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Broadening the application field of ceramic components by joint and interactive research on EDM machining technology, novel ceramic materials based on nano-powders made by SHS and design methodology

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Neue Materialien und Verfahren für Keramik

Die Entwicklung neuer Nanokompositekeramik durch EU-geförderte Forscher und die Umsetzung eines höchst akkuraten Metallverarbeitungsverfahrens für komplexe Geometrien haben das Potenzial, den Anwendungsbereich von Keramik auszuweiten.

Industrielle Technologien

Keramik als Materialklasse enthält viel mehr als die traditionelle Keramikmasse, mit der wir alle vertraut sind. Eine lange Reihe moderner Keramik über Silikatglas und -zement hinaus wird nun weitverbreitet in Bereichen wie Raumfahrt, Medizin, Militär und Kommunikationsgeräten angewandt. Keramik bietet aufgrund ihrer hohen Verschleiß- und Korrosionsresistenz sowie der niedrigen Dichte viele Vorteile im Vergleich zu anderen Materialien. Des Weiteren sind die Rohmaterialien in großen Mengen und zu niedrigen Preisen verfügbar. Die meiste Keramik wird durch die Pulvermetallurgie hergestellt, wodurch eine Nachbearbeitung bei mehr als der Hälfte der Komponenten erforderlich ist. Die Anpassung eines bestehenden Metallverarbeitungsvorgangs auf die Verwendung von Keramik und die daraus resultierende Ausweitung des potenziellen Markts für Keramik war das Ziel des Projekts Moncerat. Funkenerosion (FE) ist ein Vorgang zur Verarbeitung harter Metalle, der sich auf elektrisch leitfähige Materialien begrenzt. Trotz dieser Begrenzung ist eine akkurate Produktion kleiner und unregelmäßig geformter Teile möglich. Die Anwendung von FE auf Keramikteilen erforderte die Entwicklung neuer elektrisch leitfähiger Keramikmaterialien zusammen mit einer Eingliederung der für Keramik angepasste FE-Vorgangstechnologie. Mit dem Aufkommen der Nanotechnologie fanden Forscher heraus, dass Nanopulver aus Partikeln mit der Größe von Atomen oder Molekülen die mechanischen Eigenschaften der Keramikprodukte, in die sie eingegliedert werden, verbessern. Die Forscher des Projekts Moncerat synthesierten neue hochqualitative Nanopulver mit sich selbst unterhaltender Hochtemperatursynthese (SHS, Self-Propagating High Temperature Synthesis). Deshalb wurden neue Keramikkompositematerialien wie Nanokomposite entwickelt. Die Untersuchung der Auswirkungen der Mikrostruktur von Keramikmaterial auf den FE-Vorgang führte zur Einbindung der Vorgangseffekte in die Designphase der Materialien. Von der Vermarktung der Ergebnisse on Moncerat erhofft man sich einen leichteren Übergang von der Nutzung klassischer Materialien zur Nutzung von Keramik, die oftmals bessere Eigenschaften aufweist und nun effektiver hergestellt werden kann. Die Vergrößerung des potenziellen Markts für Keramik sollte der Keramikindustrie und der Wirtschaft der EU Aufwind geben.

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