Erste Forschungsergebnisse zu neuartigen Feuerfestmaterialien

Gemeinsame Fortschritte in der Entwicklung innovativer Feuerfestmaterialien waren Gegenstand eines Arbeitstreffens des DFG-Schwerpunktprogramms "FIRE" an der TU Freiberg. Auch die Industrie informierte sich über den Arbeitsfortschritt der beteiligten Wissenschaftler.
Ihr gemeinsames Ziel ist die Entwicklung neuer Werkstoffe für Hochtemperaturprozesse: Mehr als 40 Wissenschaftler und Doktoranden von acht deutschen Universitäten arbeiten im DFG-Schwerpunktprogramm "FIRE" disziplinübergreifend an neuen Feuerfestmaterialien. In der vergangenen Woche präsentierten sie ihre Projektfortschritte in einem Arbeitstreffen an der TU Bergakademie Freiberg.

Im Mittelpunkt des Schwerpunktprogramms (SPP) steht der teilweise bzw. vollständige Ersatz von Kohlenstoff, um den CO2-Ausstoß von Hochtemperaturprozessen deutlich zu senken. Um wesentliche Eigenschaften wie eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit jedoch nicht zu verlieren, müssen neue Wege in der Auswahl von Rohstoffen, im Werkstoffdesign und in der Herstellung feuerfester Bauteile eingeschlagen werden.

So arbeiten z.B. Wissenschaftler an den Universitäten Freiberg und Magdeburg an neuen Zusammensetzungen keramischer Pulver sowie an einem Einsatz von Nanopartikeln. Forschungspartner in Aachen, Cottbus und am Forschungszentrum Jülich führen umfangreiche Tests an entsprechenden Proben durch. Beispielsweise werden Probenstücke mehrfach aufgeheizt und wieder abgeschreckt, um Schädigungen, z.B. durch die Ausbreitung von Rissen im Werkstoff, nachzuvollziehen.

Neue Ausgangsstoffe ermöglichen zudem zukunftsweisende Herstellungsverfahren. An der Universität Erlangen-Nürnberg wird untersucht, inwiefern sich feuerfeste Bauteile aus papierähnlichen Strukturen bzw. durch das Gießen keramischer Folien herstellen lassen. Außerdem integriert das SPP mehrere Vorhaben zur Werkstoffmodellierung und –simulation. Wissenschaftler in Aachen, Freiberg und Kassel erarbeiten z.B. Modelle, die das Verhalten feuerfester Werkstoffe und Bauteile unter bestimmten Beanspruchungen darstellen sollen. Auf diese Weise könnten zukünftig Schädigungen vorausberechnet und Bauteile beanspruchungsgerecht ausgelegt werden.

Begleitet wird das gesamte Schwerpunktprogramm durch die Erarbeitung einer Forschungsroadmap. Die Beobachtung nationaler und internationaler Forschungstrends und eine internationale Expertenbefragung sollen noch genauer den zukünftigen Forschungsbedarf im Bereich Feuerfest aufzeigen.

Die kommenden Monate wollen die Wissenschaftler des SPP u.a. für gemeinsame Publikationen und Konferenzbeiträge nutzen. Außerdem stellte der Sprecher des SPP, Prof. Christos Aneziris vom Institut für Keramik, Glas- und Baustoffe (IKGB), umfangreiche Aktivitäten zur Nachwuchsförderung vor. Unter anderem wird das SPP seinen Doktoranden im kommenden September eine Herbstschule mit international führenden Wissenschaftlern auf dem Gebiet feuerfester Werkstoffe anbieten.

Und auch die Industrie zeigt großes Interesse an dem Schwerpunktprogramm: Der Verein Deutscher Eisenhüttenleute VDEh entsandte einen eigenen Vertreter zur Beobachtung des Forschungsvorhabens. Die Gründung eines Industriebeirats im kommenden Jahr und eine gezielte Öffentlichkeitsarbeit sollen den Austausch mit potenziellen Anwendern und den Transfer der wissenschaftlichen Erkenntnisse des SPP in die industrielle Praxis kontinuierlich fördern.

Fragen beantwortet / Contact: 
Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Anezir