Projektcluster EnerTHERM

Charakterisierung von Hochtemperaturmaterialien im Hinblick auf Anwendungseigenschaften und Lebensdauer

Motivation

Im Ofenbau finden zahlreiche unterschiedliche Hochtemperatur-Materialien Verwendung, wie z. B. feuerfeste Auskleidungen, hochwarmfeste Stahllegierungen, Heizelemente oder Brennhilfsmittel.
Die genaue Kenntnis ihrer Hochtemperatur-Eigenschaften ist Voraussetzung, um eine optimale Materialauswahl treffen zu können. Denn diese Eigenschaften fließen in die Berechnung von Materialindizes ein, die eine Bewertung von Materialien im Hinblick auf konkrete Anforderungen ermöglichen.

Zielsetzung

Die Anwendungseigenschaften von Hochtemperatur-Materialien sollen unter Einsatzbedingungen ermittelt werden. Mit Hilfe der Messdaten sollen Thermoprozesse präzise ausgelegt und Entwicklungsbedarfe für neue Hochtemperatur-Materialien identifiziert werden.
Feuerfestwerkstoffe sind auf einer Größenskala von einigen Millimetern heterogen aufgebaut. Um reproduzierbare Messdaten zu erhalten, werden große Prüfvolumina benötigt. Dies erfordert die Entwicklung geeigneter Messkonzepte. Anhand der gewonnenen Daten sollen auch Lebensdauer- und CO2-Bilanzen abgeschätzt werden.

Lösungsweg

Zur Hochtemperaturcharakterisierung entwickelt das HTL drei neue Prüfstände:

1.    Korrosionsprüfstand: TOM_chem

        •    für korrosive Gase, Partikel und Dämpfe
        •    Variable Gaserzeugung mit Brennern und Gasmischern
        •    In-situ Wägung
        •    Prüfkammer für große Proben

2.    Mechanische Hochtemperatur-Prüfung: TOM_mech

        •    Biegefestigkeit, Bruchzähigkeit
        •    Kriechverformung
        •    Tribologie
        •    dynamische mechanische Analyse

3.    Thermolast-Prüfstand: TOM_wave

        •    Thermozyklierung, Thermoschockprüfung
        •    CO2-Laser-Heizung für extreme Heizraten
        •    akustische Rissdetektion
        •    Temperaturleitfähigkeit, Emissivität, Wärmeausdehnungskoeffizient