Projektbeschreibung
Keramikbauteile werden schadenstolerant
Von Bioimplantaten für die künstliche Hüfte bis hin zu Aktoren in Einspritzanlagen im Auto: technische Keramiken können mit Metallen, Polymeren oder anderen Keramiken zu strukturellen und funktionalen Systemen mit hervorragenden Eigenschaften kombiniert werden. Das EU-finanzierte Projekt CeraText wird die Funktionalität des Systems noch verbessern, indem es Risse in den spröden Teilen der Keramik verhindert. Dazu entwickelt es „Mehrschichtdesigns“, die mit einer Kombination aus Mikrostruktur und Architektur dasselbe Niveau an Schadenstoleranz wie natürliche Materialien, wie Holz, Knochen oder Muschelkalk, erreichen sollen. Im Projekt wird mit einem biomimetischen Ansatz die hierarchische Struktur von Muschelschalen nachgeahmt. Geplant ist, dass CeraText zum Projektabschluss Designrichtlinien vorlegt, mit deren Hilfe in Verfahren wie der additiven Fertigung in Zukunft 3D-Keramikbauteile hergestellt werden können.
Ziel
Advanced ceramics are often combined with metals, polymers or other ceramics to produce structural and functional systems with exceptional properties. Examples are resistors and capacitors in microelectronics, piezo-ceramic actuators in car injection devices, and bio-implants for hip joint replacements. However, a critical issue affecting the functionality, lifetime and reliability of such systems is the initiation and uncontrolled propagation of cracks in the brittle ceramic parts, yielding in some cases rejection rates up to 70% of components production.
The remarkable “damage tolerance” found in natural materials such as wood, bone or mollusc, has yet to be achieved in technical ceramics, where incipient damage is synonymous with catastrophic failure. Novel “multilayer designs” combining microstructure and architecture could change this situation. Recent work of the PI has shown that tuning the location of “protective” layers within a 3D multilayer ceramic can increase its fracture resistance by five times (from ~3.5 to ~17 MPa∙m1/2) relative to constituent bulk ceramic layers, while retaining high strength (~500 MPa). By orienting the grain structure, similar to the textured and organized microstructure found in natural systems such as nacre, the PI has shown that crack propagation can be controlled within the textured ceramic layer. Thus, I believe tailored microstructures with controlled grain boundaries engineered in a layer-by-layer 3D architectural design hold the key to a new generation of “damage tolerant” ceramics.
This proposal outlines a research program to establish new scientific principles for the fabrication of innovative ceramic components that exhibit unprecedented damage tolerance. The successful implementation of microstructural features (e.g. texture degree, tailored internal stresses, second phases, interfaces) in a layer-by-layer architecture will provide outstanding lifetime and reliability in both structural and functional ceramic devices.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Agrarwissenschaften Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei Landwirtschaft Getreide und Ölsaaten
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Mikroelektronik
- Technik und Technologie Werkstofftechnik Keramik
- Agrarwissenschaften Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei Forstwirtschaft
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-COG - Consolidator Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2018-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
8700 Leoben
Österreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.