Keramische Innovationen und zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

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Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)

Keramische Ideen klären Flüssigkeiten und Gase

Wasser ist Leben. Deshalb ist die Reinigung von Abwässern wichtig. Dabei helfen keramische Membranen aus den Laboren des Fraunhofer IKTS. Abwässer müssen effizient von Salzen, Farbpigmenten oder Pharmarückständen gereinigt werden, sagen die IKTS-Forscher. Das klappe mit keramischen Membranen. Das IKTS präsentiert deshalb membranbeschichtete Rohrgeometrien, mit denen Moleküle bis 200 Dalton (rund 332 × 10^-27 kg) abgetrennt werden könnten. Die durch das IKTS ausgerüsteten Pilotanlagen mit einer Membranfläche von hunderten von Quadratmetern demonstrieren dabei den wirtschaftlichen Praxiseinsatz dieser Idee.

Poröse Filtertechnik aus Keramik

Poröse Keramiken, so die IKTS-Experten können gezielt mit einer großen Variabilität in der Porenweite, Porengrößenverteilung und Anteilen von offener beziehungsweise geschlossener Porosität hergestellt werden. Anwendungen von porösen Keramiken liegen im Bereich der Trenntechnik/Filtration (etwa Entstaubung, Dieselpartikelfiltration, Flüssigfiltration), Schall- und Wärmedämmung, in der chemischen und thermischen Verfahrenstechnik (Katalysatorträger, Porenbrenner), Medizintechnik (zum Beispiel als Knochenersatz), sowie im Leichtbau, berichten die Forscher.

Variable Eigenschaften vom Nano- bis Millimetersystem

Das Fraunhofer IKTS entwickele über verschiedenste Verfahren poröse Keramiken mit Porenweiten vom Nanometer- bis Millimetermaßstab. Zelluläre Keramiken, wie offenzellige Schaumkeramiken, würden nach dem Replikaverfahren hergestellt, und zeichnen sich speziell durch hohe Porenvolumina sowie eine offene, frei zugängliche Porosität aus. Das macht sie, wie es heißt, zu exzellenten Tiefenfiltern, wie sie zum Beispiel in der Metallschmelzenfiltration benötigt werden, oder zu Trägern von Speichermaterialien und Katalysatoren. Im ähnlichen Porositätsbereich sind direkt geschäumte Keramiken zu finden, die sich sowohl offenzellig als auch geschlossenzellig ausführen lassen und damit über variable Wärme- und Schalldämmeigenschaften verfügen. Ergänzt werden die hochporösen Keramiken durch Kornkeramiken mit deutlich kleineren Poren und einer sehr engen Porengrößenverteilung. Diese entwickele man am IKTS außerdem auch als asymmetrische Filter oder Membranfilter, wobei die Porenstruktur kontinuierlich oder stufenweise variiert werden kann.

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