Schaumkeramik / Zelluläre Keramik

Thema

Schaumkeramikbauteile aus verschiedenen Keramiken.
Schaumpellets für Katalysatorschüttungen.

Offenzellige Schaumkeramiken werden am Fraunhofer IKTS über das Replikaverfahren nach Schwartzwalder entwickelt und hergestellt. Dafür werden Formkörper aus offenzelligem Polyurethan-Schaumstoff zunächst mit einer keramischen Suspension durchtränkt. Anschließend wird die überschüssige Suspension wieder herausgepresst, sodass nur die Oberflächen der Schaumstoffstege mit Keramik belegt sind. Danach wird die Keramik getrocknet und gesintert, wobei der Polyurethan-Schaumstoff ausgebrannt wird.

Dieses Verfahren hat sich großtechnisch für die Herstellung von Filtern für die Metallschmelzenreinigung etabliert. Das IKTS nutzt diese Technologie zur Entwicklung neuer zellulärer Werkstoffe, zur Weiterentwicklung bestehender Erzeugnisse und zur Erschließung von neuen Anwendungsfeldern. Dafür wurden hoch spezialisierte Applikationslabore geschaffen, in denen Schaumkeramiken im Forschungs- und Entwicklungsmaßstab über Walz- und Zentrifugierverfahren beschichtet und somit Prototypen und kleinere Serien realisiert werden können. Darüber hinaus verfügt das IKTS über eine kontinuierlich arbeitende, modular aufgebaute Beschichtungsanlage, mit der sich industrielle Beschichtungsbedingungen nachstellen lassen. Somit kann die industrielle Schaumfertigung simuliert und optimal vorbereitet werden.

Wesentlich sind auch die Entwicklungsarbeiten zu hochgefüllten, gut fließfähigen Suspensionen für die Schaumkeramikbeschichtung. Hier gibt es eine Vielzahl von Materialien wie z.B. Siliciumcarbid, Aluminiumoxid oder Cordierit, die ständig neu- und weiterentwickelt werden. Dabei greift das IKTS sowohl auf leistungsfähige Mischaggregate als auch auf verschiedene rheologische Messverfahren zurück, die zur Beschreibung und Einordnung des Fließverhaltens dienen und somit auch für die Entwicklung von Qualitätssicherungsprozessen geeignet sind. Eine leistungsfähige Analytik zur Charakterisierung von Material- und anwendungsbezogenen Eigenschaften, wie Dichte, Zellweite, Druckverlustcharakteristik und Festigkeit, oder z.B. Katalyse- und Brennerprüfstände komplettieren die Ausrüstungen.


Leistungsangebot
 

  • Entwicklung von neuen Schaumkeramikmaterialien und Metallschäumen
  • Weiterentwicklung von Schaumkeramikrezepturen
  • Technologieentwicklung und -erprobung für die Herstellung von Schaumkeramiken
  • Erarbeitung von Qualitätssicherungskonzepten für die Schaumbeschichtung
  • F&E-Projekte zur Entwicklung von neuen Anwendungen für Schaumkeramiken


Technische Ausstattung
 

  • Umfangreich ausgestattete Laboratorien mit Misch-, Walzen- und Zentrifugieranlagen für die Schaumbeschichtung
  • Kontinuierlich arbeitende, modular aufgebaute Schaumbeschichtungsanlage
  • Umfangreiche rheologische Messmöglichkeiten für Suspensionen
  • Anlagen zur Entbinderung, Sinterung und Bearbeitung von Schaumkeramik
  • Geräte und Anlagen zur Messung von Schaumkeramikeigenschaften


Beispiele und Referenzen
 

  • SiC-Schaumkeramiken für Porenbrenner und Solarreceiver
  • Schaumfilter und Katalysator für Holzfeuerstätten
  • Hochtemperaturstabiles Katalysator- und Trägersystem für die Methanschwachgasverbrennung