Vision

Die Forderung nach erhöhter Metallqualität und geringeren Ausschussraten seitens der Anwender und Weiterverarbeiter machen eine gleichmäßigere Einstellung der chemischen Zusammensetzung und eine verstärkte Kontrolle des Reinheitsgrades erforderlich. Die Vision dieses SFB ist die Einstellung exzellenter, an die Bauteilbeanspruchung angepasster funktionaler und adaptiver mechanischer Eigenschaften für einen Innovationsschub in Sicherheits- und Leichtbaukonstruktionen.

Dieses Ziel soll mittels einer erheblichen Reduzierung von anorganischen nichtmetallischen Einschlüssen in der Metallmatrix beim Einsatz intelligenter Filterwerkstoffe bzw. Filtersysteme erreicht werden. Mit einer funktionalisierten Filteroberfläche auf Basis aktiver, keramischer Beschichtungen (mit ähnlicher Chemie wie die der Einschlüsse) und in Kombination mit maßgeschneiderten Druckverhältnissen in den porösen Funktionshohlräumen soll die Abscheidung der Einschlüsse an der Filteroberfläche des Filters erheblich verbessert werden. Einen weiteren Beitrag leisten reaktive Filteroberflächen, die mit den in den Schmelzen gelösten Gasen reagieren und damit auch Gasverunreinigungen und Einschlüsse, die unterhalb der Liquidus-Temperatur der Metallschmelzen generiert werden, deutlich reduzieren.

In der zweiten Phase werden insbesondere funktionale Schichten für eine Multifiltration von unterschiedlichen Einschlüssen mit einer funktionalen Schicht untersucht und es wird angestrebt, die Reduzierung von Einschlüssen direkt nach ihrer Genese mit Hilfe von metastabilen Phasen in den funktionalen Schichten zu ermöglichen.

Die Erforschung neuartiger Filterwerkstoffe sowie ein an die Filtrationstechnik angelehntes modellunterstütztes Filterdesign der Mikro- und Makrostruktur ermöglichen die Herstellung von dünn- als auch dickwandigen, höchstbeanspruchbaren Komponenten auf Basis Stahl, Eisen, Aluminium und Magnesium mit bahnbrechenden Eigenschaften - Festigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsresistenz - für die Sicherheit der Insassen von Kraft-, Schienen- und Luftfahrzeugen. Darüber hinaus werden zukunftsträchtige Anwendungsfelder in der Elektronikindustrie am Beispiel Filtration von Kupfer und Silizium, in der Verpackungsindustrie am Beispiel Aluminiumfolien und in der Filtrationstechnik und Konditionierung von Behandlungsschlacken erschlossen. Das Ziel einer höheren Materialeffizienz sowie der Reduktion des Energieaufwandes und der CO2-Emissionen rückt damit in greifbare Nähe.