Aktuelles Förderprojekt

Entwicklung von neuartigen Magnesiumoxid-Kompositen (neMaKo)

Motivation

Extrusion von MgO-Wickelkörpern Thermofühler
© TechnoKer/GC-heat
Extrusion von MgO-Wickelkörpern (Links); Thermofühler (rechts)

Der weltweite Markt für technische Magnesiumoxid-Keramiken (MgO) hoher Reinheit zeigt seit Jahren ein kontinuierliches Wachstum. Für das Jahr 2016 umfasste er ein Volumen von ca. 10.000 – 15.000 t. MgO-Keramiken werden als Einbett- bzw. als Isolationsmaterial in Heizpatronen, Temperaturfühlern und Sicherheitskabeln eingesetzt. Die aktuellen Anwendungsgebiete erfordern sowohl eine Verbesserung der Produkteigenschaften als auch des Herstellungsprozesses. Zudem soll der technologische Vorsprung zu den Billigprodukten aus Fernost wiederhergestellt werden.

Zielsetzung

Mikrostruktur-Eigenschaftssimulation zur Gefügeauslegung REM-Aufnahme an einem Heizelement: Gesinterte MgO-Keramik
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Mikrostruktur-Eigenschaftssimulation zur Gefügeauslegung (links); REM-Aufnahme an einem Heizelement: Gesinterte MgO-Keramik (rechts)
  • Entwicklung von MgO-Keramiken mit verbessertem Eigenschaftsprofil:
    • Wärmeleitfähigkeit
    • Elektrischer Widerstand auch bei hohen Temperaturen
    • Relative Permittivität
    • Verarbeitbarkeit und Lebensdauer
  • Ermittlung geeigneter Additive und Verarbeitungsprozesse
  • Verbesserte Mikrostruktur-Eigenschaftssimulation zur Auslegung der Kompositmaterialien
  • Optimierte Wärmeprozesse hinsichtlich Energieeffizienz und Eigenschaftsprofil bzw. Verarbeitbarkeit
  • Weiterentwicklung der Cyclic-Loading Methode zur Analyse des thermoplastischen Verformungsverhaltens

Lösungsweg

Messaufbau und Ergebnisse für Cyclic-Loading-Dilatometrie sowie thermomechanische Charakterisierung
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Messaufbau und Ergebnisse für Cyclic-Loading-Dilatometrie sowie thermomechanische Charakterisierung
  • Identifizierung geeigneter Additive: CaO, SiO2, Y2O3, AlN, BN oder Al2O3 etc.
  • Mikrostruktur-Eigenschaftssimulation zur optimalen Gefügezusammensetzung
  • Charakterisierung des Sinterverhaltens
  • Herstellung der Komposite und Bestimmung des Eigenschaftsprofils

Projektdaten

Projektlaufzeit 01.09.2018 - 30.08.2020
Zuwendungsgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung
Fördersumme HTL 180.000 Euro
Projektpartner Fraunhofer-Zentrum HTL
GC-heat Gebhard GmbH & Co. KG
TechnoKer GmbH
Projektkoordination KMU Innovativ „Materialforschung für die Energietechnik“
Projektleitung am HTL Marina Stepanyan