Molekulare Synthesemethoden zur Herstellung Si(Hf,B)CN-basierter polymerabgeleiteter Keramik-Nanokomposite für Ultrahochtemperatur-Anwendungen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Emanuel Ionescu
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 228630306

Polymer-abgeleitete Keramik-Nanokomposite (polymer-derived ceramic nanocomposites - PDC-NCs) werden mittels Polymer-Keramik-Umwandlung geeigneter Precursoren synthetisiert. In einem ersten Schritt werden amorphe einphasige keramische Materialien erhalten, die in einem anschließenden Phasenseparationsprozess zu multiphasigen Keramik-Nanokompositen führen. PDC-NCs sind vielversprechende Materialien mit hohem Potential für Anwendungen bei sehr hohen Temperaturen und unter extremen Bedingungen.Trotz zahlreicher Fallstudien, die sich mit dem Einfluss des Precursors (und seiner molekularen Struktur) auf die Nano-/Mikrostruktur der daraus resultierenden Keramik-Nanokomposite und auf deren Hochtemperaturverhalten beschäftigen, gibt es diesbezüglich kein vertieftes/allgemeines Verständnis. Die Hauptzielsetzung dieses Vorhabens ist dementsprechend eine systematische Untersuchung der Einflusse des Precursors auf die Nano-/Mikrostruktur und auf das Hochtemperaturverhalten der PDC-NCs. In diesem Zusammenhang sind Studien an Modellmaterialien im ternären System Si-C-N sowie an multinären Si-Hf-B-C-N-Nanokompositen geplant. Die Si(Hf,B)CN-basierten Nanokomposite werde eingehend auf Zusammensetzung, Mikrostruktur und Hochtemperaturverhalten hin untersucht. Hierzu wird schwerpunktmäßig Fragestellungen zu Kristallisations- und Zersetzungsvorgängen sowie Oxidations-, Korrosions- und Kriechverhalten bei hohen Temperaturen (T >> 1000 °C) nachgegangen.Der Schwerpunkt des Vorhabens wird sich somit mit der Aufklärung der Zusammenhänge zwischen der molekularen Struktur/Architektur der Modellprekursoren und der Nano-Mikrostruktur sowie dem Hochtemperaturverhalten der resultierenden PDC-NCs beschäftigen. Aufgrund der vielversprechenden Hochtemperatureigenschaften dieser Materialien und ihres hohen Einsatzpotentials in Anwendungen unter extremen Bedingungen (Temperatur, Umgebung), werden die im Rahmen des Vorhabens geplanten Studien eine hervorragende Möglichkeit bieten, diese einzigartigen Hochtemperaturmaterialien wissensbasiert herstellen und hinsichtlich Mikrostruktur/Eigenschaftsprofil maßschneidern zu können.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Rajendra K. Bordia