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Vortrag

Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen oxidischen Fasern und hex-BN in verschiedenen siloxan-basierten Matrices nach Auslagerung an Luft oberhalb von 500 °C

Wednesday (05.07.2017)
16:10 - 16:30 Uhr
Bestandteil von:


Oxidkeramische Verbundkeramiken (Ox/Ox) sind schadenstolerante Werkstoffe und bieten neben der geringen Dichte um 3 g/cm³ einer hohen Beständigkeit an Luft und sind kriechbeständig bis etwa 1000 °C. Darum sind diese Materialien verheißungsvolle Kandidaten für den Hochtemperatur-Leichtbau besonders in der Ofentechnik und rund um Wärmekraftmaschinen. Erste Einsatzgebiete zeigen das hohe Potential im Bereich von Fluggasturbinen, wo metallische Werkstoffe eingespart und enorm Gewicht reduziert werden kann.

Auch in der konventionellen Kraftwerkstechnik sind Ox/Ox Werkstoffe von Interesse. In einer hybriden Metall-Keramik-Verbundstruktur werden diese Verbundkeramiken entwickelt, um heißdampfführende Stahlrohre zum armieren und damit deren Lebensdauer und Kriechbeständigkeit deutlich zu erhöhen.

Da die Lebensdauer solcher Rohre aber im Bereich von 105 h liegt, müssen mechanischen Eigenschaften der Verbundkeramiken ebenfalls durch Langzeitversuche analysiert werden. Wichtig ist, eine Versprödung des Ox/Ox Materials über die Einsatzdauer zu verhindern und außerdem mögliche Reaktionen zwischen Stahl und Verbundkeramik zu vermeiden.

In der aktuellen Arbeit liegt der Fokus auf NextelTM¬-610 faserverstärkte, nach dem PIP (Polymer Infiltration Pyrolysis) Verfahren entwickelte Proben. Als Füllstoff in den siloxan-basierten Matrices wird hex-BN in verschiedenen Mengen benutzt. Die maximale Pyrolysetemperatur ist auf 750 °C begrenzt, da auch eine Herstellung direkt am Stahlrohr im Kraftwerk in Frage kommt. Auslagerungsversuche von 24 h bis mehr als 500 h an Luft bei maximal 550 °C, sollen zeigen, ob die Schadentoleranz der Verbundkeramik sowie die lasttragenden Eigenschaften erhalten bleiben. Dafür werden bevorzugt unidirektional verstärkte Verbunde entwickelt und mittels Biege- und Zugversuch geprüft. Anschließend erfolgen die Auswertung der mechanischen Kennwerte, der Mikrostruktur und die Phasenzusammensetzung per REM-EDX und XRD.

 

Sprecher/Referent:
Dr. Nico Langhof
Universität Bayreuth
Weitere Autoren/Referenten:
  • Holger Lauterbach
    Universität Bayreuth
  • Prof. Dr. Walter Krenkel
    Universität Bayreuth