X-ray Curing of Organic Bonded High Temperature Resistant Ceramics

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Die vorliegende Arbeit untersucht neue röntgenstrahlungsbasierende Härtungsverfahren für die Anwendung in der Produktion von hochtemperaturstabilen keramischen Materialien mit hoher Dichte sowie Wandstärke. Im Gegensatz zu gut etablierten Verfahren mittels UV Licht oder Elektronenstrahlen verfügen Röntgenstrahlen über die Möglichkeit weitaus tiefer in Materialien vorzudringen. Berechnungen anhand theoretischer Werte sowie experimentelle Daten zeigten, dass die in industriellen Bestrahlungsanlagen erzeugte Röntgenstrahlung geeignet ist, um dem Stand der Technik entsprechende keramische Verbunde mit Wandstärken bis zu 20 cm härten zu können. Da strahlenbasierte Härtungsprozesse eine spezielle Chemie für das Bindeharz erfordern, können konventionelle Phenolharze nicht eingesetzt werden. Um Feuerfest-Composite mit ausreichenden mechanischen und thermischen Eigenschaften herzustellen, wurden Harzrezepturen auf Basis einer Mischung von Epoxy-Novolaken mit photolabilen Photoacid-Generatoren verwendet. Die Härtungsreaktion dieser Harzsysteme wurde unter UV- sowie Röntgenstrahlhärtung untersucht, um die optimalen Parameter für den Einsatz in der Herstellung hochtemperaturstabiler keramischer Materialien zu bestimmen. Ein zusätzliches Ziel dieser Arbeit war die Erhöhung der Bindungskräfte zwischen anorganischer Matrix und dem umgebenden Bindemittel. Hierzu wurde die Möglichkeit der Oberflächenmodifikation der eingesetzten Oxidpartikel wie Aluminiumoxid untersucht. In erster Line wurden Organosilane eingesetzt, die die Fähigkeit haben, an die anorganischen Partikel und auch an das organische Bindemittel kovalent zu binden. Es wird gezeigt, dass Röntgenbestrahlung ein effizientes Verfahren ist, um Feuerfest-Composite mit hoher Dichte und hohen Wandstärken (20 cm) zu härten. Im Vergleich zu konventionellen thermischen Verfahren bietet diese strahlungsbasierende Technologie Vorteil hinsichtlich Energieeinsatz und Härtungsgeschwindigkeit, sodaß ein erheblich höherer Durchsatz bei der industriellen Produktion von Feuerfest-Compositen erreicht werden kann.

Details

Titel in ÜbersetzungRöntgenhärtung von organisch gebundenen hochtemperaturbeständigen Keramiken
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2016