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Europäisches Forschertreffen an der TU Clausthal
In der Regel begrenzen die Eigenschaften der verwendeten Werkstoffe den Wirkungsgrad von Hochtemperaturprozessen. Professor Dr.-Ing. Günter Borchardt vom Institut für Allgemeine Metallurgie und die wissenschaftlichen Mitarbeiter Dipl.-Phys. Gernot Strehl und Dipl.-Chem. Luisa Rodriguez Lobo arbeiten in einem europäischen Forschungsverbund mit, welcher das Ziel verfolgt, die Lebensdauer bestimmter Hochtemperaturstähle (Fe-20Cr-5Al) bei sehr hohen Temperaturen und unter korrosiven Bedingungen zu verbessern.
Einsatzgebiete sind Wärmetauscher, Rohrleitungen in der chemischen Industrie, Turbinenkomponenten in Kraftwerken und dünne Metallfolien (ca. 0,1 mm) als Ersatz für die Keramik als Trägersubstanz bei Automobilkatalysatoren. Anfang Juli traf sich der Forscherkreis zur Diskussion der Zwischenergebnisse an der TU Clausthal. Vier Universitäten, zwei Forschungsinstitute und vier Industriepartner aus Großbritannien, Schweden, den Niederlanden, Frankreich, Österreich und Deutschland wirken in diesem Projekt mit unterschiedlichen Teilaufgaben zusammen.
Die zentrale Frage der Untersuchungen ist dabei immer: "Wie läßt sich die Lebensdauer der Legierung verlängern?" Dipl.-Phys. Gernot Strehl nennt ein anschauliches Beispiel aus der Alltagserfahrung, das die Problemstellung von ihrer prinzipiellen Seite her verdeutlicht: "Toaster, deren feine Heizdrähte aus den untersuchten Legierungen bestehen, heizen sich beim Einschalten in kurzer Zeit auf, und jeder Käufer möchte natürlich einen Toaster haben, dessen Heizdrähte lange halten." Ein Ergebnis der bisherigen Forschung auf diesem Gebiet ist die dominierende Rolle geringster Schwefelverunreinigungen in der Legierung. Schwefelatome wandern bei den hohen Temperaturen aus dem Metall an die Grenzfläche zwischen Oxid und Legierung und schwächen die Haftung der schützenden Aluminiumoxidhülle auf dem Grundwerkstoff, so daß das Oxid abplatzt. Es bildet sich eine neue Haut, die wiederum das gleiche Schicksal erleidet, bis das oxidbildende Aluminium in der Legierung verbraucht ist. Die Konsequenz dieser Einsicht ist so leicht zu formulieren wie schwierig zu realisieren, heißt sie doch schlicht, die Schwefelverunreinigungen zu vermeiden.
Eine gelöste Frage, zehn neue Aufgaben: Erst die saubere Trennung der einzelnen Einflußfaktoren hilft, die Ursachen der auftretenden Schädigung zu erkennen. Oft sind Werkstoffcharakteristika miteinander verbunden, die auf den ersten Blick nichts miteinander zu tun haben. Deswegen werden an der Ecole des Mines in Saint-Etienne, Frankreich, Modell-Legierungen mit exakt definierten Zusätzen hergestellt. Die TU Clausthal, das Forschungszentrum Jülich und die Universität Liverpool studieren gemeinsam die chemischen Vorgänge beim Wachstum der Oxidschicht auf den Legierungen. Wissenschaftler der Universität Birmingham berechnen die auftretenden Spannungen in den Oxidschichten, und der Projekt-Koordinator an der Cranfield University hat die Aufgabe, die anfallenden Ergebnisse zu einem integralen Modell zusammenzufassen. Eine wesentliche Funktion der beteiligten Industrieunternehmen besteht darin, die Forschergruppen auf dem "rechten Weg" der Praxisnähe zu halten. So werden die Probleme aus unterschiedlichen Blickwinkeln eingekreist und schließlich gelöst.
http://www.iam.tu-clausthal.de/general/bo/bo.html
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Werkstoffwissenschaften
überregional
Buntes aus der Wissenschaft, Forschungsprojekte, Wissenschaftliche Tagungen
Deutsch
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