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Keramische Werkstoffe mit verbesserten Eigenschaften

23.09.2005 - (idw) Friedrich-Schiller-Universität Jena

Die Friedrich-Schiller-Universität Jena auf der "Materialica 2005" Jena (23.09.05) Zufrieden sind heute Wissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena von der "Materialica 2005" aus München zurückgekehrt. Auf der Fachmesse, die vom 20. bis 22. September stattgefunden hat, stellten Mitarbeiter des Instituts für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie ihre Forschungsergebnisse vor. "Wir waren mit der Resonanz der Besucher zufrieden und hatten auch einen intensiven fachlichen Austausch über unsere Verfahren", sagt PD Dr.-Ing. Jürgen D. Schnapp. Die Uni-Wissenschaftler haben in Kooperation mit Partnern aus der regionalen Industrie - dem Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH Jena, der Boart Ceramics GmbH Auma sowie der CeraSysteme GmbH Hermsdorf - werkstoffwissenschaftliche und technologische Voraussetzungen geschaffen, um die Volumenabnahme von Keramiken beim Brennen, dem so genannten Sintern, zu verringern. Zwei Patente gingen aus den Forschungsarbeiten hervor.

Beim Brennen verringert sich das Volumen keramischer Formkörper außerordentlich stark. Wenn Bauteile sehr formgenau sein müssen, ist oft eine finanziell und zeitlich aufwändige Nachbearbeitung notwendig. Denn eine Behinderung der Volumenverringerung - der Experte spricht von Schwindung - führt in mit keramischen Zwischenschichten gefügten Teilen zu erheblichen Spannungen im Material. Rissbildungen und Festigkeitsverluste sind die Folge.

Der Ansatz der Jenaer Universität ermöglicht nun beim Verbinden einzelner keramischer Bauteile eine Behinderung der Volumenabnahme bei gleichzeitig vollständigem Erhalt der hervorragenden Keramik-Eigenschaften, wie etwa Verschleißfestigkeit, thermische Beständigkeit und Dichtheit bei hoher Festigkeit. Eingesetzt dafür wird eine Fügefolie, der ein Metallpulver mit Korndurchmessern im Bereich von wenigen bis etwa 100 Nanometer zugesetzt ist. Wenn dieses Metallpulver beim Brennen oxidiert, tritt eine Volumenzunahme ein, die der Schwindung entgegenwirkt. Bei dieser Reaktion, die bezeichnend "reaction bonded" genannt wird, bildet sich eine feste, vakuumdichte Verbindung, die zudem vom Grundwerkstoff nicht mehr zu unterscheiden ist.

Kontakt:
PD Dr.-Ing. Jürgen D. Schnapp
Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie der Universität Jena
Löbdergraben 32, 07743 Jena
Tel.: 03641/947793
E-Mail: juergen.dieter.schnapp@uni-jena.de

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