Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Materialien unter Beschuss: Schnelle Elektronen verbessern Werkstoffe

23.10.2003


Neue Anwendungsmöglichkeiten des Elektronenbeschleunigers kristallisieren sich im Bayerischen Forschungsverbund Materialwissenschaften (FORMAT) für die Medizin-, Kunststoff- und Sensortechnik sowie für Keramikhersteller heraus.



Die Ergebnisse aus dem Wissenschaftsprojekt "Elektronenstrahlbehandlung von Werkstoffen" am Elektronenbeschleuniger der BGS BETA-GAMMA-SERVICE GmbH & Co. KG (BGS) lassen Saal an der Donau hoffen, dass sich die Stadt als High-Tech-Region für Elektronenstrahlbehandlung profilieren und in kurzer Zeit neue Unternehmen ansiedeln kann.



Konkurrenz für Japan

Professor Dr.-Ing. Günter Ziegler und seine Mitarbeiter an der Universität Bayreuth gelang es, keramische Fasern aus Silizium, Kohlenstoff und Stickstoff durch Elektronenbestrahlung zu härten. Diese Verbundwerkstoffe sind sehr spröde, bieten aber durch ihre hervorragende thermische und chemische Beständigkeit den bisher üblichen Kohlefaserverbundwerkstoffen Paroli. Mögliche Anwendungen liegen in der Luft- und Raumfahrt und vor allem in der Elektrotechnik. Gegenüber den japanischen Forschern haben die Bayreuther die Nase vorn: Sie benötigen nur ein Zehntel der Bestrahlungsdosis der fernöstlichen Konkurrenz und sind damit energieschonender, kostengünstiger und umweltfreundlicher.

Sensoren für besondere Aufgaben

Handelsübliche Aluminiumoxidkeramiken sind gleichzeitig Wärmeleiter und sehr gute elektrische Isolatoren. Mit Elektronen bestrahlte Keramik dient Dr. Udo Bogner von der Universität Regensburg als Sensor für Temperatur und elektrische Feldstärke. Die Fluoreszenzthermographie zeigt bei bestrahlten Bauteilen die Temperaturverteilung im Betrieb sogar noch nach dem Abkühlen. Wichtig ist das beim Design von Leistungselektronik oder in der Qualitätssicherung elektronischer Bauteile, um die Belastung bei Betriebstemperaturen von immerhin bis zu 250ºC zu erkennen. Die Fluoreszenzspektroskopie macht die aktuell wirksame elektrische Feldstärke in Bauteilen sichtbar; so wird zum Beispiel die Qualität von Isolatoren in der Elektrotechnik geprüft.

Hoffnung für kaputte Kniegelenke

Die Arbeitsgruppe von Professor Michael Nerlich entwickelt am Klinikum der Universität Regensburg ein biologisch abbaubares Gerüst für Stammzellen, die Knorpelmasse wieder aufbauen können, zum Beispiel im Meniskus,. Die Elektronenbestrahlung verleiht diesem Trägermaterial die notwendige Stabilität, denn die "Ersatzteile" sollen nach der Operation sofort belastbar sein.

Einen interessanten Nebeneffekt ergaben die Untersuchungen von Dr. Behr (ebenfalls Klinikum der Universität Regensburg): Die Elektronenbestrahlung der Rohstoffe vor Zusammenfügen des Verbundwerkstoffes verbessert diese Werkstoffe nachhaltig.

Optimierung von Kunststoffen ohne Nebenwirkungen

Elektronenstrahlen können Polymere "kalt" vernetzen ohne dass die Langzeitbeständigkeit der Kunststoffe darunter leidet - allen Befürchtungen zum Trotz. Wissenschaftler am Lehrstuhl für Kunststofftechnik der Universität Erlangen-Nürnberg bei Professor Gottfried Ehrenstein bestrahlten so genannte funktionsgefüllte Kunststoffe. Zugegebene Füllstoffe verleihen ihnen besondere Eigenschaften wie zum Beispiel elektrische Leitfähigkeit. Die Bestrahlung mit Elektronen verstärkt diesen Effekt noch.

Der Elektronenbeschleuniger Saal a. D.

Die BGS GmbH betreibt in Saal an der Donau (Landkreis Kelheim) einen der leistungsstärksten Elektronenbeschleuniger weltweit. Energiereiche Elektronen verändern die Eigenschaften des "beschossenen" Materials: Zum Beispiel entstehen Lochstrukturen oder die Materie wird dichter und härter. Im Rahmen der High-Tech-Offensive Bayern fördert die Bezirksregierung Niederbayern Forschungsvorhaben am Elektronenbeschleuniger mit mehr als 1 Mio. Euro. BGS-Geschäftsführer Dr. Alfred Zyball ist zuversichtlich: "Daraus sollen neue Verfahren entstehen, die aus der Region Kelheim ein Kompetenzzentrum auf dem Gebiet Elektronenstrahlbehandlung machen". Er erwartet vielseitige Anwendungen im Bereich der Automobil- und Luftfahrtindustrie.

Dipl.-Chem. Christine Kortenbruc | idw
Weitere Informationen:
http://www.werkstoffe.de
http://www.format.mwn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen
27.06.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter
23.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive