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Unterabschnitte

Ziele

Ziele des Gesamtprojektes

Die Projektziele definieren sich im wesentlichen über die aus der technischen Anwendung kommenden Anforderungen. Molekulare, flüssige Systeme zur technischen Herstellung von Mullit-Keramiken müssen aus Anwendungssicht Feststoffgehalte von mindestens 50% Masseanteil mit einstellbaren rheologischen Eigenschaften haben. Stehen solche Systeme zur Verfügung, können sie als Ausgangsprodukte für dünne Schutzschichten oder faserverstärkte keramische Matrices (CMC: Ceramic Matrix Composite) dienen. Solche Matrices bestehen aus Fasern bzw. Geweben aus Fasern, welche in eine keramische Umgebung eingebettet werden.

Derartige Gewebe lassen sich in einer Form zusammenfügen, und man erhält auf diese Weise Werkstücke fast beliebiger Form. Auch ist es möglich, durch Wickeln Hohlkörper, wie etwa Rohre oder Düsen, herzustellen. Das von Dornier angestrebte Verfahren entspricht im wesentlichen den im Boots- oder Flugzeugbau verwendeten Techniken zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen.

Damit wird ein Problem keramischer Werkstoffe, die Formgebung, elegant gelöst und eine aufwendige mechanische Nachbearbeitung weitgehend vermieden. Bei anwendungsorientierten Versuchen wurde gezeigt, daß durch den Fasereinbau die Belastungsfähigkeit der Keramik entlang der Fasern deutlich erhöht und der Keramik ihre Sprödigkeit genommen wird [1].

Vielversprechende flüssige Vorstufen für dichte Keramiken sind solche Systeme, in denen auf einer Größenskala von einigen Nanometern die Einhaltung der Mullitstöchiometrie garantiert wird. Beim anschließenden Entfernen aller organischen Bestandteile im Ofen, sind so die Diffusionswege zum Erreichen der Kristallstruktur des Mullites minimiert. Man versucht eine der Kristallstruktur möglichst ähnliche Struktur schon in den molekularen, flüssigen Vorstufen zu erreichen.

Ziele dieser Untersuchung

In der vorliegenden Arbeit wird versucht, die Vorstufen hinsichtlich ihrer Struktur zu charakterisieren.

Im Rahmen dieser Untersuchungen sollte die Synthese ausgehend von einer flüssigen Vorstufe einer Mullit-Keramik mit Hilfe der magnetischen Kernresonanz-Spektroskopie (NMR, nuclear magnetic resonance) verfolgt werden.

Durch den kombinierten Einsatz der NMR-Spektroskopie an allen NMR-aktiven Kernen in den Vorstufen, also des Siliziums ($ ^{29}Si$), Aluminiums ($ ^{27}Al$), des Kohlenstoffs ($ ^{13}C$) und des Wasserstoffs ($ ^{1}H$) und eventuell des Sauerstoffs ($ ^{17}O$) sollte die molekulare Struktur der Vorstufen aufgeklärt werden.


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2001-03-17