Öffentlich geförderte Projekte

AkLo-Nat: Aktivlote für niedrige Arbeitstemperaturen

 

Im Rahmen des Projektes soll ein Lötverfahren für das Fügen verschiedener Keramiken und von Keramiken mit metallischen Werkstoffen entwickelt werden. Dies bietet die Möglichkeit unikale Werkstoffeigenschaften in einem Bauteil zu vereinen. Neben der Funktionalität kann in besonderen Maße die Lebensdauer von Leichtbaukomponenten, durch die hohe mechanische und thermische Stabilität der Keramik, erweitert werden. Bisher werden relativ hohe Fügetemperaturen beim Löten von Keramikwerkstoffen benötigt, die den Einsatz einer günstigen Löttechnologie für zahlreiche Werkstoffkombinationen verhindert. Herausforderungen, die es technisch zu lösen gilt, sind große Differenzen der thermischen Ausdehnungskoeffizienten und die begrenzte thermische Belastbarkeit der Leichtmetallkomponente. Als wesentlichen Beitrag werden Lotwerkstoffe entwickelt die einen Fügeprozess unter 600°C ermöglichen. Die erforderliche Anbindung der Lote an die Keramikoberfläche soll durch Zusätze, die reaktive Prozesse innerhalb des Lotes initiieren, oder eine vorausgehende Oberflächenaktivierung abgesichert werden. Anhand von Festigkeitsmessungen an Aluminiumoxidverbunden wird die erzielte mechanische Stabilität bewertet. Die Messung der Gasdichtigkeit soll klären, inwieweit das Lötverfahren für die Herstellung komplexer Komponenten der Vakuumtechnik genutzt werden kann.

 

Finanzierung: AiF Projekt GmbH, Fkz: ZF4076445DE8

Projektzeitraum: Februar 2019 bis Januar 2021

Projektpartner:

  • ALUMINA SYSTEMS
  • LOT-TEK

AMTEC-D: Entwicklung eines Alkalimetall-Konverters zur hocheffizienten Direktumwandlung von Wärme in elektrischen Strom

 

Teilprojekt: Materialtechnische Entwicklung von Schlüsselkomponenten des Alkalimetall-Konverters

Das Ziel des Verbundvorhabens ist es, unter Nutzung neuartiger keramischer Werkstoffe und innovativer Laserverfahren einen hocheffizienten, umweltfreundlichen und wirtschaftlich wettbewerbsfähigen Alkalimetall-Konverter (Alkali-Metall-Thermo-Electrical-Converter = AMTEC) zu entwickeln. AMTEC ist eine innovative Technologie mit der Wärmeenergie direkt in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Als Wärmequelle kann die Abwärme aus technologischen Prozessen, Wärme aus Solar-Receivern, Abwärme aus Kraftfahrzeugmotoren oder Wärme, die bei der Wasserstoffherstellung entsteht, genutzt werden. Ein AMTEC trägt somit zur effizienten Nutzung von Abwärme bei.

Das Teilprojekt des Fraunhofer IKTS trägt zur Lösung folgender Aufgabenstellungen bei:

  1. Materialtechnische Entwicklung der keramischen Membran, der Kontaktierungsmatrix und der Elektroden
  2. Adaptierung von Fertigungstechnologien zur Herstellung der keramischen Komponenten
  3. Aufbau und Test der Membran unter einsatzrelevanten Bedingungen

 

Finanzierung: SAB/EFRE

Projektzeitrum: März 2017 bis Februar 2020

Projektpartner:

  • Technische Universität Dresden – Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik (TUD-WKET)
  • Technische Universität Dresden – Institut für Automobiltechnik Dresden (IAD)
  • Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf – Institut für Fluiddynamik (HZDR)
  • Technische Universität Bergakademie Freiberg – Institut für Keramik, Glas, und Baustofftechnik (IKGB)

BonoKeram: Steigerung der Flexibilität, Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Gasturbinen zur Energieerzeugung durch die Bereitstellung von Bauteilen aus monolithischen Hochleistungskeramiken

 

Ein Hauptziel bei der Weiterentwicklung von Gasturbinen ist die Steigerung des Wirkungsgrades. Dabei liegen die größten Potenziale zur Effizienzsteigerung bei der Erhöhung der Turbineneintrittstemperatur und der innerhalb der Turbine vorherrschenden Druckverhältnisse. Eine signifikante Verbesserung des Wirkungsgrades ist mit metallischen Werkstoffen aufgrund ihres thermischen und mechanischen Eigenschaftsprofils aktuell nicht realisierbar. Bauteile aus Hochleistungskeramiken halten dagegen deutlich höheren Temperaturen stand. Daher ist das Gesamtziel des Projektes die Herstellung von Turbinenkomponenten aus monolithischen Hochleistungskeramiken (Siliciumnitrid) und deren erfolgreicher Einsatz. Der Einsatz monolithischer Keramikbauteile erlaubt eine neue Generation von Gasturbinen zur Energiegewinnung. Durch die Materialeigenschaften der Hochleistungskeramik können Turbineneintrittstemperaturen von bis 1400 °C ohne zusätzliche Kühlung realisiert werden. Die natürliche Passivschicht der Hochleistungskeramik erhöht die Korrosionsbeständigkeit und erlaubt den Einsatz von alternativen Brennstoffen.

 

Finanzierung: BMWI Fkz: 03EE5032B

Projektzeitraum: April 2020 bis März 2023

Projektpartner:

  • Fraunhofer IPK
  • Fraunhofer SCAI
  • Euro-K GmbH
  • MicroCeram GmbH


CeraMod: Keramikmodul- Werkzeugsystem für leistungs- und energieeffiziente Tiefbohr-Fräszentren

 

Teilprojekt: Keramische Schneidwerkstoffe für komplexe Werkzeuge im Einlippenverfahren

Das FuE-Kooperationsprojekt beinhaltet die Entwicklung eines komplexen Werkzeug-/Maschinensystems unter der Zielstellung einer mehrfachen Produktivitätssteigerung im Einklang mit wesentlich verbesserter Energie- und Umweltbilanz sowie vereinfachter Logistik im betrieblichen Umfeld. Einen Kernpunkt stellt das Modulbohrwerkzeug mit intelligenter Wechselkopftechnik dar. Dieses verfügt über ein neuartiges Dual-Fluidmedienprinzip für die Trockenbearbeitung mit lokaler Bohrkopf-Schmierung, Druckluft-Spanaustrag sowie Schwingungsdämpfung. Auf diese Weise kann der am IKTS zu entwickelnden hochwarmfesten α/β-SiAlON- bzw. Ti(C, N)-Al2O3-ZrO2-Mischkeramik-Schneidstoffe zur 3- bis 4-fachen Leistungssteigerung an Tiefbohr- Fräszentren und weiteren Maschinengruppen genutzt werden. Das innovative Bearbeitungsprinzip verknüpft die Vorteile der Hochgeschwindigkeits-Trockenbearbeitung unter Ausnutzung thermischer Materialentfestigung mit hoher Toleranzhaltigkeit und Glättungseffekten an der Bohrungswand. Über die aerosolfreie, bedarfsgerecht geregelte Fluidversorgung sind außerdem > 70 % Energieeinsparung bzw. Ölverbrauchsreduzierung sowie eine wirksame Emissionsentlastung der Umgebung realisierbar. Das IKTS trägt mit der Entwicklung der Schneidkeramik und der Herstellung von keramischen Schneidplatten- und Führungsleisten sowie der Wechselkopf-Demonstratoren zum Gelingen des Verbundprojekts bei.

 

Finanzierung: BMWi (ZIM) Fkz: ZF4076468RU9

Projektzeitraum: Januar 2020 bis Dezember 2021

Projektpartner:

  • GESAU WERKZEUGE FABRIKATIONS- und SERVICE GmbH
  •  ERMAFA Sondermaschinen- und Anlagenbau GmbH
  • ITW e. V. Chemnitz

DELTA: Entwicklung eines tubularen Dampf-Elektrolyseurs mit integrierter Kohlenwasserstoffsynthese
 

Teilprojekt: Werkstoffentwicklung und Komponentenherstellung, Protonenleiter

Das Ziel des Verbundvorhabens DELTA ist die Entwicklung einer protonenleitenden Hochtemperatur-Elektrolysezelle. Im Gesamtsystem soll hochreiner Wasserstoff elektrolytisch erzeugt und mit Kohlendioxid aus anderen Prozessen für die integrierte Kohlenwasserstoffsynthese zur Verfügung gestellt werden. Das Gesamtsystem ermöglicht somit die Umwandlung von generierter elektrischer Energie in chemische Energie und trägt zu einer zuverlässigen und kosteneffizienten Energiespeicherung bei. Gleichzeitig ermöglicht das System die Verwertung von CO2-Emissionen.

Das IKTS arbeitet an der werkstofflichen Schlüsselkomponente des Gesamtvorhabens. Die Entwicklung effizienter und wirtschaftlich herstellbarer keramischer Protonenleiter ist werkstoffliche Voraussetzung für das Gesamtkonzept.

Aktuelle Arbeiten und Ergebnisse: Am IKTS werden protonenleitende Perovskite auf Basis von Bariumzirkonat (BaZrO3) und Bariumcerat (BaCeO3) hergestellt und charakterisiert.

 

Finanzierung: SAB/EFRE

Projektzeitraum: September 2016 bis April 2020

Projektpartner:

  • Technische Universität Dresden – Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik (TUD-WKET)
  • Technische Universität Dresden – Professur für Technische Thermodynamik (TUD-TTD)
  • Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf – Institut für Fluiddynamik (HZDR)
  • Technische Universität Bergakademie Freiberg – Institut für Technische Chemie (TUBAF-ITC)
  • Technische Universität Bergakademie Freiberg – Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik (TUBAF-IKGB)

Entwicklung von kostengünstigen alpha-Sialon-Werkstoffen und prototypischen Bauteilen mit gesteigerter Härte und Verschleißfestigkeit auf Basis einer wässrigen Aufbereitungstechnologie sowie kostengünstiger Siliciumnitridpulver

 

Das Forschungsziel ist die Entwicklung kostengünstiger alpha/beta-Sialon-Werkstoffe und prototypischer Bauteile mit gesteigerter Härte und Verschleißfestigkeit auf Basis einer wässrigen Aufbereitungstechnologie sowie kostengünstiger Siliciumnitrid-Pulver.

Um das Projektziel zu erreichen, wurden zunächst im Labormaßstab eine Legierungszusammensetzung im alpha/beta-Sialon-Phasengebiet sowie eine Aufbereitungstechnologie entwickelt. Mit der erfolgreichen Überführung der Laborergebnisse in den kleintechnischen Maßstab können nun Sialonwerkstoffe mit folgenden Eigenschaften hergestellt werden: eine hohe Härte von >1850 HV10, eine hohe Festigkeit von 800 MPa und Zähigkeit von 5 MPa*m1/2.

 

Finanzierung: IGF-Vorhaben-Nr. 20076 N

Das IGF-Vorhaben 20076 N der Forschungsvereinigung Deutsche Keramische Gesellschaft wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Projektzeitraum: 01.11.2018 bis 31.10.2020

ExtraHit-TC: Entwicklung und Validierung einer Herstellungsmethode miniaturisierter und langzeitstabiler Thermoelemente für extrem hohe Temperaturen über 1800 °C

 

Moderne Industrieprozesse zeigen seit Jahren einen Trend zu steigenden Prozesstemperaturen. Beispielsweise die Herstellung von hochreinen Halbleiterkristallen, wie sie für Leistungs-, Konsum- oder Rechenelektronik in immer höherer Stückzahl benötigt werden, erfordern oft Prozesstemperaturen von >1600 °C. Zur optimalen und wirtschaftlichen Prozessführung sind hochexakte und zuverlässige Messapparaturen zur Temperaturüberwachung notwendig.

Ziel des Vorhabens ExtraHit-TC ist die Validierung eines Herstellungsverfahrens für hochinnovative Borcarbid-Temperatursensoren für den Einsatztemperaturbereich >1800 °C. Durch die keramischen Eigenschaften des Ausgangswerkstoffs und die gegenüber dem Stand der Technik enorme Verbesserung der Messwertauflösung bietet sich ein breites Anwendungsspektrum, vor allem für die Prozesstechnik der Hochtechnologien. Im Kerneinsatzgebiet der Kristallzucht für konventionelle und zukünftige Halbleiterwerkstoffe sind die vorliegenden Prozessanforderungen durch konventionelle Messlösungen nur unzureichend oder nicht erfüllbar. Durch das neuartige Sensorkonzept ergeben sich erstmalig Möglichkeiten zur definierten Prozesskontrolle auf deutlich höherem Niveau. Dieses eröffnet Möglichkeiten zur Optimierung von ökonomischen und ökologischen Kennwerten für solche Prozesse.

Zur Erreichung der Projektziele werden keramische Pulver zu Thermoelementschenkeln verarbeitet. Dazu sind Formgebungsverfahren, Sinterverfahren und hochtemperaturstabile Fügeverfahren zu validieren. Die realisierten Thermopaare können in Kombination mit einer innovativen Referenztemperaturstelle flexibel an spezifische Einsatzbedingungen angepasst werden und jeweils prozessoptimierte Genauigkeit, Auflösung des Messsignals oder eine Verschiebung des Messbereichs erreichen. Dazu werden mittels Dickschichttechnik Heizstrukturen auf das keramische Ausgangsmaterial appliziert. Das gesamte Sensorkonzept wird anhand resultierender Demonstratoren durch Referenzofenfahrten bei >1800 °C mit konventionellen metallischen Thermoelementen verglichen und validiert. Basierend auf den Validierungsergebnissen werden Handlungsempfehlungen zu Herstellung, Einsatz, Prüfvorschriften und Normungsbedarf des neuartigen Sensorkonzeptes formuliert.

 

Finanzierung: BMBF / VIP+, Fkz: 03VP05250

Projektzeitraum: August 2018 bis Juli 2021

Projektpartner: keine

Ker_Twk: Keramik im Triebwerk, Teilvorhaben geschlossene Prozesskette für die Herstellung von SiC/SiC Komponenten  

 

Zur Steigerung der Effizienz für ein umweltfreundliches Luftfahrtsystem (Flightpath 2050) sollen keramische Leichtbauwerkstoffe für thermisch höher belastbare, ungekühlte Strukturen und deren Integration, auch als hybride Sub-Komponenten im Triebwerk entwickelt werden.

Faserverstärkte Keramiken (CMC), oxidisch oder SiC/SiC, ermöglichen durch die geringe Dichte in Kombination mit hoher Temperaturstabilität Gewichtseinsparungen in den Komponenten um bis zu 40 % gegenüber metallischen Strukturen sowie eine Reduzierung des Kühlluftverbrauchs um ca. 10 %. Bei 50K höherer Einsatztemperatur über konventionellen Superlegierungen soll eine Lebensdauer von ca. 35.000 h erreicht werden. Ein wesentlicher Aspekt zur Herstellung von CMC-Bauteilen liegt in der prozesssicheren Beherrschung der Verbundwerkstoffe (AP2.2) sowie deren Endbearbeitung zur Erreichung der geforderten Bauteiltoleranzen und Integrität. Die Verfahrensweiterentwicklung schließt spanende Verfahren (bestimmte/unbestimmte Schneide), Fügeverfahren und notwendige Qualitätssicherungstechnologien ein.

Zur Erreichung der notwendigen Lebensdauer im Triebwerk sind die Adaption der Beschichtungswerkstoffe sowie die Anpassung der Beschichtungsverfahren in Wechselwirkung mit spezifischen Bauteilgeometrien erforderlich. Vor allem für die Anwendung von SiC/SiC-Werkstoffen sind Schichtsysteme essentiell (Schutz vor Oxidation, Korrosion, Erosion etc.).

Das IKTS beschäftigt sich in diesem Verbundprojekt mit den Themengebieten Faserbeschichtung, SiC/SiC-Matrix-Entwicklung und Bauteilbeschichtung.

 

Finanzierung: BMWi

Förderkennzeichen: 20T1724D

Projektzeitraum: November 2017 bis Januar 2021

Projektpartner:

  • MTU Aero Engines AG
  • Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
  • Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
  • Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
  • Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK
  • Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

LasCer: Generative Verarbeitung von keramischen Faserverbundstrukturen mittels Lasertechnologie

 

Teilprojekt: Werkstoffentwicklung und -verarbeitung

 

Das Projekt dient der Untersuchung der Machbarkeit eines völlig neuartigen Verfahrens zur kostengünstigeren Herstellung von keramischen Faserverbundwerkstoffen (Ceramic Matrix Composites, CMC). Dabei wird die gezielte Erforschung anwendungsorientierter keramischer Faserverbundwerkstoffsysteme in Bezug auf die Verarbeitbarkeit mittels Lasertechnologie, sowie die Bestimmung der resultierenden Materialkennwerte (Gefügehomogenität, mechanische Eigenschaften bei Raum- und Hochtemperatur, u.a.) adressiert. Im Fokus steht dabei neben der Validierung der Werkstoffeignung für den Luft- und Raumfahrtsektor die Herleitung von belastungsgerechten und (leichtbau-)optimierten Entwurfsverfahren von langfaserverstärkten CMC-Bauteilen. Im Zuge der Untersuchung des Fertigungsprozesses im Hinblick auf sein Parameterspektrum und die Automatisierbarkeit soll die Datenbasis von CMC-Materialien erweitert und ein Demonstratorobjekt vorbereitet werden.

 

Finanzierung: BMBF (Agent3D), Fkz: 03ZZ0222C

Projektzeitraum: April 2019 bis März 2021

Projektpartner:

  • Space Structures GmbH
  • Axial Ingenieurgesellschaft mbH
  • Fraunhofer Institut für Werkstoff-und Strahltechnik (IWS)

Neue spritzgegossene Keramikelektroden auf Titanoxidbasis für Atmosphärendruck-Plasmageräte

 

Ziel des Vorhabens ist eine abgestimmte Entwicklung von langzeitstabilen keramischen Elektroden für den Einsatz in Atmosphärendruck-Plasmageräten. Dazu soll der elektrische Widerstand von Titanoxiden so modifizierbar werden, dass Leitung und Isolation nur mit Titanoxiden verfügbar ist. Zur Formgebung der komplex gebauten Elektroden soll eine Zweikomponenten-Spritzguss Technologie qualifiziert werden. Parametervorgaben werden aus den funktionalen Anforderungen der Plasmageräte abgeleitet. Die Elektrode soll zu einer deutlich verbesserten Betriebsstabilität der Plasmageräte im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik führen. Damit kann die Kalt-Plasmatechnik verstärkt Anwendungen im medizinischen oder Hygienebereichen, zur Vermeidung von Gerüchen oder zur Oberflächenbehandlung finden. Bereits jetzt zeichnet sich ein signifikantes Marktvolumen und -wachstum für neue alltagstaugliche Plasmageräte ab. Die Möglichkeit zur umweltverträglichen Bearbeitung und Reinigung und die hocheffiziente Charakteristik von plasmagestützten Verfahren sind weitere Pluspunkte. Die werkstofflichen, technologischen und gerätetechnischen Grundlagen werden im Vorhaben erarbeitet.

 

Finanzierung:  IGF-Vorhaben 20546 N

Das IGF-Vorhaben 20546 N der Forschungsvereinigung Deutsche Keramische Gesellschaft wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Projektzeitraum: 01.02.2019 bis 31.01.2021

Projektpartner: Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst, Hildesheim/Holzminden/Göttingen Fakultät Naturwissenschaften und Technik Forschungsschwerpunkt Laser und Technik

RoKe-TE: Entwicklung eines stromerzeugenden Wärmeübertragers mittels thermogeneratorischer Schichten für industrielle Abgasanlagen

 

Teilprojekt: Entwicklung und simulative Auslegung keramischer thermoelektrischer Komponenten und Halbzeuge für den TEG-Abgaswärmetauscher

 

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines kostengünstigen Abgaswärmetauschers in Kombination mit einem thermoelektrischen Generator. Die in den Abgasen vorhandene bisher ungenutzte thermische Energie soll entsprechend den Anforderungen des Verbrennungsprozesses als thermische und elektrische Energie in einem betriebswirtschaftlich und ökologisch optimalen Verhältnis einer Nutzung zugeführt werden. Damit soll die im primären Verbrennungsprozess eingesetzte Energie maximal genutzt werden. Der Technologieansatz im Rahmen des Projekts besteht in der werkstofflichen und konstruktiven Entwicklung der thermogeneratorischen Titanoxidkomponenten und in der Entwicklung von Halbzeugen (Filamenten) für den 3D-Druck von Titanoxiden für den Projektpartner.

 

Finanzierung: BMWi (ZIM) Fkz: ZF4076450CL9

Projektzeitraum: Juni 2019 bis Dezember 2021

Projektpartner: Silber Anlagentechnik GmbH

TE-VorClust: Sächsisches Forschungscluster – Thermoelektrik in industriellen Anwendungen

 

Ziel dieses Vorprojekts ist die Erstellung einer Studie, welche die Basis für ein umfassendes Projektcluster zur Thematik »Thermoelektrik in industriellen Anwendungen« liefert. Inhalt der Studie ist die Identifikation der aktuellen Akteure und des Potenzials der Technologie in der sächsischen Industrie. Daraus wird der Handlungsbedarf abgeleitet.

 

Finanzierung: SMWA/SAB (vorbereitende innovative Maßnahmen) FkZ: 100370667

Projektzeitraum: Juli 2019 bis Juni 2020

Projektpartner:

  • TU Dresden, Professur für Energieverfahrenstechnik
  • Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe (MPI CPfS)
  • Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden
  • Fraunhofer IFAM Dresden
  • Fraunhofer IWS

WIDDER: Widerstandsplattendetektor

 

Teilprojekt: Entwicklung eines kostengünstigen Herstellungsverfahrens für Siliciumnitrid-Siliciumcarbid-Kompositplatten

 

Das Ziel des Verbundprojekts ist der Aufbau von Kernstrahlungsdetektoren mittels sogenannter Widerstandsplatten-Detektoren (RPC), die eine deutlich bessere Zeitauflösung als die bisher eingesetzten 3He-Proportionalzählern erzielen und dabei vollständig auf das defizitäre, aus der Kernwaffenproduktion stammende, 3He Gas verzichten. Von herausragender Bedeutung sind die Anwendungen der RPC-Detektoren in der medizinischen Therapie oder Struktur- und Prozessuntersuchungen an Festkörpern in Produktionsprozessen und in der Grundlagenforschung.

Das Fraunhofer IKTS entwickelt für den Aufbau von Widerstandsplatten-Detektoren ein kostengünstiges Herstellungsverfahren für Si3N4-SiC Keramik, die als Elektroden im Detektor eingesetzt werden. Im Fokus stehen dabei zum einen materialtechnische Aufgaben, um einen dichten Si3N4-SiC-Kompositwerkstoff mit einem semi-isolierenden elektrischen Widerstand zu erhalten.  Zum anderen muss für die effiziente Herstellung größerer Stückzahlen ein kostengünstiges Sinterverfahren umgesetzt werden.

In Zusammenarbeit mit allen Partnern soll final ein RPC-Funktionsmuster konstruiert, gefertigt und getestet werden.

 

Finanzierung: SAB/EFRE, FkZ: 100325990

Projektzeitraum: Juni 2019 bis Mai 2021

Projektpartner:

  • GBS Elektronik GmbH
  • iseg Spezialelektronik GmbH
  • MicroCeram GmbH
  • Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf

ZirCa-HoT: Validierung von Werkstoffen auf der Basis von Zirkoncarbid für extreme thermische Anforderungen in Hochtemperaturanlagen


Zirkoncarbid (ZrC) zeichnet sich durch die Kombination extrem hoher thermischer Stabilität (> 2000 °C) mit einer sehr guten elektrischen Leitfähigkeit aus. Außerdem weist es einen sehr niedrigen Dampfdruck bei hohen Temperaturen auf. Somit ist es als Werkstoff hervorragend geeignet, um als Heizelement für Hochtemperaturprozesse unter Vakuum eingesetzt zu werden. Bisher war die Herstellung dichten Zirkoncarbids nur mit sehr hohem Aufwand möglich, sodass eine wirtschaftliche Produktion nicht wettbewerbsfähig war.

Ziel des Vorhabens ist die stabile Verfahrensentwicklung zur Herstellung von Zirkoncarbid-Heizelementen in kleiner Serie.

Darüber hinaus soll ein Testheizsystem aufgebaut werden, mit dem das Betriebsverhalten der Zirkoncarbid-Heizelemente untersucht werden kann, um daraus praxisrelevante Daten zum Alterungsverhalten von Zirkoncarbid zu erhalten sowie den Anwendungsrahmen für diese keramischen Heizelemente zu definieren.  

 

Projektträger: BmBF / ViP+

Projektzeitraum: Januar 2019 bis Dezember 2020