Biokraftstoffe Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte ab Mai 2015 - Details

Verbundvorhaben: Lager- und Friktionswerkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen: Teilvorhaben 1: Technologische und Werkstoffentwicklung im labor- und kleintechnischen Maßstab

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
01277 Dresden
Winterbergstr. 28
Kontakt
Dr. Stefan Siegel
Tel: +49 351 2553-521
E-Mail: stefan.siegel@ikts.fhg.de
FKZ
22011397
Anfang
01.10.1998
Ende
30.09.2001
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Verbundprojektes besteht in der Entwicklung von Lagern, Bremsen und Brennelementen auf der Basis von Siliciumcarbid (SiC) und Kohlenstoff (C). Die Herstellung der SiC-C-Verbundwerkstoffe erfolgt abweichend von konventionellen Technologien nach einem neuen Werkstoff- und Technologiekonzept. Die an dieses Konzept gebundenen funktionellen, technologischen, ökonomischen und ökologischen Vorteile sollen anhand der Fertigung von prototypischen Bauteilen und ihre industrielle Testung nachgewiesen werden. Die Untersuchungen werden daher sowohl im Labor-, Technikums- und Industriemaßstab durchgeführt.
Ergebnisdarstellung
Naturfaser-Rohstoffe unterschiedlicher Art und Provenienz wurden analysiert und deren werkstofftechnische und produktionstechnische Potenziale bei der Konversion zu Kohlenstoff- und Siliciumcarbid-Werkstoffen aufgezeigt. Am Modellsystem Flachs wurden Grundlagen der Konversion und der Gefügegestaltung biogener Si-SiC-C-Werkstoffe erarbeitet und hinsichtlich ihrer Eignung für Lagerwerkstoffe getestet. Die entwickelten biogenen Keramikwerkstoffe sind durch spezielle Verbundstrukturen ausgezeichnet und erreichen das Eigenschaftsniveau kommerziell verfügbarer Vergleichswerkstoffe. Eine vollständige Prozesskette vom nachwachsenden Rohstoff bis zum mechanisch, thermisch und korrosiv hoch belastbaren Gleit- und Friktionswerkstoff wurde erarbeitet. Die Fertigungslinie wurde für spezielle Einsatzmuster bis zum prototypischen Bauteil (prototypische Elemente für pumpenspezifische Radial- und Axiallager) geführt. Positiv zu bewertende Ergebnisse von Eigenschaftsprüfungen und Anwendungstests liegen aus den Untersuchungen im Verbund vor. Auslagerungstest und Einsatzuntersuchungen für Anwendungen in keramischen Lagern bestätigen neben einer Stabilität in sauren Umgebungsmedien die für Si-SiC-Werkstoffe typische Anfälligkeit unter alkalischen und hydrothermalen Bedingungen. Werkstofftechnische Verbundstrukturen zur Vermeidung dieser korrosiven Schädigungen wurden angearbeitet. Die Übertragbarkeit auf großtechnische Prozesse wurde im Teilvorhaben 2 nachgewiesen. Mit dem erreichten Entwicklungsstand werden Grundaussagen zu den werkstofftechnischen und technologischen Möglichkeiten dieser neuen biogenen Werkstoffe bereit gestellt sowie Ansatzpunkte für eine mikrostrukturelle Nutzung der hierarchischen pflanzlichen Verbundstrukturen aufgezeigt. Neben den pulvertechnologischen Herstellungsrouten wurde die prozessökonomisch besonders interessante Veredelung von organisch gebundenen Faserverbundplatten in großformatige Carbonisat-Produkte zu ersten Pilotmustern geführt.

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
 
 
 
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