Unsichtbare Helden in Hochtemperaturanwendungen
Feuerfestwerkstoffe

Trägergesellschaften des Gemeinschaftsausschusses sind die Deutsche Keramische Gesellschaft (DKG) und die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde (DGM).

Feuerfeste Werkstoffe (Keramiken, Metalle, Verbundwerkstoffe) kommen bei Temperaturen von mehr als 600° Celsius zum Einsatz. Für die heutige Gesellschaft und ein lebenswertes Umfeld sind sie unersetzlich. Ohne sie wäre die Stromerzeugung oder die Handy-Technologie ebenso unmöglich wie die Herstellung von Metallen, Zement, Keramik, Glas oder die Gestaltung von Prozessen in der chemischen Industrie. Die Ziele der CO2-Reduzierung, der Einsatz von Wasserstoff in metallurgischen Prozessen oder der Einsatz von Sauerstoff in der Zementindustrie sind eng mit Entwicklungen im Bereich dieser Hochtemperaturwerkstoffe verbunden. Ihr Makro- und Mikrodesign eröffnet ein breites Innovationspotential für neue Prozesstechnologien und neue Produktqualitäten unter herausfordernden ökonomischen und ökologischen Randbedingungen.

Beständig bei Hitze

Die Erforschung und Entwicklung neuartiger feuerfester Werkstoffe für leistungsfähigere Bauteile mit höherer Lebensdauer und verbesserten Eigenschaften etwa im Bereich der Hochtemperaturanwendung generieren einen zentralen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit – und damit zu mehr Umweltschutz. Aus wirtschaftlicher Sicht führen diese Neuentwicklungen zu Kosteneinsparungen und bewirken, dass Deutschland auf internationaler Ebene seine innovative Stellung auch in Zukunft behaupten kann.

Um dieses Ziel zu erreichen, muss der gesamte Themenbogen von den Rohstoffen über die Verarbeitung und den Hochtemperatureinsatz bis hin zum Rückbau inklusive des Recyclings im Fokus der Forschung stehen, wobei jeder Bereich jeweils von den dazu gehörigen analytischen, prüftechnischen und modellierungstechnischen Fragestellungen begleitet werden sollte.

Die Mitglieder des Gemeinschaftsausschusses stammen aus Forschung und Industrie, wobei mit Rohstofflieferanten, Feuerfestherstellern und Endanwendern die gesamte Wertschöpfungskette vertreten ist. Die Verbindung zu Fachverbänden und Vereinen wie dem Stahlinstitut VDEh, dem European Centre for Refractories (ECREF), dem Deutschen Institut für Feuerfest und Keramik (DIFK), dem Verein Meeting of Refractories Experts Freiberg e.V. (MORE) oder der Federation for international Refractory Research and Education (FIRE) illustriert diese Bandbreite.

Aktuell beschäftigt sich die Forschung vor allem mit der Nachhaltigkeit, Energieeffizienz, der Fähigkeit von Feuerfestwerkstoffen zur CO2-Reduktion und den Einsatz von H2 in metallurgischen Prozessen. Des Weiteren stehen Fragen zur Rohstoffverfügbarkeit und Rohstoffqualität im Fokus, aber auch zu umweltfreundlichen

Bindemitteln für Feuerfestanwendungen – Bereiche mit großer Komplexität und einer Vielzahl zu berücksichtigender Aspekte. Neue 3D-Technologien oder Hybridverfahren von grobkörnigen Werkstoffsystemen oder die Kombination mit feinkörnigen 3D- Verfahren entfalten neue Möglichkeiten. Die Forschung in Deutschland nimmt diese Herausforderungen an, wie an der Einrichtung von zahlreichen Grundlagenforschungsprojekten deutlich wird.

Für aktuelle und zukünftige Innovationen ist es aber auch wichtig, die Grundlagenforschung mit der Anwendung noch stärker als bisher in Einklang zu bringen, um Erkenntnisse möglichst schnell in die Praxis zu überführen. Ein wichtiger Ansatz hierzu sind sogenannte Transferprojekte, die beispielsweise von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert werden.

Ziele

  • Aufgreifen von wissenschaftlichen und industriellen Fragestellungen auf dem Gebiet Feuerfestwerkstoffe und neue Technologien.
  • Erarbeiten eines wissenschaftlich fundierten Verständnisses zu mechanischen, thermischen, chemischen und funktionstechnischen Eigenschaften von Feuerfestwerkstoffen mit einer breiten Korngrößenverteilung von nm- bis zu mm-Korn und Werkstoffkompatibilität in Hochtemperaturanwendungen (Korrosion, Erosion, Thermoschock, Kriechen, Clogging).
  • Initiieren von Forschungs- und Entwicklungsvorhaben: Gemeinsame Projekte von Universitäten, Forschungsinstituten und der Industrie.
  • Erfahrungsaustausch zwischen Arbeitsgruppen, die auf dem Gebiet der Hochtemperaturwerkstoffe (Keramiken, Metalle, Verbundwerkstoffe) und Hochtemperaturanwendungen tätig sind und Netzwerkbildung.

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