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Prof. Dr.-Ing.
Walter Krenkel

Tel: 09 21 - 55 -5501
Fax: 09 21 - 55 -5502
E-Mail:   cme@uni-bayreuth.de 
  www.cme-keramik.uni-bayreuth.de

 

Lehrstuhl Keramische Werkstoffe

Der Lehrstuhl Keramische Werkstoffe beschäftigt sich mit der Entwicklung von neuen keramischen Werkstoffen und Bauteilen mit verbesserten mechanischen, physikalischen, chemischen und thermischen Eigenschaften. Die Entwicklungsarbeiten umfassen dabei sowohl grundlagen- als auch anwendungsorientierte Forschungsprojekte. Neuartige keramische Werkstoffe kommen beispielsweise im Maschinenbau, der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie oder der Energie- und Medizintechnik zum Einsatz.

Folgende Materialien werden am Lehrstuhl entwickelt und hergestellt:

  • hochfeste Strukturkeramiken
  • Schichten für korrosive, tribologische und funktionelle Anwendungen
  • poröse Werkstoffe
  • keramische Fasern
  • faserverstärkte Keramiken
  • Keramik-Metall- und Keramik-Polymer-Verbundwerkstoffe

Der Lehrstuhl verfügt dabei über langjährige Erfahrungen in der werkstoff- und verfahrenstechnischen Entwicklung von Pulver- und Precursorkeramiken sowie deren Charakterisierung und Prüfung. Neue Schwerpunkte der Forschungsarbeiten liegen in der Technologie der keramischen Verbundwerkstoffe sowie dem Engineering dieser Verbundkeramiken (wie z. B. Bauteilgestaltung, Qualitätssicherungsaspekte oder Verbindungstechniken).

Forschungsschwerpunkte


Pulvertechnologie:

Ausgehend von keramischen Pulvern werden über die Verfahrensschritte Pulveraufbereitung, Formgebung und Sintern keramische Bauteile hergestellt. Schwerpunkte der Arbeiten stellen dabei die Synthese neuer polymerer Additive, die Weiterentwicklung der Verfahrenstechnik oder die prozessbegleitende Charakterisierung der Materialien dar. Das obere Bild zeigt ein neuartiges Pressgranulat, welches in einem Wirbelschichtreaktor hergestellt wurde.

Auf dem unteren Bild ist ein Kameragehäuse (Firma FCT Ingenieurkeramik) zu sehen, welches durch Sintern von keramischen Pulvern hergestellt wurde. Die hohe Steifigkeit und Dauerfestigkeit sowie die sehr niedrige Wärmeausdehnung sind dabei ausschlaggebend für den Einsatz einer Keramik bei dieser Anwendung.






Precursortechnologie:

Precursoren stellen oligomere und polymere Ausgangsverbindungen dar, welche durch eine thermische Behandlung in Keramiken umgewandelt werden können. Am Lehrstuhl werden solche Polymere entwickelt, hergestellt und untersucht. Ausgehend von derartigen Materialien können beispielsweise keramische Fasern (siehe Bilder), dichte oder poröse Beschichtungen oder keramische Faserverbundwerkstoffe hergestellt werden.

Wesentliche Vorteile der Precursortechnik sind dabei ihre kunststofftechnologische Verarbeitbarkeit oder die relativ geringen Herstellungstemperaturen.





Verbundkeramik:

Die Arbeitsgruppe Verbundkeramik beschäftigt sich mit allen Aspekten der Fertigung, Weiterentwicklung und Eigenschaftscharakterisierung keramischer Verbundwerkstoffe (CMC). Im Bild ist der Aufbau einer derartigen faserverstärkten Keramik zu sehen. Durch den Einbau von Fasern kann die Sprödigkeit der Keramik deutlich verringert werden, sodass sich diese neue Werkstoffklasse auch für sicherheitsrelevante Bauteile wie Bremsen, Hitzeschutzkacheln oder Triebwerksbauteile eignet.





Qualitätssicherung und Simulation

Der Qualitätssicherung und Simulation kommt eine zunehmende Bedeutung zu. Daher werden am Lehrstuhl verschiedene keramische Werkstoffe speziell mittels zerstörungsfreier Prüfverfahren charakterisiert, Schadensanalysen durchgeführt oder Prozesse kontrolliert. Durch den Einsatz der Computertomografie (CT) ist es beispielsweise möglich, keramische Werkstoffe mit Hilfe von Röntgenstrahlen zu durchleuchten und abzubilden. Die Aufnahme zeigt eine 3-dimensionale CT-Darstellung einer Faserverbundkeramik.


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Universität Bayreuth

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0921 / 55-7121