Feuer und Flamme für neue Hochleistungskeramiken

Das neue Schwerpunktprogramm (SPP) "FIRE" an der TU Bergakademie Freiberg nahm Anfang März 2009 seine Arbeit auf. In diesem Programm entwickeln Wissenschaftler von sieben deutschen Universitäten eine völlig neue Generation feuerfester Hochleistungskeramiken.
Die TU Bergakademie Freiberg ist allein mit acht von insgesamt 21 genehmigten Projekten eingebunden. Prof. Christos Aneziris vom Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik koordiniert das Vorhaben, das die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) mit jährlich 1,8 Mio. Euro fördert.

"Ohne Feuerfestbauteile gäbe es kein Licht, keine Autos, keine Wind- oder Solarenergie; man sieht sie nicht, aber die werden immer direkt oder indirekt überall gebraucht", verdeutlicht Prof. Christos Aneziris die Wichtigkeit des Forschungsprojekts. Das SPP "Feuerfest – Initiative zur Reduzierung von Emmissionen – FIRE" entwickelt neue Werkstoffe für Hochtemperaturprozesse mit innovativen Eigenschaften: Sie sollen Temperaturen über 1.000 Grad Celsius bzw. abrupten Temperaturwechsel stand halten, weniger korrosionsanfällig und schadstoffarm sein. Herkömmliche Feuerfestwerkstoffe, zum Beispiel zur Auskleidung von Reaktorräumen, verdanken ihre Temperaturbeständigkeit oft einem hohen Anteil an Kohlenstoff. Doch damit sind häufig eine begrenzte Lebensdauer von Feuerfestbauteilen und ein hoher Kohlendioxidausstoß verbunden.

Ziel des Vorhabens ist es daher, thermoschockbeständige, kohlenstoffarme bzw. –freie Keramiken für "saubere und intelligente" Feuerfestbauteile zu erzeugen. Sie sollen nicht nur den Schadstoffausstoß senken, sondern auch die Qualität und die Energieeffizienz von Herstellprozessen verbessern helfen. Vor allem in der Stahlindustrie besteht ein großer Forschungsbedarf nach kohlenstofffreien "Clean-Steel-Technologien".

Dafür arbeiten Wissenschaftler aus ganz unterschiedlichen Disziplinen zusammen, unter anderem Physiker, Materialwissenschaftler, Verfahrenstechniker und Informatiker. In der ersten dreijährigen Förderperiode stehen das Design und Verfahren zur Herstellung der neuen Werkstoffe im Mittelpunkt. Außerdem sollen wesentliche Eigenschaften und das Verhalten der neuen Werkstoffe bei entsprechenden Belastungen analysiert und modelliert werden. Flankiert werden diese Untersuchungsbereiche durch ein Projekt, das sich mit inhaltlichen und methodischen Entwicklungen in den Materialwissenschaften beschäftigt. Eine so genannte "Forschungs-Roadmap" soll einen Blick auf zukunftsträchtige Verfahren, Methoden oder theoretische Ansätze gewähren, die die Entwicklung innovativer Feuerfestkeramiken nachhaltig fördern.

Das Vorhaben kann auf ein tragfähiges internationales Netzwerk zurückgreifen. Es bestehen intensive Kontakte zu Wissenschaftlern aus Österreich, Frankreich, Brasilien, Japan und den USA. Ein Industriebeirat wird das Vorhaben seitens potenzieller Anwender unterstützen. Ein besonderes Augenmerk wird außerdem dem wissenschaftlichen Nachwuch gelten: Das Schwerpunktprogramm bietet eine sehr gute Chance, die Attraktivität der Feuerfestkeramik als innovativen Studienschwerpunkt und bedeutsames Forschungsgebiet hervorzuheben.

Foto: Firma Refratechnik

Ansprechpartner: 
Dr. Undine Fischer