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 Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie