H2CMC - Teilvorhaben: Einfluss H2-und H2O-haltiger Atmosphären auf die Eigenschaften oxidischer Verbundkeramiken für die Thermoprozesstechnik

Dieses Vorhaben untersucht den Einfluss H₂- und H₂O-haltiger, oxidierender und reduzierender Atmosphären auf die Mikrostruktur sowie die Eigenschaften oxidischer Verbundkeramiken (OFC). Ziel ist es, diese Materialien im Hinblick auf den Umstieg von Industrieprozessen auf Wasserstoffverbrennung als geeignete Werkstoffe zu qualifizieren. In diesem Zusammenhang werden verschiedene Korrosionsmechanismen analysiert, beschrieben und entsprechende Strategien zur Vermeidung der Korrosion entwickelt, umgesetzt und validiert.

Im Rahmen umfangreicher Korrosionsversuche an unterschiedlichen OFC werden Expositionen bis zu 2000 Stunden in H2- und H2O-haltigen Atmosphären bei Temperaturen bis 1200 °C durchgeführt. Der Vergleich mit Kontrollproben ermöglicht eine fundierte Ermittlung des Einflusses von Korrosion auf die OFC. Bei Bedarf wird die Korrosionsstabilität durch graduelle Porositätsverminderung oder spezielle Beschichtungen erhöht.

Darüber hinaus sollen die Möglichkeiten zur Entwicklung korrosionsstabiler OFC untersucht werden. Dies markiert einen Paradigmenwechsel weg vom Trial & Error-Prinzip hin zu einem gesicherten Einsatz von OFC in bestehenden sowie neuen Anwendungen. Die Nachhaltigkeit der Materialien wird berechnet, um eine solide Argumentationsbasis für deren Einsatz zu schaffen.

Herstellung und Einsatz von OFC für neue Anwendungen erfolgen häufig durch kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Hohe Materialkosten sowie Unsicherheiten über die Auswirkungen verschiedener Anwendungsatmosphären führen oft zu einer innovationshemmenden Zurückhaltung bei deren Nutzung. Die Ergebnisse bezüglich korrosionsstabiler OFC sind schnell umsetzbar für KMU, da der apparative Aufwand gering ist und Optimierungsschritte problemlos in bestehende Verfahren integriert werden können.