Forschungsprojekt SiSiC-Keramiken

Hochleistungskeramiken aus WPC-Preformen

Effizientere Wege zur Herstellung von SiSiC-Keramiken aus Wood Polymer Composites (WPC) sollen in einem Forschungsprojekt gesucht werden, das das SKZ in Kooperation mit dem Lehrstuhl Keramische Werkstoffe der Universität Bayreuth im März 2016 gestartet hat.

Profilabschnitte in verschiedenen Prozessstadien. (Bild: SKZ)

Siliciuminfiltriertes Siliciumcarbid (SiSiC) wird beispielsweise im Hochtemperatursektor oder Maschinenbau eingesetzt. Um weitere Anwendungen zu erschließen, ist die technische Umsetzung neuer Herstellungswege erforderlich.

Im Rahmen einer detaillierten Machbarkeitsstudie gelang es den beiden Forschungsstellen nach eigener Auskunft erstmals, direktextrudierte WPC-Grünkörper erfolgreich in SiSiC zu konvertieren. Der Keramisierung diente ein dreistufiger Prozess aus Grünkörperformgebung (WPC-Herstellung), Pyrolyse und Silicierung. Hinsichtlich der Durchführbarkeit seien bereits vielversprechende Ergebnisse erzielt worden, allerdings seien die Festigkeiten kommerzieller SiSiC-Werkstoffe bisher nicht erreicht.

Basierend auf diesem Vorgängerprojekt zielt das aktuelle Forschungsvorhaben auf eine Verbesserung der Keramikeigenschaften. Hierzu werden diverse Faktoren, wie die WPC-Zusammensetzung und die Verarbeitungsparameter, systematisch variiert. Darüber hinaus soll ein Schrumpfungsmodell für die endkonturnahe Fertigung erstellt werden. Zusätzlich werden die Erkenntnisse aus der Extrusion auf ein WPC-Werkstoffsystem für Spritzgießbauteile übertragen. Die Optimierung dieses innovativen Verfahrenswegs, der besonders durch kostengünstige Herstellung und hohe Formgebungsvielfalt überzeuge, ermögliche die Entwicklung von konkurrenzfähigen SiSiC-Bauteilen.

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Das IGF-Vorhaben 19064 N/2 der Forschungsvereinigung FSKZ wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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