Die Königsklasse unter den Hochleistungskeramiken

Bild 1: Zahnräder aus Siliziumnitrid

Der technische Fortschritt hängt von Werkstoffen ab, die es ermöglichen, leistungsstarke Komponenten und Systeme herzustellen. Einer dieser Werkstoffe ist Siliziumnitrid (Si3N4), eine Hochleistungskeramik, die sich durch eine Kombination außergewöhnlicher Eigenschaften auszeichnet, aber auch hohe Anforderungen an die Verarbeitung stellt. Der Keramikspezialist Sembach erweitert derzeit seinen Maschinenpark, um Großserienbauteile aus gesintertem Siliziumnitrid (SSN) wirtschaftlich herstellen zu können. Weiterlesen

Hochleitfähige Kunststoffe durch speziell angepasste Graphite

Graphit eignet sich aufgrund seiner exzellenten thermischen Leitfähigkeit ideal als funktionelles Additiv für Wärmemanagementaufgaben in E&E-Anwendungen und Automotive. Die Produktpalette der Graphite ist vielfältig, wobei sich diese gravierend in der Performance unterscheiden. Durch die Auswahl geeigneter, teils modifizierter Graphite lassen sich die Eigenschaften je nach Anwendung entsprechend optimieren. Weiterlesen

Z-Ultra gebrauchsfertig: Neue Chromstähle für Hochtemperaturanwendungen

Im Projekt Z-Ultra wurde ein 12-Tonnen-Schmiedestück als Demonstrator hergestellt. (© Saarstahl)

Als wichtigster Industriewerkstoff ist Stahl mit mehr als 2500 Sorten hoch spezialisiert für unterschiedliche Anwendungen. Kleinste Änderungen der Zusammensetzung können das Materialgefüge auf atomarer Skala ändern und das Materialverhalten »im Großen« verbessern. Das Konsortium des EU- Projekts Z-Ultra unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM entwickelte neue 12%-Chrom-Stähle für Hochtemperaturanwendungen, die bis zu 30% fester als herkömmliche 9%-Chrom-Stähle sind und im Kraftwerk längere Zeit höhere Temperaturen und Drücke aushalten. Atomistische Simulationsmethoden unterstützten hierbei die Stahl-Entwickler dabei, die Legierungen zielgerichtet zu entwickeln. Weiterlesen

Kombination von Isolierung und thermischer Masse

Der PCM-Würfel behält eine Temperatur von 21°C, bis er komplett geschmolzen ist.

© Foto Fraunhofer ICT Der PCM-Würfel behält eine Temperatur von 21°C, bis er komplett geschmolzen ist.

Brennt die Sommersonne vom Himmel, nehmen in Gebäudehüllen integrierte Phasenwechselmaterialien (PCM) die Hitze auf – es bleibt drinnen schön kühl. Wird es draußen kälter, geben sie die gespeicherte Wärme ab. Mehrere Gramm dieser Speichermedien können lange Zeit vor Überhitzung und Unterkühlung schützen. Forscher haben nun erstmals durch etablierte Verfahren der Formgebung die isolierenden Eigenschaften von Schäumen mit den thermischen Massen von PCM vereint. In dieser Materialkombination wird der Wärmefluss durch die Wand über einige Stunden verringert. Weiterlesen

Kleine Löcher mit großer Wirkung

Bild 1: Laser mit Wendelbohroptik in Betrieb © IFSW

Bild 1: Laser mit Wendelbohroptik in Betrieb © IFSW

Lasergebohrte Spinndüsen für Cellulosefasern mit neuen Eigenschaften

In grellgrünem Laserlicht erstrahlt eine rund vier Millimeter dicke Scheibe aus Edelstahl. Mit hoher Energie bohrt sich der ultrakurz gepulste Laserstrahl in die Oberfläche des Metalls, immer wieder, bis eine Vielzahl von Löchern entstanden ist. Was hier am Institut für Strahlwerkzeuge (IFSW) der Universität Stuttgart entsteht, ist das Resultat eines gemeinsamen Forschungsprojektes zusammen mit dem Institut für Textilchemie und Chemiefasern (ITCF) in Denkendorf: Spinndüsen mit Löchern von 30 – 40 μm Durchmesser, die weit feiner sind als ein menschliches Haar und für die Herstellung von hochfeinen cellulosischen Fasern, sogenannten Mikro- oder Supermikrofasern, eingesetzt
werden. Weiterlesen

Neuer Polyurethan-Werkstoff zur Dämpfung von Stößen

Sylodamp® schützt Menschen vor Stößen und Erschütterungen und erhöht dadurch die Arbeitsqualität und -sicherheit.

Sylodamp® schützt Menschen vor Stößen und Erschütterungen und erhöht dadurch die Arbeitsqualität und -sicherheit. Quelle: Getzner Werkstoffe GmbH

Sylodamp® von Getzner zum Schutz von Mensch, Maschinen und Umfeld

Der Schwingungsschutz-Spezialist aus Österreich bringt eine neue Typenreihe an elastischen Werkstoffen auf den Markt: Sylodamp® kommt speziell zur hochwirksamen Dämpfung von starken Stößen zum Einsatz. Von Sylodamp® profitieren Menschen ebenso wie Maschinen und das Umfeld. Weiterlesen

Neue Materialien aus Jülich bringen die Energiewende voran

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert zwei Projekte des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung zur Energiewende mit rund 2,6 Millionen Euro. Der Parlamentarische Staatssekretär Thomas Rachel MdB überreichte dazu im Forschungszentrum Jülich die Förderbescheide.

„Der Erfolg von Energietechnologien basiert wesentlich auf der Verfügbarkeit geeigneter Materialien“, sagt Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel MdB. Genau hier setzen die zwei neuen Jülicher Projekte an. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert die Vorhaben MAXCOM und ProtOMem im Rahmen der Förderinitiative „Materialforschung für die Energiewende“ mit insgesamt rund 3,1 Millionen Euro, davon gehen 2,6 Millionen Euro an das Forschungszentrum.

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Leichtbaupotenziale von Kunststoffen besser nutzen mit maßgeschneiderter Simulation

Kurzfaserverstärkte Polymerbauteile wie dieser Luftfilter lassen sich mit der im Fraun-hofer LBF entwickelten, reduzierten integrativen Simulation schon in der Vorauslegung einfach und effizient berechnen. © Foto BMW AG

Kurzfaserverstärkte Polymerbauteile wie dieser Luftfilter lassen sich mit der im Fraun-hofer LBF entwickelten, reduzierten integrativen Simulation schon in der Vorauslegung einfach und effizient berechnen.
© Foto BMW AG

Kunststoffe und Leichtbau sind eng miteinander verknüpft. Nicht nur das günstige Verhältnis von Festigkeit und Gewicht, sondern auch die effiziente Herstellung im Spritzgussverfahren und dadurch mögliche gestalterische Freiheiten stehen auf der Habenseite. Jedoch verhalten sich thermoplastische Kunststoffe mechanisch sehr komplex. Um Bauteile je nach Beanspruchung dimensionieren und das Leichtbaupotenzial effizient nutzen zu können, sind daher verlässliche Kennwerte unabdingbar. Zur Simulation dieser Materialien ist eine integrative Simulationskette nötig, die das Herstellungsverfahren berücksichtigt. Weiterlesen

Graphen von der Rolle: Serienfertigung von Elektronik aus 2D-Nanomaterialien

Rolle-zu-Rolle-Testanlage © Foto Fraunhofer IPT

Rolle-zu-Rolle-Testanlage
© Foto Fraunhofer IPT

Graphen, Kohlenstoff in zweidimensionaler Struktur, wird seit seiner Entdeckung im Jahr 2004 als ein möglicher Werkstoff der Zukunft gehandelt: Sein geringes Gewicht, die extreme Festigkeit, vor allem aber seine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit wecken Hoffnungen, Graphen bald für vollkommen neue Geräte und Technologien einsetzen zu können. Einen ersten Schritt gehen jetzt die Forscher im EU-Forschungsprojekt »HEA2D«: Ihr Ziel ist es, das 2D-Nanomaterial von einer großflächigen Kupferfolie durch ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf Kunststofffolien und -bauteile zu übertragen. Auf diese Weise soll eine Serienfertigung elektronischer und opto-elektronischer Komponenten auf Graphenbasis möglich werden. Weiterlesen

Werkstoffe mit Erinnerungsvermögen

csi erschließt Potenziale von Formgedächtnislegierungen für die Automobilindustrie

Regelmäßig entdecken Chemiker, Physiker oder Materialwissenschaftler innovative Eigenschaften bestehender oder neu kombinierter Materialien. Oft können diese in der Praxis umfangreich genutzt werden und bestehende Mechanismen verbessern oder gar substituieren. So haben etwa Schwingquarze mechanische Uhrwerke ersetzt, Halbleiter die Röhrenelektronik verdrängt und LEDs den klassischen Röhrenbildschirm vergessen lassen. Ähnliches Potenzial steckt in Formgedächtnislegierungen. In der Medizintechnik ist das Material schon nicht mehr wegzudenken, und für die Automobilindustrie entwickeln unter anderem csi-Ingenieure gemeinsam mit Partnern interessante Lösungen. Weiterlesen