Keramik aus Holz

Biogene SiC-Keramiken mit holzwerkstoffbasierten Grünkörpern

30. April 2012

Eines der interessantesten Vorhaben bionischer Forschung der letzten Jahre ist die Überführung natürlicher zellularer und offenporiger Strukturen in keramische Werkstoffe. Denn durch die Kom­bination von pflanzlicher Struktur und keramischer Qualitäten (wie hohe Härte, Druckfestigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit) werden zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten erwartet.

Ursprüngliche Geometrie bleibt erhalten

So arbeiten Wissenschaftler an der Fachhochschule Salzburg seit einiger Zeit an einem Verfahren, um auf Basis von Holzwerkstoffen Hochleistungskeramiken mit komplexen Formteilgeometrien zu erzeugen. Grund für die Verwendung der Holzwerkstoffe ist ihre einfache Herstellbarkeit durch Spritzguss- oder Extrusionsverfahren.

Im Prozess werden die Formteile dann im Rahmen einer Pyrolyse bei Temperaturen von bis zu 900 °C zu Grünteilen aus Kohlenstoff überführt. Dabei bleibt die ursprüngliche Geometrie in weiten Teilen erhalten und kann im Kohlenstoffzustand sogar weiter bearbeitet werden. Anschließend wird die Grünstruktur mit flüssigem Silizium infiltriert. Die ursprüngliche Struktur saugt sich voll, und das Silizium verbindet sich mit dem Kohlenstoff innerhalb von 4 Stunden zu Siliziumkarbid, das an die Härte von Diamanten heranreicht. Der Vorgang kann mit einer Versteinerung der Holzstruktur verglichen werden. Bislang konnten mit der neuen Produktionstechnik z. B. Keramikrohre hergestellt werden.

Projektpräsentation der “Fabrik der Zukunft”: www.nachhaltigwirtschaften.at/resources/fdz_pdf/praesentationen/812348_sic_keramik.pdf

www.fh-salzburg.ac.at