Entwicklung effizienter Wege zur Herstellung von SiSiC-Keramiken aus WPC

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Dieses Forschungsvorhaben baut auf einer vorhergehenden Machbarkeitsstudie (Innovativer Einsatz von Wood Polymer Composites zur Herstellung von biogenen SiC-Keramiken) auf. In dieser wurden erstmals Grünkörper aus Wood Polymer Composites (WPC) erfolgreich in siliciuminfiltrierte Siliciumkarbid (SiSiC)-Keramiken konvertiert. Um die noch beschränkte Formgebungsvielfalt von SiSiC zu erweitern, sollten in dem vorliegenden Folgevorhaben biogene und kostengünstige Ausgangsmaterialien mit polymeren Verarbeitungstechniken zu neuartigen Grünkörpern verarbeitet werden. Der Schwerpunkt der Arbeiten lag auf einer Verbesserung der resultierenden mechanischen Eigenschaften der SiSiC Keramiken im Vergleich zur Machbarkeitsstudie. Hierzu wurden diverse Faktoren, wie die WPC-Zusammensetzung und die Verarbeitungsparameter systematisch variiert. Darüber hinaus wurde ein Modell zur quantitativen Beschreibung der Schrumpfung während des Fertigungsprozesses erstellt, um eine endkonturnahe Fertigung zu ermöglichen. Zusätzlich erfolgte die Nutzung und zweckmäßige Übertragung der Erkenntnisse aus der Extrusion auf neuartige WPC-Werkstoffsysteme, die sogar für Spritzgießbauteile geeignet sind. Durch die kostengünstige Herstellung und die Formgebungsvielfalt bei der Grünkörperfertigung ist es möglich, mit dem optimierten Prozess SiSiC-Bauteile zu entwickeln, die hinsichtlich ihrer Mikrostruktur und Eigenschaften mit herkömmlichen Werkstoffen konkurrieren können.