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FP6

IMPRESS — Ergebnis in Kürze

Project ID: 500635
Gefördert unter: FP6-NMP
Land: Frankreich

Neuigkeiten zu intermetallischen Werkstoffen

Aus zwei oder mehreren Materialien bestehende Verbundwerkstoffe kommen häufig in der Technik zur Anwendung, um die unterschiedlichen Eigenschaften der einzelnen Materialien auszunutzen. Intermetallische Legierungen sind Verbundwerkstoffe, bei denen zwei oder mehrere Elemente Metalle sind.
Neuigkeiten zu intermetallischen Werkstoffen
Im Gegensatz zu herkömmlichen Legierungen haben sie eine Kristallstruktur mit geringer Mobilität der einzelnen Atome, was in höherer Härte und höheren Schmelztemperaturen resultiert. Sie sind jedoch oft spröde und brechen leicht. Folglich erfordert ihre Anwendbarkeit die intensive Charakterisierung und Optimierung von Prozessen und Zusammensetzungen, um auch tatsächlich die letztlich gewünschten Eigenschaften zu erzielen.

Das Impress-Projekt ("Intermetallic materials processing in relation to earth and space solidification") soll die Zusammenhänge zwischen Materialbearbeitung, Mikro- und Nanostruktur und endgültigen Eigenschaften neuartiger hochleistungsfähiger intermetallischer Legierungen untersuchen.

Die Forscher entschieden sich insbesondere für das Durchtesten zweier Familien intermetallischer Legierungen: Titanaluminide (TiAl) und Nickelaluminide (NiAl). Sie konzentrierten sich auf die Anwendung in großen Turbinenschaufeln und bei modernen Katalysatoren wie z. B. Wasserstoffbrennstoffzellen-Elektroden, wobei die EU in diesen zwei Bereichen noch hinterherhinkt.

Man implementierte mit Erfolg den Feinguss von TiAl-Komponenten, was Kosteneinsparungen im Vergleich zu konventionellen Schmiedeverfahren sowie verbesserte Produktqualität und -ausbeute zur Folge hatte. Die hergestellten Niederdruckturbinenstufen durchliefen eine Gewichtsreduzierung von 40 bis 50%. Das Team entwickelte außerdem ein wirtschaftlich rentables Recyclingverfahren für Abfälle und Ausschuss.

Die Forscher fertigten und charakterisierten überdies über gasverdüste 600 NiAl-Proben. Sie identifizierten die Mikrostruktur des gasverdüsten Pulvers als besonders wichtig für die katalytische Leistung und konnten somit die Pulverstruktur optimieren. Man erschuf auch einen Auswahlprozess, bei dem Struktur und Eigenschaften sowie eine Datenbank von Phasendiagrammen für die Werkstoffe auf Basis experimenteller Charakterisierungen verbunden werden. Schließlich bewerteten die Forscher Nickelschwammkatalysatoren in alkalischen Brennstoffzellen als vielversprechend, was für eine potenzielle Kommerzialisierung spricht.

Insgesamt betrachtet resultierte das Impress-Projekt in signifikanten Fortschritten in Bezug auf leichte, energiesparende, intermetallische Legierungen, die sich in einer gestärkten Wettbewerbsfähigkeit der EU niederschlagen sollten. Eine Umsetzung der Ergebnisse sollte Auswirkungen auf Kristallisierungsprozesse und Metallkunde sowie die Treibhausgasemissionen haben. Das Projekt zog die Errichtung eines Forschungs- und Entwicklungszentrums (FuE) für kreative Metalle bei der Europäischen Weltraumorganisation (European Space Agency, ESA) sowie Patentanmeldungen und eine ständige Museumsausstellung nach sich.

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Fachgebiete

Materials Technology
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