Hochtemperatur-Kriechverhalten SiOC-basierter Gläser und Glaskeramiken

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Martin Heilmaier; Privatdozent Dr. Emanuel Ionescu; Dr. Jochen Rohrer; Dr. Alexander Stukowski
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 247069226

Polymerabgeleitete Gläser und Glaskeramiken (PDCs) stellen eine relativ neue Materialklasse dar, die mittels Festkörperpyrolyse geeigneter Polymere hergestellt werden können. Aufgrund der Kombination von kovalenten Bindungen und amorpher Mikrostruktur weisen sie außergewöhnliche Eigenschaften auf. Ternäre SiOC-basierte PDCs zeigen hervorragende Hochtemperatureigenschaften (T > 1000 °C) wie Beständigkeit gegen Kristallisation und Zersetzung, gegen Oxidation und Korrosion, sowie gegen Kriechverformung. Ihre Eigenschaften werden in höchstem Maße von der molekularen Struktur und den chemischen Eigenschaften der Precursoren bestimmt. Durch Einsatz maßgeschneiderter Polymere können daher Mikrostruktur und Eigenschaften der resultierenden Materialien gezielt eingestellt werden. Ziel des vorliegenden Vorhabens ist die systematische Untersuchung der Hochtemperaturverformung polymerabgeleiteter SiOC PDCs mit besonderem Augenmerk auf ihre Abhängigkeit von Zusammensetzung und Nano/Mikrostruktur. SiOC-Modellmaterialien mit vorgegebenen Phasenzusammensetzungen und Netzwerkstruktur sollen synthetisiert und auf ihre thermophysikalischen Eigenschaften und Hochtemperatur-Kriechverhalten hin untersucht werden. Atomistische Simulationen werden die experimentellen Befunde ergänzen, um Zusammenhänge zwischen Mikrostruktur/Netwzwerkaufbau und Hochtemperaturverformung zu analysieren. Auf diese Weise können neuartige polymerabgeleitete Keramiken mit definierten Netzwerkarchitekturen und Eigenschaften maßgeschneidert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Karsten Albe; Professor Ralf Riedel