Sprüh-Wickeln: Einschrittverfahren zur Herstellung von keramischen Faserverbundwerkstoffen durch simultanes Wickeln, Sprüh-Matrizieren und in-situ Pyrolyse

• Applicant: Professor Dr. Helmut Schubert (†)
• Subject Area: Glass, Ceramics and Derived Composites
• Term: from 2004 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5428917

In diesem Projekt sollen die prinzipielle Wirkungsweise, aber auch die Möglichkeiten und Grenzen eines innovativen und kostengünstigen Verfahrens zur Herstellung von keramischen Faserverbundmaterialien erforscht werden. Die Schritte Faserwickeln, Matrizieren durch Versprühen von prä-keramischen Polymeren und die Pyrolyse werden zu einem Prozess zusammgenfasst und laufen kontinuierlich ab. Die für die prä-keramische Polymere typische Hestellungsschrumpfung findet in kleinen Volumenelementen mit sehr geringer Dehnungsbehinmderung an der Oberfläche statt. Der Körper wird also lagig aufgebaut. Die Mehrzahl der konventionellen Verfahren lässt die Pyrolyseschrumpfung zwischen einem starren Faswergerüst ablaufen und ist somit auf eine Minimierung der Schrumpfung bzw. auf die Wiederholung von Infiltrations-/Reaktionsschritten angewiesen. Das hier vorgeschlagene Verfahren eignet sich besonders für rotationssymetrische Wickelteile. Rohrstücke von 30 mm Durchmesser, 2 mm Wandstärke und 80 mm Länge konnten in nur 10 Minuten hergestellt werden, was ein besonders kostengünstiges Verfahren erwarten lässt. Im ersten Projektzeitraum steht der Aufbau einer geeigneten Sprüh-Wickelapparatur und die Untersuchung der grundlegenden Parameter an. Im weiteren Verlauf wird die reine Verfahrensentwicklung durch Gefüge- und Eigenschaftsuntersuchungen ergänzt und zu einer Materialentwicklung ausgebaut.

• DFG Programme: Research Grants