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 Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen
26.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen
25.04.2017 | Rittal 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: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie