Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher entwickeln biegsame Keramik zum Aufsprühen

08.10.2012
Metall oder Keramik – diese Frage stellen sich Ingenieure, um den richtigen Werkstoff für Turbinen, Rotoren oder Antriebswellen zu finden.

Wenn der Abrieb so gering wie möglich, oder ein Werkstück Strom nicht leiten sein soll, auch bei hohen Temperaturen, ist der Einsatz von Keramik gefordert. Andererseits dürfen die wenigsten Werkteile ganz starr sein; bei Belastungen müssen sie auch Biegebewegungen standhalten, ohne dabei zu zerbrechen – das spricht für Metall.

Forscher am INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken haben nun über ein ungewöhnliches Verfahren eine Beschichtung entwickelt, die beides kann: Sie verhält sich wie eine Keramik und bleibt dabei trotzdem biegsam.

Diese Ergebnisse stellen die Entwickler auf der internationalen Fachmesse für Werkstoffanwendungen, Oberflächen und Product Engineering, Materialica 2012, in München vor.

„Auf ein Metall eine keramische Beschichtung aufzubringen, ist die Methode der Wahl, um die Vorteile von Metall und Keramik zu kombinieren“, erklärt Carsten Becker-Willinger, Leiter der Forschungsgruppe Nanomere. „Zumeist werden solche Keramiken bei zirka 1200 Grad Celsius gehärtet und gesintert, also verdichtet. Dabei sind die Keramiken zwar sehr kompakt und abriebfest, aber eben auch sehr bruchempfindlich“, erklärt der Experte für Nanotechnologie weiter.

Deshalb haben die Forscher einen anderen Produktionsweg gewählt: Über Beschichtungstechniken wie Tauchen oder Sprühen, die man normalerweise für Kunststoffbeschichtungen wählt, ist es ihnen gelungen, eine anorganische, eben keramische Beschichtung aus Siliziumoxid und Siliziumcarbid herzustellen. „Über diesen sogenannten nasschemischen Weg genügten schon zirka 400 bis 500 Grad Celsius, um die Beschichtung auszuhärten. Dennoch ließe sie sich auch bei deutlich höheren Temperaturen einsetzen.

„Selbst wenn wir ein so beschichtetes Metall um 180 Grad um einen Dorn biegen oder eine 500 Gramm schwere Stahlkugel aus einem Meter Höhe darauf fallen lassen, sind keine Risse oder Bruchstellen zu erkennen“, sagt der Chemiker Becker-Willinger. Auch die elektrisch isolierende Wirkung der Beschichtung bliebe im gebogenen Zustand erhalten, da sich ohne Risse auch keine leitfähigen Brücken ausbilden könnten.

Zurzeit ist das Basismaterial für eine derartige Beschichtung im Labormaßstab am INM verfügbar. Es eignet sich beispielsweise für die Beschichtung von Stahl, Edelstahl, Titan und Titanlegierungen. Über Industriekooperationen wollen die Forscher zukünftig das Material, auf Anwendungen im Maschinen-, Schiffs- und Stahlbau, für Energiesysteme sowie in der Automobil- und Luftfahrtindustrie passgenau zuschneiden.

Daneben zeigt das INM vom 23. bis zum 25. Oktober in Halle B1 am Stand 114 weitere Exponate zu den Themen transparente, leitfähige Schichten, antireflexive Schichten für Solarpanele, sowie zum Korrosions- und Reibungsschutz.

Ansprechpartner:
Dr. Carsten Becker-Willinger
INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH
Sprecher Chemische Nanotechnologie
Programmbereichsleiter Nanomere
Tel.: +49 (0)681-9300-196
E-Mail: nanomere@inm-gmbh.de

Das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien mit Sitz in Saarbrücken ist ein international führendes Forschungszentrum für innovative Materialien. Spezialisiert in den drei Forschungsfeldern Chemische Nanotechnologie, Grenzflächenmaterialien und Materialien in der Biologie, bietet das Institut durch ein hochqualifiziertes Team von Chemikern, Physikern, Biologen, Material- und Ingenieurwissenschaftlern Forschung und Entwicklung vom Molekül bis zur Pilotfertigung. Es kooperiert mit nationalen und internationalen Instituten und entwickelt für Unternehmen in aller Welt Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Das INM ist ein Institut der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e.V. und beschäftigt rund 180 Mitarbeiter.

Dr. Carola Jung | idw
Weitere Informationen:
http://www.inm-gmbh.de/
http://www.leibniz-gemeinschaft.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fraunhofer IFAM erweitert den Forschungsbereich »Beschichtungen für Bewuchs- und Korrosionsschutz«
11.01.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Schrauben mit Köpfchen
10.01.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau