Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bauteiloptimierung von dünnwandigen Strukturen für den Hochtemperatureinsatz

26.07.2012
Am 12.07.2012 tagte der Projektbegleitende Ausschuss zum öffentlich geförderten Forschungsvorhaben „Bauteiloptimierung von dünnwandigen Strukturen für den Hochtemperatureinsatz“ (IGF16881BG) am Zentrum für BrennstoffzellenTechnik in Duisburg.

Zielstellung des Vorhabens ist es, die Lebensdauer von dünnwandigen Hochtemperaturbauteilen wie zum Beispiel Brennkammern in Standheizungen, Komponenten im Abgasstrang oder Reformer für Brennstoffzellenanwendungen durch die Auswahl und Anpassung von Werkstoffen, Fügetechnologie und Beschichtungstechnik zu erhöhen.


Laserschweißnaht an einem hitzebeständigen hochlegierten Cr-Ni-Stahl
Abb.: ifw Jena

Die Belastungen von Werkstoff und Schweißverbindungen sind aufgrund der vorliegenden thermozyklischen Beanspruchung, der herrschenden Temperaturen von über 1000°C und der korrosiven Atmosphäre sehr hoch. Diese komplexe Aufgabenstellung wird durch die drei Forschungspartner Zentrum für Brennstoffzellen Technik GmbH (ZBT), Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung Jena GmbH (ifw Jena) und dem Dechema Forschungsinstitut (DFI) bearbeitet.

Die Vorstellung und Diskussion des Projektes und der vorliegenden Forschungsergebnisse erfolgte mit den beteiligten Industrievertretern ThyssenKrupp VDM, Baxi Innotec GmbH, Vaillant GmbH und InnCoa GmbH im Rahmen der ersten Arbeitskreissitzung.

Das DFI stellte die Vorgehensweise bei der Herstellung, Charakterisierung und Optimierung der selbst entwickelten Diffusionsschichten auf Basis von Aluminium, unter der Zugabe von Nickel und Aktivelementen (Y, Hf und Ce) vor. Diese wurden auf den Grundwerkstoff X10NiCrAlTi32-20 (1.4958) im Pulverpackverfahren appliziert. Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Beschichtungssysteme sollen zukünftig an die des austenitischen Werkstoffes angepasst werden.

Am ifw Jena wird die Fügetechnologie für die spezifischen Werkstoff- und Prozessbedingungen entwickelt. Hierbei sollen das Laserstrahlschweißen mit und ohne Zusatzwerkstoff, sowie das MSG-Schweißen mit wärmereduziertem Kurzlichtbogen untersucht werden. Im ersten Schritt wurden alle vorliegenden Grundwerkstoffe (X15CrNiSi 25-20, X10NiCrAlTi32-20 und NiCr25FeAlY) in Bezug auf die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften entsprechend qualifiziert. Des Weiteren wurden erste Vorversuche zum Laserschweißen und MSG-Schweißen vorgestellt.
Das ZBT stellte die Möglichkeiten der Multiphysik-Simulation von Hochtemperaturbauteilen vor. Es wird angestrebt, aufgrund von gemessenen, ort- und zeitabhängigen Temperaturdaten thermomechanische Spannungen sichtbar zu machen und so örtliche und zeitliche Belastungsspitzen aufzuzeigen. In einem ersten Schritt wurden hierzu bereits Simulationsmodelle für Reformer in Brennstoffzellenanwendungen erfolgreich entwickelt.

Das Forschungsvorhaben „Bauteiloptimierung von dünnwandigen Strukturen für den Hochtemperatureinsatz“ (IGF16881BG) wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen Otto von Guericke e. V. (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und –entwicklung (IGF) vom Bundesministerium Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Kontaktadressen:

T. Ebersbach
Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH
Otto-Schott-Straße 13
07745 Jena
Abteilung Fügetechnik
Tel.: 03641/204146
Mail: tebersbach@ifw-jena.de
Internet: http://www.ifw-jena.de

A. Naji
Dechema Forschungsinstitut
Theodor-Heuss-Allee 25
60486 Frankfurt am Main
Tel.: 069/7564362
Mail: naji@dechema.de
Internet: http://www.dechema.de

O. Pasdag
Zentrum für Brennstoffzellen Technik GmbH
Carl-Benz-Straße 201
47057 Duisburg
Abteilung Gasprozesstechnik
Tel.: 0203/75982211
Mail: o.pasdag@zbt-duisburg.de
Internet: http://www.zbt-duisburg.de

Sigrid Neef | idw
Weitere Informationen:
http://www.ifw-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie