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 Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017
30.03.2017 | Laser Zentrum Hannover e.V.

nachricht Schluss mit Ölwechsel auf Verdacht: Sensor warnt, wenn Öl im Blockheizkraftwerk schlecht wird
30.03.2017 | Universität des Saarlandes

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: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung

30.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zuckerrübenschnitzel: der neue Rohstoff für Werkstoffe?

30.03.2017 | Materialwissenschaften

Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017

30.03.2017 | HANNOVER MESSE