemperatur hervorragend als Heizleiterwerkstoff geeignet sind. Darüber hinaus können Komposite aus Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und Metallcarbiden oder Metallsiliciden eingesetzt werden, um elektrische Widerstände vom Isolator bis zum metallähnlichem elektrischen Leiter gezielt einzustellen. Sonderkeramiken wie Titansuboxide, Borcarbide, Zirconcarbid oder halbleitende Mischoxide bieten die Möglichkeit verschiedene Sonderfunktionen und Ansprüche in Temperaturfeldern von 50 bis 2200°C optimal zu bedienen.

 

Leistungsangebot

 

  • Beratung zur Auswahl moderner Keramikwerkstoffe für kundenspezifische Heizprozesse
  • Entwicklung von keramischen Heizelementen für kundenspezifische Aufgaben
  • Testen und Charakterisieren des Heizverhaltens von Heizleiterwerkstoffen und Heizelementen
  • Konzepte, Werkstoffe und Bauteile für multifunktionale Heizelemente (z.B. Heizer + Sensor + Katalysator)

 

Technische Ausstattung

 

  • Heizleiterprüfstand für anwendungsbezogene Testung bis 1600°C unter Luft
  • Prüfstand zum Testen von Heizleiterwerkstoffen bis 2000°C unter Vakuum
  • Messung des elektrischen Widerstands bis 1400°C Argon/Stickstoff/Luft
  • Herstellung von Heizleiterkomponenten und Bauteilen im IKTS

 

Beispiele/Referenzen

 

  • Keramische Glühkerze für Dieselmotoren
  • Linearverdampferelemente aus S-SiC mit Doppelfunktion
  • Demonstratorheizelemente aus ZrC