Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

EU-Projekt ExtreMat präsentiert Materialien für extreme Belastungen auf Hannover Messe 2008

17.04.2008
Neue Materialien, die stärksten Belastungen gewachsen sind, entwickelt das Forschungsprogramm ExtreMat - "Materialien für extreme Belastungen", ein "Integriertes Projekt" der Europäischen Union.

Unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) in Garching arbeitet ein europäisches Forschungs- und Industriekonsortium daran, innovative Höchstleistungsmaterialien zu entwickeln - zum Beispiel Werkstoffe, die extreme Wärmemengen abführen können, oder ultradünne Schutzschichten, die auch bei hoher Temperatur für schädigende Stoffe undurchlässig bleiben.

Sie sollen neue Anwendungsbereiche in Energietechnik, Elektronik und Raumfahrt erschließen. Beispiele hierfür präsentiert ExtreMat auf der diesjährigen Hannover Messe.

Unter Leitung des IPP sind an dem Projekt "ExtreMat" 37 Partner aus ganz Europa beteiligt, die alle Arbeitsfelder von der Grundlagen- über die anwendungsnahe Forschung bis hin zur industriellen Entwicklung abdecken. Durch diese Arbeit über Branchengrenzen hinweg werden Lösungen möglich, die sonst nicht erreichbar wären. Dabei sollen nicht nur neue Materialien entwickelt, sondern auch ihre industrielle Anwendbarkeit sichergestellt werden.

Dazu gehören Werkstoffe, die hohe Wärmeflüsse abführen können - zum Beispiel für kompakte Höchstleistungshalbleiter oder für Wärmetauscher in Kraftwerken. Ebenso werden strahlungsresistente Materialien für die Energietechnik entwickelt sowie neuartige Beschichtungen, wie sie zum Schutz von Hochleistungsturbinen vor der zerstörenden Wirkung heißer Brenngase, in der Fusionsforschung zum Schutz des Plasmagefäßes vor dem heißen Plasma, in der chemischen Industrie und für die Raumfahrt benötigt werden.

Das über fünf Jahre laufende Projekt hat 2004 begonnen und verfügt über ein Kostenvolumen von rund 35 Mio. Euro, wovon 17,4 Mio. Euro von der EU übernommen werden. Drei Jahre nach dem Start kann ExtreMat bereits erfolgreiche Entwicklungen vorweisen:

Ein Meilenstein beim Hitzeschutz wurde zum Beispiel mit porösem Siliziumkarbid erreicht. Wird das keramische Material lagenweise angeordnet, sinkt seine Wärmeleitfähigkeit erheblich und es wird zäher, da die Rissbildung behindert wird. Schockartige Wärmelasten bis zu 380 Megawatt pro Quadratmeter wurden schadlos bewältigt, ebenso 100 Durchgänge für den simulierten Wiedereintritt eines Raumfahrzeugs in die Erdatmosphäre.

Zudem schützt sich das Material selbsttätig gegen Oxidation: Bei hoher Temperatur der Luft ausgesetzt, bildet sich eine dünne Schutzschicht aus Siliziumdioxid, die weitere Oxidation verhindert. Damit das Material auch zum Hitzeschutz von Turbinen nutzbar wird, muss es zusätzlich aggressivem Wasserdampf gewachsen sein. Dafür sorgt eine passivierende Beschichtung auf Basis seltener Erden. Mit den so erreichten Eigenschaften sind diese neuartigen Keramiken eine wirtschaftlich attraktive Alternative zu bisher genutzten Materialien.

Ein weiteres Beispiel für gelungene Materialentwicklung sind Wärmesenken: In der Elektronik kommt die Kompaktierbarkeit von elektronischen Bauteilen und Computern dann an ihre Grenze, wenn die erzeugte Wärme nicht mehr gut genug abgeführt werden kann. Auch bei Wärmetauschern, Triebwerken, Bremssystemen oder in künftigen Fusionskraftwerken ist gute Wärmeabfuhr gefragt: Wo Wärmelasten bis zu 20 Megawatt pro Quadratmeter abzutransportieren sind, muss das Material eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen und widerstandsfähig sein gegen raschen Temperaturwechsel und thermo-mechanische Belastung.

Zwei Materialklassen hat ExtreMat dazu optimiert: Metall-Matrix-Komposite mit hochleitfähigen Bestandteilen wie Diamant oder Kohlefasern für elektronische Anwendungen sowie - für den Einsatz in Kraftwerken und Motoren - mit Fasern oder Nanopartikeln verstärkte Kupferlegierungen. Insbesondere wurden industrielle Fertigungsmethoden für die Verstärkung von Kupfer durch keramische Fasern wie Siliziumkarbid entwickelt (siehe Abbildung). Dabei entscheiden die Grenzflächeneigenschaften zwischen der Faserverstärkung und der metallischen Matrix über die mechanischen Eigenschaften des Verbundmaterials.

In der nächsten Projektphase wird es darum gehen, die Leistungsfähigkeit der entwickelten Materialien gründlich zu testen. Auch die Verbindung der Materialien mit verschiedenen Trägerstrukturen soll Härtetests unterworfen werden. Experimente haben bereits begonnen, die Werkstoffe unter Einsatzbedingungen in elektronischen Schaltungen, leistungs- und opto-elektronischen Geräten sowie in Fusionsanlagen zu prüfen.

Den ExtreMat-Gemeinschaftsstand finden Sie auf der Hannover Messe in Halle 2, Stand C 08.

Isabella Milch | idw
Weitere Informationen:
http://www.ipp.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Prüfvorgänge servicefreundlich gestalten
20.04.2016 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

nachricht Modulare Steckverbinder in Snap-in-Rahmen
20.04.2016 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise