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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Transparente Keramiken

Weiterentwickelte transparente keramische Werkstoffe besitzen eine hohe chemische und thermische Stabilität.

Daher haben sie sich zu einer interessanten Alternative zu glasbasierten Werkstoffen entwickelt. In der technischen Anwendung sind jedoch auch mechanische Belastungen aufgrund von äußeren Einwirkungen zu erwarten.

Probenmaterial nach Doppelring-Festigkeitstest. Anzahl der Bruchstücke steigt mit zunehmender FestigkeitProbenmaterial nach Doppelring-Festigkeitstest. Anzahl der Bruchstücke steigt mit zunehmender Festigkeit

Im Rahmen eines anwendungsnahen nationalen Projekts befasste sich das IEK-2 mit der entwicklungsbegleitenden Charakterisierung der transparenten Keramik. Hauptzielsetzung der Arbeiten war die, neben der Bereitstellung von vergleichenden Materialkennwerten, eine Unterstützung der Weiterentwicklung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Materials. Neben einer Charakterisierung von Eigenschaften erfolgte auch ein detaillierter Vergleich verschiedener Testmethoden zur Festlegung von Anwendungsgrenzen und der jeweiligen Randbedingungen. Bestimmt wurden elastische Eigenschaften, Härte, Risszähigkeit und Bruchfestigkeit. Untersuchungen erlaubten eine Festlegung der Versagenswahrscheinlichkeit unter einem vorgegebenen Belastungszustand. Zur Gewährleistung der mechanischen Integrität erfolgten zusätzlich Arbeiten zum Effekt langsamen Risswachstums als Grundlage einer Lebensdauerbestimmung. Unterstützt wurden die mechanischen Untersuchungen durch Mikrostruktur- und Phasenbestimmungen. Insbesondere die Poren- und Fehlstellenstruktur wurden Materialentwicklungsbegleitend mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert.

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