Jahresbericht 2011 - TU Bergakademie Freiberg

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Jahresbericht
2011
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Inhaltsverzeichnis
1. Allgemeine Informationen .............................................................................................................4 1.1. Organisationsform .................................................................................................................. 4 1.2. Personal ................................................................................................................................. 5 1.3. Geräte- und Anlagenausstattung ............................................................................................ 7 1.4. Sonstiges ................................................................................................................................ 7 2. Lehre ...............................................................................................................................................8 2.1. Statistischer Teil ..................................................................................................................... 8 2.2. Rahmenbedingungen für Lehre und Studium ......................................................................... 8 2.3. Studienwerbung ...................................................................................................................... 8 2.4. Stipendiaten im IKGB ........................................................................................................... 12 2.5. Gastwissenschaftler im IKGB ............................................................................................... 12 2.6. Exkursionen 2011 ................................................................................................................. 12 3. Professur Keramik .......................................................................................................................15 3.1. Publikationen ........................................................................................................................ 16 3.1.1. Veröffentlichungen in Zeitschriften und Fachbüchern .................................................. 16 3.1.2. Vorträge und Poster ..................................................................................................... 19 3.1.3. Erteilte Patente ............................................................................................................ 20 3.2. Forschungsprojekte .............................................................................................................. 21 3.2.1. Abgeschlossene Forschungsprojekte .......................................................................... 21 3.2.2. Laufende Forschungsprojekte...................................................................................... 23 3.3. Studentische Arbeiten........................................................................................................... 34 3.3.1. Ingenieurpraktika ......................................................................................................... 34 3.3.2. Studienarbeiten ............................................................................................................ 35 3.3.3. Diplom- und Masterarbeiten ......................................................................................... 36 3.4. Promotionen ......................................................................................................................... 37 3.4.1. Abgeschlossene Promotionen ..................................................................................... 37 3.4.2. Laufende Promotionen ................................................................................................. 39 3.5. Habilitationen ........................................................................................................................ 41 3.5.1. Laufende Habilitationen ............................................................................................... 41 3.6. Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften .............................................................................. 41 3.7. Teilnahme an Konferenzen, Kolloquien, Seminaren und Messen ........................................ 42 3.8. Preise ................................................................................................................................... 43 3.9. Pressemeldungen ................................................................................................................. 44 4. Professur Glas- und Emailtechnik ..............................................................................................51 4.1. Publikationen ........................................................................................................................ 51 4.1.1. Veröffentlichungen in Zeitschriften und Fachbüchern .................................................. 51 4.1.2. Vorträge und Poster ..................................................................................................... 51 4.1.3. Patentanmeldungen ..................................................................................................... 52 4.2. Forschungsprojekte .............................................................................................................. 52 4.2.1. Abgeschlossene Forschungsprojekte .......................................................................... 52 4.2.2. Laufende Forschungsprojekte...................................................................................... 54 4.3. Studentische Arbeiten........................................................................................................... 60 4.3.1. Ingenieurpraktika ......................................................................................................... 60 4.3.2. Studienarbeiten ............................................................................................................ 61 4.3.3. Diplomarbeiten ............................................................................................................. 61 4.4. Promotionen ......................................................................................................................... 62 4.4.1. Laufende Promotionen ................................................................................................. 62 4.5. Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften .............................................................................. 63 4.6. Teilnahme an Konferenzen, Kolloquien und Seminaren ....................................................... 63 4.7. Preise ................................................................................................................................... 64 4.8. Sonstiges .............................................................................................................................. 65 4.9. Pressemeldungen ................................................................................................................. 66 Jahresbericht 2011
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5. Professur Baustofftechnik...........................................................................................................70 5.1. Publikationen ........................................................................................................................ 70 5.1.1. Veröffentlichungen in Zeitschriften und Fachbüchern .................................................. 70 5.1.2. Vorträge und Poster ..................................................................................................... 70 5.2. Forschungsprojekte .............................................................................................................. 70 5.2.1. Abgeschlossene Forschungsprojekte .......................................................................... 70 5.2.2. Laufende Forschungsprojekte...................................................................................... 71 5.3. Studentische Arbeiten........................................................................................................... 72 5.3.1. Ingenieurpraktika ......................................................................................................... 72 5.3.2. Studienarbeiten ............................................................................................................ 72 5.3.3. Projektarbeiten ............................................................................................................. 72 5.3.4. besonderen Lernleistung (BeLL) .................................................................................. 73 5.3.5. Diplomarbeiten / Masterarbeiten .................................................................................. 73 5.4. Promotionen ......................................................................................................................... 74 5.4.1. Laufende Promotionen ................................................................................................. 74 5.5. Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften .............................................................................. 74 5.6. Teilnahme an Konferenzen, Kolloquien und Seminaren ....................................................... 74 6. Ausgewählte Forschungsergebnisse .........................................................................................76 Jahresbericht 2011
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1.
Allgemeine Informationen
1.1.
Organisationsform
Das Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik ist eines der elf Institute der Fakultät für Maschinenbau,
Verfahrens- und Energietechnik an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg.
Technische Universität Bergakademie Freiberg
- Fakultät für Mathematik und Informatik
- Fakultät für Chemie und Physik
- Fakultät für Geowissenschaften, Geotechnik und Bergbau
- Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik
- Fakultät für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie
- Fakultät für Wirtschaftwissenschaften
Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik
- Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik
- Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen
- Institut für Thermische Verfahrenstechnik, Umwelt- und Naturstoffverfahrenstechnik
- Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik
- Institut für Maschinenbau
- Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik
- Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung
- Institut für Mechanik und Fluiddynamik
- Institut für Automatisierungstechnik
- Institut für Elektrotechnik
- Institut für Aufbereitungsmaschinen
Das Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik wurde 1950 als Institut für Keramik durch Prof. Dr. Theodor Haase
gegründet. Im Jahre 1954 wurde es umbenannt zum Institut für Silikathüttenkunde mit gleichzeitiger Erweiterung der
Lehr- und Forschungsinhalte auf die Bereiche Glastechnik sowie Bindemittel und Baustoffe und hat von 1968 - 1990
als Wissenschaftsbereich Silikattechnik bestanden. 1990 wurde es wieder im Sinne seiner Gründung ein Institut für
Silikattechnik. Im Jahr 2000 konnte das Institut sein 50jähriges Bestehen feiern. Im Oktober 2002 erfolgte die
Umbenennung des Institutes in Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik.
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1.2.
Personal
Geschäftsführender
Institutsdirektor:
Prof. Dr.-Ing. Heiko Hessenkemper
Professur Keramik:
Professor:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Aneziris
Honorarprofessoren:
Prof. Dr.-Ing. Peter Quirmbach
Prof. Dr. rer. nat. Thomas Graule
Privatdozenten:
Dr.-Ing. habil. Helge Jansen
Prof. Dr.-Ing. habil. Ralph Lucke
Sekretariat:
Kerstin Baldauf
Tel.: 03731/39 2608
Fax: 03731/39 2419
E-Mail: [email protected]
Besucheradresse:
Agricolastr. 17 / 09599 Freiberg
Wissenschaftliche
Mitarbeiter:
Dipl.-Ing. Uta Ballaschk
Dr. rer. nat. Harry Berek
Appr. Apoth. Christiane Biermann
Dipl.-Ing. Nora Brachhold
Dipl.-Ing. Steffen Dudczig
M.Eng. Marcus Emmel
Dr.-Ing. Undine Fischer
Dipl.-Ing. Patrick Gehre
Dipl.-Ing. Nora Gerlach
Dr.-Ing. Michael Hampel
Dipl.-Ing. Manuel Hasterok
Dipl.-Ing. Jana Hubálková
Prof. Dr. rer. nat. Georgios Kostakis
M.Sc. Mingliang Li
Dipl.-Chem. Susann Ludwig
Dr.-Ing. Kirsten Moritz
Dr.-Ing. Wagner Moulin Silva
M.Sc. Vasileios Roungos
Dipl.-Ing. Stefan Schafföner
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Ernst Schlegel
Dr.-Ing. Gert Schmidt
Dipl.-Ing. Petra Stein
Dr.-Ing. Volker Stein
Dr. rer. nat. Bernd Ullrich (bis 30.09.2011)
Dipl.-Ing. Dániel Veres
Dipl.-Ing. Claudia Voigt
Dipl.-Ing. Christian Weigelt
Dipl.-Ing. Claudia Wenzel
Dipl.-Ing. Jörn Werner
M. Eng. Sara Zavareh
Technische
Angestellte:
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Kerstin Baldauf
Dipl.-Kffr. Linda Clauß
Dipl.-Ing. (TU) Christina Faßauer
Thomas Franz
Dipl.-Ing. (BA) Ricardo Fricke
Karin Hasterok
Jacqueline Höhne
Rico Kaulfürst
Carolin Ludewig
Uwe Pälchen
Ursula Querner
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Professur Glas- und Emailtechnik:
Professor:
Prof. Dr.-Ing. Heiko Hessenkemper
Sekretariat:
Kathrin Voigt
Tel.: 03731/39 3293
Fax: 03731/39 2451
Besucheradresse:
Leipziger Str. 28 / 09599 Freiberg
Wissenschaftliche
Mitarbeiter:
Dr.-Ing. Khaled Al Hamdan
Dipl.-Ing. Tobias Börner
Dr.-Ing. habil. Ralf Bruntsch
Dr. –Ing. Holger Dastis (bis 31.05.2011)
Dipl. –Ing. Annegret Diatta (bis 31.05.2011)
Dipl.-Ing. Martin Groß
Dipl.-Wirt.-Ing. Christina Hartwig (bis 31.12.2011)
Dr.-Ing. Sabine Hönig
Dipl.-Ing. Mathias Hötzel
Dipl.-Ing. Michael Hubrich
Dipl.-Ing. Liesa Hübner
Dipl.-Ing. Kathleen Kretschmer
Dipl.-Ing. Michael Kretschmer
Dipl.-Ing. Heide Landfermann-Hessenkemper
Dipl.-Ing. Marc Lüpfert
Dipl.-Ing. Franziska Mai
Dipl. –Math. Sascha Matthes
Dipl.-Wirt.-Ing. Anne-Katrin Rössel
Dipl.-Ing. Rolf Weigand
Dipl.-Ing. Sven Wiltzsch
Dipl.-Ing. Thomas Voland
Technische
Angestellte:
Ursula Glatz
Marcus Forstner
Petra Zschoge
Dipl.-Ing. Michael Scheidhauer
Professur Baustofftechnik:
Professor:
Prof. Dr.-Ing. Thomas A. Bier
Sekretariat:
Monika Wenige
Tel.: 03731/39 4243
Fax: 03731/39 2223
E-mail: [email protected]
Besucheradresse:
Leipziger Straße 28, 09599 Freiberg
Wissenschaftliche
Mitarbeiter:
Dipl.-Ing. Kathrin Häußler
Dipl.-Ing. Christoph von Gynz-Rekowski
Dipl.-Wirt.-Ing. Ekaterina Makeeva
Dipl.-Geol. Torsten Westphal
Technische
Angestellte:
Dipl.-Ing. Alexander Friedrich
Grit Uhlemann
Jacqueline Höhne
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Gemeinsame Einrichtungen des Institutes für Keramik, Glas- und Baustofftechnik
Know-How-Pool
Technikum
Technikumsleiter:
Werkstatt
Werkstattleiter:
Dr.-Ing. Dieter Melzer
Dr.-Ing. Harald Seifert
Privatdozent Dr.-Ing. habil. Joachim Ulbricht
Dr.rer.nat. Bernd Ullrich (ab 01.10.2011)
Dr.-Ing. Gert Schmidt
Dipl.-Ing. Christina Faßauer (ab 15.11.11)
Thomas Franz
Strahlenschutzbeauftragte:
Dipl.-Ing. Uta Ballaschk, Dr. T. Westphal
Seit Januar 2001 wird das Institut von einem Vorstand geleitet. Ihm steht Prof. Dr. Heiko Hessenkemper als
geschäftsführender Direktor des Institutes vor. Dem Vorstand gehören an: die drei ordentlichen Professoren (mit
Stimmrecht) und jeweils ein Vertreter der akademischen und sonstigen Mitarbeiter (beratend). Die
Vorstandsberatungen finden unter Vorsitz des geschäftsführenden Direktors und Teilnahme der Hochschullehrer, der
zwei gewählten Vertreter mit beratender Stimme, der Oberassistenten des Institutes sowie der Bildungsbeauftragten
statt.
1.3.
Geräte- und Anlagenausstattung
Die gerätetechnische Ausstattung des Institutes für Keramik, Glas- und Baustofftechnik konnte 2011 modernisiert und
erweitert werden, wobei folgende Beschaffungen hervorzuheben sind:
-
Eigenbau einer Versuchsanlage zum chemischen Vorspannen von Glas
Cressington Sputter Coater 208 HR
Cressington Thickness Controller mtm20
Cressington Carbon Coater 208 carbon
Universal-/Plastizitätsmessgerät (Fa. Dr. Kubelik, Karlsruhe)
Nabertherm-Ofen
Laborwaagen
Hydraulischer Adhäsionstester
telezentrisches Objektiv für hochauflösende Kamera
Fliesensäge
Die Erneuerung des Hauses Silikattechnik und der Labor- und Büroräume wurde fortgesetzt:
- - Erneuerung der Elektrik und Lüftung im Raum der Glaswanne
- Renovierung und Raumeinrichtungen für wissenschaftliche Mitarbeiter des SFB 920, des SFB 799 u. a.
- Einrichtung eines Labors für das Hochtemperatur-Messsystem (RFDA).
1.4.
Sonstiges
Nacht der Wissenschaft 18.6.2011
Mit verschiedensten Vorträgen und Vorlesungen für Kinder sowie unterschiedlichen Versuchsständen und
Demonstrationsobjekten beteiligten sich alle Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen sowie eine große Anzahl der Studenten
an der erfolgreichen Ausgestaltung der Nacht der Wissenschaften unserer Universität. Bis weit nach Mitternacht
waren Besucher im Institut unterwegs und konnten sich über Forschung und Lehre auf dem Gebiet Keramik, Glas- und
Baustofftechnik informieren und insbesondere die vielen Mitmachaktionen für die Kinder nutzen.
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2.
Lehre
2.1.
Statistischer Teil
Für den Studiengang Keramik-, Glas- und Baustofftechnik waren im Jahr 2010 folgende Studentenzahlen aktuell:
WS 2010/11
WS 2011/2012
Studenten
103
102
Doktoranden
24
27
Habilitanden
1
2

128
131
Im Wintersemester 2010/2011 schrieben sich 10 Erstsemester im modularisierten Diplomstudiengang Keramik, Glasund Baustofftechnik ein. 8 Studenten schlossen bis Dezember 2011 ihr Studium mit Diplom ab.
Im Wintersemester 2011/12 wurden 3 weitere Studenten in den Masterstudiengang Keramik, Glas- und
Baustofftechnik aufgenommen, im Masterstudiengang sind nunmehr 6 Studenten.
2.2.
Rahmenbedingungen für Lehre und Studium
Die Studienkommission und der Prüfungsausschuss für beide Studiengänge werden von nachfolgend genannten
Personen gebildet:
Studienkommission:
Prof. Dr. Christos G. Aneziris – Studiendekan (Vertreter: Prof. Bier)
Prof. Dr. Thomas A. Bier
Studenten: Thomas Ilm, Franziska Krause
Prüfungsausschuss:
Prof. Dr. Christos Aneziris– Studiendekan (Vertreter: Prof. Bier)
Prof. Dr. Thomas Bier
Prof. Dr. Heiko Hessenkemper
Dipl.-Ing. Kathrin Häußler (Vertreter: Dr. Sabine Hönig)
Studenten: Thomas Ilm (Vertreter: Franziska Krause)
2.3.
Studienwerbung
Die Studienwerbung nimmt nach wie vor einen äußerst wichtigen Platz in der Öffentlichkeitsarbeit des Institutes ein.
Nach den extrem zurückgegangenen Anfängerzahlen im WS 2010/11 konstituierte sich eine Arbeitsgruppe „Werbung“,
in der Mitarbeiter und Studenten gemeinsam neue Konzepte und Angebote für die Studienwerbung entwickeln werden.
Das Institut präsentierte sich auf zahlreichen Veranstaltungen der zentralen Studienwerbung der TU Bergakademie
Freiberg, wie zu den Tagen der offenen Tür sowie zum Schnuppertag für Unentschlossene mit Exponaten und
Informationsmaterial am Fakultätsstand sowie durch Vorträge von Prof. Dr. Hessenkemper und Frau Häußler.
Weiterhin nutzen Mitarbeiter des Institutes verschiedene Veranstaltungen in den Berufsinformationszentren, auf
Bildungsmessen und in vielen Gymnasien, um Studienmöglichkeiten der Universität und im Speziellen unseren
Studiengang vorzustellen.
1. Nachtlabor am IKGB – Faszination Glas bei Nacht erleben
Um neue Studenten für den Studiengang zu werben und sich dabei deutlich vom Rest der Studentenwerbung
abzuheben, wurde das Nachtlabor ins Leben gerufen. Der erste Termin, der 09.12.2011, war sehr schnell mit 20
Schülern voll, so dass zwei weitere Termine Anfang 2012 gefunden werden mussten.
Um in Nachtstimmung zu kommen, wurde im gesamten Rammlerbau das Licht gelöscht und Kerzen auf Treppen und
Gängen verteilt. Alle Beteiligten wurden mit Stirnlampen und die Studenten mit Laternen ausgestattet. Zur Begrüßung
im Hof wurde das brennende Thema „GLAS“ ganz groß geschrieben.
Nach der Begrüßung der Schüler wurde von Dr. Bruntsch ein kurzer Einführungsvortrag gehalten um den Schülern
einen thematischen Einstieg in das vielschichtige Thema Glas zu geben. Daran schließt sich das Abendbrot an,
welches stilecht aus Gläsern serviert wurde. Frisch gestärkt wurden nun die einzelnen Stationen nach und nach in
kleinen Gruppen besucht. Im Vordergrund der Stationen stand das praktische Arbeiten der Schüler. Die Praktiken des
Emaillierens wurden an der Station „Hochzeit von Glas & Stahl“ gezeigt. Dabei konnten die Schüler ihre eigenen
Schlüsselanhänger emaillieren, welche sie als Andenken mit nachhause nehmen konnten.
An der Station „Wellen(-Längen) Reiten mit Glas“ konnten zahlreiche spannende optische Besonderheiten von Glas
gezeigt werden. Unter den UV-Lampen begann Glas bunt zu Leuchten und Spannungen konnten unter polarisiertem
Licht sichtbar gemacht werden. Mit Hilfe des Polarisators bekamen die Schüler auch die Möglichkeit, selbst gehärtete
Scheiben zu untersuchen.
Direkt nebenan konnte das Handwerk des Glasblasens an der Station „Glas in Flammen“ selbst ausprobiert werden.
Dabei kamen keine Glasmacherpfeifen zum Einsatz, sondern Glasrohre, welche aufgeblasen werden konnten.
Zusätzlich dazu bestand die Möglichkeit, selbst Glasfäden zu ziehen und sich Anhänger oder ähnliches aus Glas zu
gestalten.
Im RefraLab in der Halle wurde es an der vierten Station deutlich heißer, denn es wurden „Glastränen“ ausgegossen.
Dabei konnten die Schüler sehen, welchen Einfluss die Glasfarbe auf die Verarbeitbarkeit hat. Die unterschiedlichen
Tränen wurden nach dem spannungsarmen Abtempern per Post den Schülern nachgeschickt.
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Kurz vor Mitternacht trafen sich alle Schüler und Beteiligten an der Glaswanne, wo pünktlich zum Schichtwechsel der
Freiberger Steiger angestimmt wurde. Nach Verteilung der Zertifikate wurde „Glühwein aus der
Glaswanne“ ausgeschenkt und das Nachtlabor in lockerer Umgebung beendet.
Ziel des Nachtlabors sollte sein, motivierte und interessierte Schüler zu gewinnen und auf den Studiengang KGB
aufmerksam zu machen. Die gewonnenen Kontakte sollen weiter ausgebaut werden. In Zusammenarbeit mit dem
Schülerlabor soll das Nachtlabor noch bekannter gemacht werden, so dass einer Fortsetzung im Jahr 2012 nichts im
Weg steht.
2011 wurden drei Schülerkollegs durchgeführt. Vom 16.-18.02.2010 sowie vom 13.-15.07.2010 fanden die
Schülerkollegs „Keramik-, Glas- und Baustofftechnik“ statt, diesmal –„Was Glas alles kann“ (Organisation: Dr. S. Hönig
und Kollegen) und „Moderne Baustoffe in Forschung und Praxis“ (Organisation: Dr. Westphal und Kollegen). Neben
Vorlesungen, Praktika und der traditionellen Abendveranstaltung mit den Studenten, Mitarbeitern und Professoren
fanden wieder Exkursionen statt (NARVA Brand-Erbisdorf, Scholl-Glas Nossen, GEOMIN Hermsdorf, Schwenk
Zement Bernburg), die großen Anklang bei den Teilnehmern fanden.
Schülerkolleg – „Was Glas alles kann, wo Glas überall drinsteckt“
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Im August 2011 wurde am Lehrstuhl für Glas- und Emailtechnik der Schüllerkolleg Glas durchgeführt. Auf Grund
ungünstiger Lage innerhalb der Ferien sowie verwaltungstechnischen Schwierigkeiten haben nur 3 Schüler an dem
Kolleg teilgenommen. Doch dadurch konnte eine intensive Betreuung der Schüler gewährleistet werden. Am ersten
Tag wurden die einzelnen Anlagen und Gerätschaften der Laborräume des Glaslehrstuhls, sowie des Silikatbaus
gezeigt und erklärt. Die Schüler konnten einiges selbstausprobieren und sich alles genau anschauen. Der Höhepunkt
war ein kurzer Impulsvortrag von Prof. Hessenkemper, wo sie erkannten, welches Potential Glas aufweist. Der Abend
klang mit einem gemeinsamen Grillen mit Studenten aus.
Am nächsten Tag wurden 3 Exkursionen durchgeführt. Zuerst ging es nach Freital ins Behälterglaswerk, wo den
Schülern gezeigt wurde, wie Saftflaschen hergestellt werden. Anschließend ging es zur Narva nach Brand Erbisdorf.
Dort wurde den Schülern die Glasherstellung von den Rohstoffen bis hin zum fertig verpackten Produkt Schritt für
Schritt erklärt. Besonders spannend war dabei der Blick in die Wanne. Nach einer kurzen Mittagspause ging es nach
Nossen in die Firma Scholl Glas, wo Flachglas zu verschiedensten Produkten weiterverarbeitet wird.
Am letzten Tag haben Mitarbeiter des Lehrstuhls aktuelle Forschungsschwerpunkte kurz vorgestellt und gezeigt, wo
Glas überall drinsteckt. Nachdem Aushändigen der Zertifikate stellten alle drei Schüler ein positiven Eindruck des
Kollegs dar und ein eventuelles Einschreiben in das Studium in Aussicht.
In den Herbstferien wurde nach dem Erfolg der Vorjahre das 6.Schülerkolleg „Ceramics meet Steel“ gemeinsam mit
dem Institut für Eisen- und Stahltechnologie organisiert (Kathrin Häußler, Michael Hötzel) und mit 18 Schülerinnen und
Schüler durchgeführt. Neben Vorlesungen über Keramik und Email erfuhren die Schüler Wissenswertes über die
Erzeugung von Eisen und Stahl. An verschiedenen Versuchsständen wurden Prüf- und Analysenmethoden für
feuerfeste Erzeugnisse, Stahl, Eisen sowie die Herstellung von Metallschmelzen und Emails ausprobiert. Die
Exkursionen führten bei diesem Kolleg in das Edelstahlwerk Freital, die Firma DURAVIT in Meißen sowie in die Firma
Omeras Lauter.
Schüler und Schülerinnen verschiedener Gymnasien weilten zu Projektwochen an der TU Bergakademie Freiberg und
wurden in verschiedenen Praktika in unserem Institut betreut und mit dem Studiengang Keramik, Glas- und
Baustofftechnik bekannt gemacht, u.a.:
Schüler der 11. und 13. Klassen des Beruflichen Gymnasiums „Julius Weisbach“ in Freiberg wurden während ihrer 2bzw. 1-wöchigen Praktika von Mitarbeitern der Bereiche Keramik und Glas betreut. Schüler der 10.Klasse der
Geschwister-Scholl-Gymnasiums und des Gymnasiums Frankenberg absolvierten 10-tägige Praktika im Institut.
Schülerbetreuung (CT)– 09.02.2011
- U. Ballaschk
Schülerpraktikum J.-Weisbach-Technisches Gymnasium (1 Schüler) – 28.02.-04.03.2011
- C. Weigelt
Schülerbetreuung am Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik –23.03.2011
- Dr. U. Fischer
- U. Ballaschk
Deutsche Hochschulinformationstage in Griechenland
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– Thessaloniki + Athen (Griechenland) – 01.-04.04.2011
- Hochschulmesse Aristoteles-Universität Thessaloniki 2011
- Deutsche Schule Athen 2011
- Hochschulmesse Goethe-Institut Athen 2011
- C. Wenzel, V. Roungos, K. Häußler
Schülerpraktikum (1 Schüler) – 23.-27.05.2011
- Dr. V. Stein
Schülerpraktikum (2 Schüler) – 23.-27.05.2011
- M. Hasterok
Studienwerbung am Geschwister-Scholl-Gymnasium Nossen – Juni 2011
- Dr. M. Hampel
„Praxisbezüge im Studium stärken“
Veranstaltung desSachsenmetall Unternehmensverbandes der Metall- und Elektroindustrie Sachsen e.V. – Freiberg –
14.06.2011
- Dr. U. Fischer, Dr. M. Hampel, Dipl.-Ing. S. Schafföner
Forschertag SFB799 Schülerwettbewerb „Ganz schön gerissen!“–23.06.2011
- C. Weigelt, K. Häußler
Schüler der Grundschule Freie Gemeinschaftliche Schule Maria Montessori Freiberg (14.11.2011)
- C. Biermann, C. Wenzel, S. Ludwig, K. Häußler, N. Gerlach
2.4.
Stipendiaten im IKGB
M.Sc. Mingliang Li
2.5.
Zhengzhou University, Henan / China
01.12.2010 – 31.10.2014
Gastwissenschaftler im IKGB
M.Sc. Wagner Moulin Silva
Fa. Magnesita Refratários S.A. / Brasilien
10.08.2009 – 31.09.2011
Prof. Dr. Georgios Kostakis
TU Kreta / Griechenland
06.10.2010 – 31.01.2011, 01.08. – 31.12.2011
Anna Chainikova
Russische chemisch-technologische Universität in Moskau
14.11.2011 – 27.11.2011
Nataliya Klimenko
Russische chemisch-technologische Universität in Moskau
14.11.2011 – 27.11.2011
2.6.
Exkursionen 2011
Große Exkursion der Studenten der Studiengänge KGB der TU Bergakademie Freiberg, der VŠCHT Praha und
der AGH Krakow– 26-30.09.2011 – T. Börner und S. Hönig (Betreuer) + Studenten des Studiengangs KGB
Innerhalb des Studiums ist es zur Tradition geworden gemeinsam mit den Studenten der Partnerinstitute aus Polen
und der Tschechischen Republik eine einwöchige Exkursionsfahrt im jeweiligen Gastgeberland durchzuführen. Dieses
Jahr war unser Institut mit der Organisation und Planung an der Reihe. Das Programm beinhaltete eine breite Palette
an einschlägigen keramischen, glasund baustofftechnischen Firmen bei denen die erworbenen theoretischen
Kenntnisse der zurückliegenden Semester durch den praktischen Einsatz erweitert und vertieft werden sollten. Es
wurden folgende Betriebe besucht:
Mo
- Cera System Verschleißschutz GmbH (Hermdsorf/Thür.)
Di
- Thüringer Behälterglas GmbH (Schleusingen )
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- PPC Insulators Elektrokeramik Sonneberg GmbH
Mi
- Technische Glaswerke Ilmenau GmbH
- TU Ilmenau, Fakultät für Maschinenbau, FG Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe
Do
- Wiegand-Glas GmbH (Steinbach am Wald )
- Deutsche FOAMGLAS GmbH (Schmiedefeld)
Fr
- Wienerberger Ziegelindustrie GmbH (Eisenberg)
Den besuchten Firmen gilt unser Dank für interessante und kompetente Führungen. Wie auch in den vergangenen
Jahren wurde die Studentenexkursion 2011 durch die großzügige finanzielle Unterstützung der Verbundnetz Gas AG
Leipzig ermöglicht, wofür wir uns herzlich bedanken.
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3.
Professur Keramik
Liebe Mitstreiter, liebe Freunde des IKGB,
Im Jahr 2011 wurden im Bereich der Keramik und Feuerfest zukunftsträchtige Meilensteine für die
Forschungsaktivitäten der kommenden Jahre gelegt. Neue Werkstoffe haben Schrittmacherfunktionen für international
wettbewerbsfähige Innovationen des 21. Jahrhunderts und sind damit ein Schlüssel zu neuen HochtechnologieProdukten der Zukunft. Die Leistungsfähigkeit der Werkstoffe hängt dabei maßgeblich von der Qualität und dem
Reinheitsgrad ab. Die Forderung nach erhöhter Qualität bzw. Homogenität der Werkstoffe und der damit
einhergehenden Leistungsfähigkeit machen eine gleichmäßigere Einstellung der chemischen Zusammensetzung und
eine deutliche Steigerung des Reinheitsgrades erforderlich. Die Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung des neu
bewilligten DFG- Sonderforschungsbereiches 920 „Multifunktionale Filter für die Metallschmelzefiltration – Ein Beitrag
zu Zero Defect Materials“ werden es ermöglichen, dass in Zukunft deutlich sicherere und gewichtreduzierte fehlerfreie
Werkstoffe zum Einsatz kommen. Die Koordination des DFG- Schwerpunktprogrammes 1418 „Feuerfest Initiative zur
Reduzierung von Emissionen“ eröffnet das Potential von kohlenstoffärmeren bzw. kohlenstofffreien
Feuerfestkomponenten. Bei einer Reduzierung bzw. Verzicht auf Kohlenstoff müssen für eine ausreichende
Thermoschock-beständigkeit grundlegende werkstoff- und verfahrenstechnische Konzepte in der Mikrostruktur(Werkstoffdesign) und Makrostrukturentwicklung (Werkstoffverbund) erarbeitet werden. Schließlich bereichert der SFB
799 TRIP-Matrix-Composite unsere Erfahrungsbasis im Bereich der Verbundwerkstoffe bzw. Werkstoffverbunde.
Der Einsatz der Druckschlickergusstechnologie für grobkörnige Feuerfestmassen, die 3D-Charakterisierung mittels
Computertomographie mit in situ Druckbeanspruchung und der Einsatz der EBSD – Phasenuntersuchungen im
Rasterelektronenmikroskop unterstreichen die Philosophie des Lehrstuhls, den Bogen von der Grundlagenforschung
über die Erforschung und Entwicklung neuer Messmethoden bis zur Pilotbauteilfertigung zu spannen. Der
Stahlgusssimulator leistet dabei einen essentiellen Beitrag sowohl für die Grundlagenforschung im Rahmen des SFB
920 und des SPP 1418 als auch für industrienahe Fragestellungen in enger Kooperation mit Endanwendern.
Zahlreiche industrienahe Projekte aus dem Energie-sektor, der Zement- und der Feuerfestindustrie bereichern sowohl
die Doktoranden als auch unsere Studenten. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat das VIPVorhaben “Selbstglasierende kohlenstoffgebundene Funktionalbauteile für die Stahlmetallurgie und die Gießerei mit
Selbstheilungseigenschaften“ für eine Vorhabenslaufzeit von 3 Jahren genehmigt. „Die Fördermaßnahme Validierung
des Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung – VIP des Bundesministeriums für Bildung und Forschung
(BMBF) ist Bestandteil der Hightech-Strategie der Bundesregierung. Mit ihr sollen Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler aus Hochschulen sowie aus öffentlichen Forschungseinrichtungen unterstützt werden, frühzeitig ihre
Forschungsergebnisse hinsichtlich technischer Umsetzbarkeit, Erschließung neuer Anwendungsbereiche sowie
wirtschaftlicher Potenziale zu überprüfen. VIP soll eine Brücke zwischen akademischer Forschung und wirtschaftlicher
Anwendung bauen“ (bmbf.de).
Diese positive Projektbilanz wurde mit gemeinsamen wissenschaftlichen Aktivitäten, u.a. Workshops, Kolloquien und
gemeinsamen wissenschaftlichen Arbeiten im Sinne von Diplomarbeiten und Dissertationen, begleitet von unseren
Partnerforschungseinrichtungen (IKTS, EMPA, ECREF, Wuhan University of Science and Technology, FIRRE, MORE)
und Industriepartnern, erreicht.
Für die Unterstützung beim Aufbau unserer keramischen und feuerfesten Innovationskette in Freiberg sei allen
Freunden, Förderern und insbesondere unseren Mitarbeitern herzlich gedankt.
Prof. C.G. Aneziris
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3.1.
Publikationen
3.1.1. Veröffentlichungen in Zeitschriften und Fachbüchern
ANEZIRIS, C. G. & FISCHER, U. 2011. Manche mögen es heiß: Keramische Filterwerkstoffe als „Hochtemperatur
Fliegenfänger“ für die Metallschmelze-Filtration. Jahresmagazin Ingenieurwissenschaften, Fokus Werkstofftechnologien ISSN 1618-8357, 26-30.
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GUTTE, H., BAUER, D. & GEHRE, P. 2011. Strukturaufklärung und Werkstoffentwicklung für innovative
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Energieversorgung. Neuruppin: TK-Verlag, S. 601-610.
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GLAGE, A., WEIDER, M., HASTEROK, M., WEIDNER, A., EIGENFELD, K., ANEZIRIS, C. G. & BIERMANN, H. 2011.
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WENZEL, C., WEIGELT, C. & ANEZIRIS, C. G. 2011. Verbundwerkstoffe aus Stahl und Keramik mit verbesserten
mechanischen Eigenschaften. 18. Symposium: Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde. Chemnitz. In: WIELAGE,
B. (ed.) Werkstoffe und werkstofftechnische Anwendungen. TU Chemnitz, Institut für Werkstoffwissenschaft und
Werkstofftechnik, Bd. 41, 46-51.
3.1.2. Vorträge und Poster
Aneziris, C.G.; Gehre, P.; Gerlach, N.: Grobkeramiken im System Al2O3-ZrO2-TiO2 für den Einsatz in
Vergasungsanlagen. 54. Internationales Feuerfestkolloquium Aachen, 19.-20.10.2011, Vortrag.
Coelle, D.; Aneziris, C.G.; Werner, J.: A Contribution to the characterization of the “Eisenberger Klebsand”, so called
“Luting sand”, As an economic resource and a sustainable raw material for refractories, 54. Internationales
Feuerfestkolloquium Aachen, 19.-20.10.2011, Vortrag.
Fischer, U.; Dudczig, S.; Roungos, V.; v. Gynz-Rekowski, C.: Feuerfest-Initiative zur Reduzierung von Emissionen –
„FIRE“, Schwerpunktprogramm 1418 der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Silikattechnisches Seminar, Freiberg,
23.05.2011, Vortrag.
Gehre, P.; Wenzel, C.; Aneziris, C.G.: „Neue Werkstoffe für den Einsatz in Verbrennungs- und Vergasungsanlagen“.
43. Kraftwerkstechnisches Kolloquium Dresden, 18.10.2011, Vortrag.
Gehre, P.; Wenzel, C.; Aneziris, C.G.: „Influence of the firing atmosphere on alumina based refractory castables used
in slagging gasifiers“. UNITECR 2011, Kyoto, 31.10.-02.11.2011, Vortrag.
Gehre, P.: Entwicklung keramischer Gießmassen auf Al2O3-Basis für die Verwendung in Vergasungsanlagen. 43.
Kraftwerkstechnisches Kolloquium 2011, Dresden, 18.10.2011, Poster.
Hampel, M.: Der Zusammenhang zwischen Gefügemerkmalen und physikalischen Eigenschaften bei feuerfesten
Magnesiakohlenstoff-Erzeugnissen. 4. Fachtagung Feuerfest- und Schornsteinbau, Düsseldorf, 28.06.2011, Vortrag.
Hampel, M.: Feuerfeste Werkstoffe im Fokus der Grundlagenforschung an der TU Bergakademie Freiberg.
Feuerfestsymposium „Einsatz von Feuerfestmaterialien im Bereich der Flüssigstahlproduktion“, Meißen, 22.09.2011,
Vortrag.
Schafföner, S.; Aneziris, C.G.; Klippel, U.: Druckschlickerguss von grobkörnigen, oxid-keramischen Schlickern zur
Herstellung von geformten Großbauteilen. DKG-Jahrestagung 2011, Saarbrücken, 28.-30. 03. 2011, Vortrag.
Schafföner, S.; Aneziris, C.G.; Klippel, U.: Pressure Slip Casting of Shaped Coarse Grained Refractories. UNITECR
2011, Kyoto, 30. 10. – 02. 11. 2011, Vortrag.
Schafföner, S.; Kulawinski, D.: Thermomechanische Ermüdung von druckgegossenen, kohlenstoffgebundenen
Feuerfesterzeugnissen – Keramische Verfahrenstechnik. MatWerk Akademie, Burg Schnellenberg, 02.-06. 05. 2011,
Poster und Vortrag.
Schlegel, E.; Aneziris, C.G.; Hölscher, T.: Alkali corrosion resistant thermal insulating materials based on calcium
aluminates – A theoretical evaluation of phase diagrams. Proc. 54thInternat. Coll. On Refractories, Oct.19th/20th, 2011,
Aachen, Germany, 53-56
Schlegel, E.; Hölscher, T.; Schneider, H.-J.: Gamma-CALUTHERM – As a new alkali resistant insulation material.
Proc. 54thInternat. Coll. On Refractories, Oct.19th/20th, 2011, Aachen, Germany, 57-60
Schlegel, E.; Aneziris, C.G.; Hölscher, T.; Schneider, H.-J.: Alkali resistant thermal insulation materials based on
calcium aluminates. UNITECR 2011, Congress 12th Biennial Worldwide Conf. on Refractories, Oct. 30th/Nov. 2th, 2011,
Kyoto/Japan, paper 1-B1-17, Abstracts, 46
Seifert, H.: Non-destructive testing of refractories. XVII. International Conference on Refractories, Praha, 10. - 11. 05.
2011, Vortrag
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Seifert, H., Dudczig, S.: Investigation of the strength behaviour of unfired refractories at elevated temperatures. XVII.
International Conference on Refractories, Praha, 10. - 11. 05. 2011, Vortrag
Stein, V.; Aneziris, C.G.; Guéguen, E.: Contribution to the Characteristic Improvement of carbon bonded doloma
refractories by addition of TiO2. 54. Internationales Feuerfestkolloquium Aachen, 19.10.2011, Vortrag zum EirichAward 2011.
Wenzel, C.; Weigelt, C.; Aneziris C.G.: Verbundwerkstoffe aus Stahl und Keramik mit verbesserten mechanischen
Eigenschaften. 18. Symposium: Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde Chemnitz, Technische Universität
Chemnitz, 30.03.-01.04.2011, Vortrag.
Weigelt, C.; Aneziris, C. G. MMC-Wabenstrukturen aus TRIP-Stahl und MgO-teilstabilisiertem ZrO2 durch bildsame
Formgebung. DGM Fachausschuss Zellulare Werkstoffe, Freiberg, 10.-11.05.2011
Werschy, M.; Reusse, E.; Trimis, D.; Gerlach, N.: Innovative natural gas-fired porous burners for industrial high
temperature applications. 9th European Conference on Industrial Furnaces and Boilers, 26. – 29.04.2011, Estoril,
Portugal), Vortrag.
Sieland, R.; Merkel, B.; Schön, A.; Schreckenbach, J.; Ballaschk U.; Knöller, K.: Lithiumgewinnung in Bolivien Hydraulische und geochemische Erkundung des Salar de Uyuni. Statusseminar „Forschungsaufträge im Bereich
Rohstoff- und Lagerstättenforschung“, 12. Mai 2011, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe und
Deutsche Rohstoffagentur, Hannover.
3.1.3. Erteilte Patente
Aneziris, C.G.; Gehre, P.; Meyer, B.; Wenzel, C.: Auskleidungsmaterial für Vergasungsanlagen bestehend aus einem
alkalikorrosionsbeständigen und temperaturwechselbeständigen chromoxid- und kohlenstofffreien oxidkeramischen
Werkstoff und seine Verwendung. Internationale Patentanmeldung PCT/EP2011/069964. Anmeldedatum: 11.11.2011.
Aneziris, C.G.; Dudczig, S.; Emmel, M.: Keramische reaktive Filter für die Metall-schmelzefiltration. Aktenzeichen 10
2011 109 684.5, Anmeldetag: 08.08.2011
Aneziris, C.G.; Emmel, M.: Verfahren zur Herstellung kohlenstoffhaltiger und/oder kohlenstoff-gebundener keramischer
Metallschmelze-Filter. Aktenzeichen 10 2011 109 682.9, Anmeldetag: 08.08.2011
Aneziris, C.G.; Dudczig, S.; Emmel, M.: Keramische Filter für die Metallschmelzefiltration auf der Grundlage gängiger
Metallschmelze- Filtergeometrien und Verfahren zu ihrer Herstellung. Aktenzeichen 10 2011 109 681.0, Anmeldetag:
08.08.2011
Aneziris, C.G.; Roungos, V.: Kohlenstoffgebundene feuerfeste Formkörper oder Massen mit verbesserten
thermomechanischen Eigenschaften. Aktenzeichen 10 2011 103 116.6, Anmeldetag: 01.06.2011
Kassahun, A.; Jenk, U.; Schmidt, G.; Ninde, K.; Hache, M.; Uhlig, U.; Ulbricht, J.: Reaktives Material zur Stimulierung
mikrobieller Stoffwechselvorgänge für die nachhaltige Immobilisierung anorganischer Schadstoffe in
schadstoffbelasteten Wässern. Aktenzeichen 10 2011 012 346.6, Anmeldetag: 24.02.2011
Moritz, K.; Aneziris, C.G.; Wenzel, C.; Gerlach, N.: Druckschlickergießverfahren für deagglomerierte Schlicker auf der
Basis keramischer, metallokeramischer oder metallischer Pulver mit Teilchengrößen im Bereich von 20 nm bis 50 µm.
Aktenzeichen 10 2011 117 764.0, Anmeldetag: 07.11.2011.
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3.2.
Forschungsprojekte
3.2.1. Abgeschlossene Forschungsprojekte
Formgebung von grobkörnigen, oxidkeramischen Schlicker mit Hilfe der Druckschlickergusstechnologie von
Großbauteilen hoher Dichte (DFG-Vorhaben AN322/20-1)
Projektleiter/Bearbeiter:
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. U. Klippel / Dipl.-Ing. S. Schafföner
05/2009 – 04/2011
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Motivation
Im Rahmen dieses Projektes wurde erstmalig die Formgebung von grobkörnigen, oxidkeramischen Schlickern
mittels der Druckschlickergusstechnologie für die Herstellung von geformten Großbauteilen hoher Dichte untersucht.
Ziel war es, die Formenvielfalt für grobdisperse keramische Werkstoffe zu erweitern, Produkteigenschaften zu
verbessern bzw. Formgebungstechnologien mit hohem Arbeitsaufwand zu ersetzen. Im Vordergrund stand die
Untersuchung der Mikro- und Makrostrukturentwicklung von Werkstoffen bzw. Bauteilen auf der Basis von Grob- und
Feinkornfraktionen bis 3 mm als Funktion des Druckes, der Korngrößenverteilung und des rheologischen
Fließverhaltens, verbunden mit der Zugabe von unterschiedlichen temporären Additiven, im grünen und gesinterten
Zustand.
Zusammenfassung der Ergebnisse
Mit Hilfe hochauflösender Computertomographie wurde die Mikrostruktur, wie Lunker, Risse und
Dichteunterschiede, als Funktion der verfahrenstechnischen Parameter und des rheologischen Fließverhaltens
untersucht. Zusammen mit der Erfassung der mechanischen und physikalischen Eigenschaften und der
Mikrostruktur mittels Licht-/Rasterelektronenmikroskopie wurden erstmals die Potentiale der Druckschlickergusstechnologie für grobkörnige Systeme aufgedeckt.
Es konnten großformatige Scherben (200 mm x 200 mm x 38 mm) hoher Grünfestigkeit ohne Beschädigungen mit
minimalen Gradienten aufgrund von Entmischung hergestellt werden. Zusammen mit der Messung von
physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Proben aus dem oberen und unteren Teil gebrannter
Scherben konnte festgestellt werden, dass keine oder nur eine unwesentliche Sedimentation des Grobkornanteils
des Schlicker stattfand. Eine druckabhängige Modellvorstellung für die Scherbenbildung wurde anhand des
erweiterten klassischen Filtrationsmodells erarbeitet.
Druckschlickerguss-Formgebung von oxidkeramischen Submikron-Schlickern mit Nano-Zusätzen für KnieImplantate (Förderkennzeichen: ZIM KF 2216802OH0)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. K. Moritz
08/2010 – 10/2011
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
AiF-ZIM-Kooperationsprojekt
Mathys Orthopädie GmbH
Motivation
Die in der Geschirr- und Sanitärkeramik etablierte Druckschlickergussformgebung als Material und Arbeitsschritte
sparendes Verfahren sollte auf die Erzeugung von Knieimplantatkomponenten aus der DispersionsHochleistungskeramik ATZ (Alumina Toughened Zirconia) übertragen werden.
Aus dem Submikron-Ausgangspulver wurden über rheologische Untersuchungen und Versuche in einer EigenbauDruckfiltrationsapparatur für den Druckschlickerguss geeignete Suspensionen entwickelt, welche die Ausbildung
einer dichten, homogenen Partikelpackung in den Grünkörpern ermöglichten.
Verschiedene Formenmaterialien wurden getestet und geeignete Bedingungen gefunden, unter denen ein Scherben
aus dem sehr feinen Ausgangsmaterial über den deutlich größeren Poren der Form gebildet werden konnte. Der d50Wert der Partikelgrößenverteilung, ermittelt nach Verdünnung der verschiedenen Suspensionen, lag im Bereich von
0,33 bis 0,4 µm.
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In der Druckfiltrationsapparatur wurden plattenförmige Grünkörper mit einem Durchmesser von ca. 70 mm und
Dicken von 8 bis 10 mm erzeugt. Die Grünlingsrohdichten betrugen bis zu 60,8 % th. D.. Die Häufigkeitsverteilungen
der Porenradien, gemessen mittels Quecksilberdruckporosimetrie, wiesen Maxima im Bereich zwischen 40 und 60
nm auf, wobei mit steigender Dichte und Homogenität der Teilchenpackung die Verteilung enger wurde (Maximum
bei 40 - 50 nm). Biaxiale Biegeversuche an Sinterkörpern beim Projektpartner liesen auf sehr gute mechanische
Eigenschaften schließen.
Mittels einer Druckschlickergussanlage DGM 80D der Fa. Dorst wurden unter Verwendung einer speziell dafür
entwickelten Form erste Versuche zur Erzeugung eines Demonstrators (Femurunischlitten) durchgeführt.
Optimierung der Kompaktierung von Solarsilizium
Projektleiter/ Bearbeiter:
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. M. Siebert
06/2008 – 05/2011
Joint Solar Silicon GmbH & Co. KG
Motivation
Inhalt des Forschungsprojektes waren wissenschaftliche Untersuchungen zum tribologischen Verhalten
verschiedener Hochleistungskeramiken gegenüber Siliziumpulver. Hintergrund war der Einsatz der Keramik als
Walzenmaterial bei der Agglomeration von Siliziumpulver. Ziel war die Bewertung der Eignung der Keramiken für
den Einsatzfall.
Machbarkeitsstudie III – Druckschlickergießen
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. N. Gerlach
02/2011 – 09/2011
Siemens AG, Power Generation SE13
Motivation
In den 2009 und 2010 vorangegangenen Machbarkeitsstudien wurde die prinzipielle Machbarkeit der Herstellung
von Hitzeschilden durch das Druckschlickerguss-Verfahren nachgewiesen. Im ersten Projekt wurden zunächst
Schlicker mit einem Größtkorn von max. 3 mm hergestellt, die in der zur Verfügung stehenden Anlage in Freiberg
gefördert und gegossen werden konnten. Im Nachfolgeprojekt wurden neue fließ- und förderfähige sowie sehr
stabile Schlicker entwickelt und die Gießform optimiert. Im Ergebnis wurden erfolgreich Hitzeschilde als erste
Prototypen mit den im Projekt geforderten physikalischen Eigenschaften hergestellt. Eine Fortsetzung der Studie war
erforderlich, um die Reproduzierbarkeit des Druckschlickerguss-Verfahrens nachzuweisen und den Produktionsablauf weiter zu optimieren. Hierzu sind ebenfalls die Entwicklung einer geeigneten Schlicker-Qualifizierung sowie
die umfassende Charakterisierung der Prototypen erforderlich
Eine Reproduktion der Versätze zu Beginn des Projektes bei Dorst, brachte durchgehend positive Ergebnisse. Die
hergestellten Schlicker waren sehr stabil und zeigten kein Absetzen, auch nach 24 Stunden. Das grobe Korn war
auch in der Oberfläche zu erkennen. Vor und nach dem Brand traten keine Risse auf. Die mechanischen
Eigenschaften entsprachen den Ergebnissen aus dem Vorgängerprojekt. Der dynamische E-Modul lag im
geforderten Bereich. Mit Hilfe einer neuen Form konnten alle Hitzeschilde erstmals in der Druckgussanlage des
IKGB horizontal gegossen werden. Während der letzten Gießversuche konnte noch einmal die Gießzeit verkürzt
werden und lag zuletzt bei 23 min.
Optimierung von kohlenstoffgebundenen Dolomit-Erzeugnissen
Laufzeit:
Partner:
Jahresbericht 2011
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. V. Stein
07/2008 – 10/2011
Magnesita Refratários S.A.
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Motivation
Ziel der Arbeit ist die Untersuchung von Wechselwirkungen von Mikro- und Nanometeradditiven auf Metall und
Metalloxidbasis mit kohlenstoffgebundenen Dolomit – Erzeugnissen. Die Erzeugnisse werden nach der kalten
Formgebung hergestellt. Ziele sind sowohl verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit als auch verbesserte
mechanische und physikalische Eigenschaften.
Zusammenfassung:
Im Rahmen des Projektes wurden feuerfeste Verbundwerkstoffe im Sytem CaO-MgO-C grundlegend untersucht. Der
Fokus lag hierbei auf der Manipulation der Kohlenstoff-Bindematrix durch die Zugabe von funktionskeramischen
Materialien, welche bei hohen Temperaturen und unter reduzierenden Bedingungen Elektronen emittieren.
Untersuchte Materialien waren zum Beispiel TiO2, ZrO2 und CeO2. Untersucht wurden unter anderem der
Restkohlenstoffgehalt der Proben nach dem Verkokungsbrand sowie die Entwicklung der Kohlenstoffphasen. Die
Ergebnisse konnten einen wesentlichen Beitrag zum Grundverständnis der Wechselwirkung zwischen diesen
funktionskeramischen Materialien und der Kohlenstoffbindematrix dieser Verbundwerkstoffe leisten. Es wurden
hierdurch wesentliche Verbesserungen der Werkstoffeigenschaften erzielt. Weiterhin wurden weitere positive
Wechselwirkungen der eingebrachten Additive mit dem Werkstoff infolge von Hochtemperaturreaktionen und in-situ
Phasenneubildungen nachgewiesen. Ebenfalls erfolgte eine Übertragung der Ergebnisse in den industriellen
Maßstab. Hierbei wurde der Werkstoff erfolgreich in einem AOD Konverter getestet.
3.2.2. Laufende Forschungsprojekte
Sonderforschungsbereich SFB 799 der Deutschen Forschungsgemeinschaft
„TRIP-Matrix Composite: Design zäher, umwandlungsverstärkter Verbundwerkstoffe und Strukturen auf FeZrO2-Basis“
Geplante Laufzeit: 2008 – 2020
Erster Projektzeitraum: 2008 – 2012
Sprecher des SFB 799:
Prof. Dr.-Ing. habil. Horst Biermann, Institut für Werkstofftechnik, TU BAF
Stellvertretender Sprecher des SFB 799:
Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Aneziris, IKGB, TU BAF
Die Vision dieses SFB ist die Erforschung einer neuen Klasse von Hochleistungs-Verbundwerkstoffen mit dem
Namen TRIP-MATRIX-COMPOSITE auf der Basis von TRIP-Stählen und Zirkoniumdioxid-Keramiken (TRIP:
transformation-induced plasticity). Die Erforschung neuartiger Werkstoffe, Strukturen und Verfahren sowie ein an
die Bionik angelehntes intelligentes Design der Mikro- und Makrostruktur ermöglichen höchstbeanspruchbare
Komponenten mit bahnbrechenden Eigenschaften für die Sicherheit der Insassen von Kraft-, Schienen- und
Luftfahrzeugen. (www.tu-freiberg.de/ze/sfb799)
Teilprojekt A1
Phasenumwandlungsfähige ZrO2-haltige Makrostrukturen für die Herstellung von KeramikStahlverbundwerkstoffen durch Infiltration (SFB 799 / Teilprojekt A1)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Wenzel /
Dipl.-Ing. M. Hasterok
07/2008 – 03/2012
Sonderforschungsbereich 799 „TRIP-Matrix-Composite“
Motivation
Ziel des ersten Abschnitts des Teilprojekts A1 ist die Entwicklung keramischer Formkörper mit speziellen
Makrostrukturen als Grundlage für neuartige Verbundwerkstoffe, die die mechanischen Vorteile des TRIP-Stahles
mit der Umwandlungsverstärkung von MgO-teilstabilisiertem Zirkoniumdioxid kombinieren und sich insbesondere
Jahresbericht 2011
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durch hohe Festigkeit, Zähigkeit und Schwingungsdämpfung auszeichnen. Die Herstellung dieser
Verbundwerkstoffe soll anschließend über eine erzwungene Stahlschmelzeinfiltration oder/und eine
grenzflächenaktivierte Infiltration dieser Keramikkörper erfolgen.
Teilprojekt A5
Kalte bildsame Formgebung sowie kaltes Fügen von Keramikpartikel-Stahl-Sinterwerkstoffen (SFB 799 /
Teilprojekt A5)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Weigelt
07/2008 – 03/2012
Motivation
Inhalt des Teilprojekts A5 ist die Entwicklung eines neuartigen Verbundwerkstoffes aus TRIP-Stahl und
MgO-teilstabilisiertem Zirkoniumdioxid, der die mechanischen Vorteile des TRIP-Stahles mit der
Umwandlungsverstärkung der ZrO2-Keramik kombiniert und im Kaltzustand aus einer bildsamen Masse durch
Extrudieren zu komplizierten Bauteilgeometrien geformt und anschließend gesintert werden kann. Neben den
verarbeitungstechnischen Vorteilen werden hervorragende Materialeigenschaften wie gute Dehnbarkeit, Festigkeit
und Verfestigung sowie hohe Energieabsorption bei einem sehr geringen Bauteilgewicht erwartet.
Teilprojekt B5
2D und 3D in-situ-Charakterisierung von Verformung und Schädigung
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr. rer. nat. H. Berek
07/2008 – 03/2012
Motivation
Im Teilprojekt B5 sollen die Verbundwerkstoffe direkt bildgebend charakterisiert werden. Im REM wird die
Probenoberfläche in 2D unter quasi-statischer und unter zyklischer Beanspruchung untersucht. Damit können die
Dehnungsfelder und die Schädigungsmechanismen direkt unter Last ermittelt werden. Durch 3D-Untersuchungen im
Computertomographen soll auch das Innere der Verbundwerkstoffe charakterisiert werden. Besondere Relevanz
werden in-situ-Verformungsversuche im CT haben. Somit kann direkt auf die Einflüsse der Morphologie der
Keramik, der Herstellungsroute und der Eigenschaften der Grenzflächen geschlossen werden.
Sonderforschungsbereich SFB 920 der Deutschen Forschungsgemeinschaft
„Multifunktionale Filter für die Metallschmelzefiltration – ein Beitrag zu Zero Defect Materials“
Erster Projektzeitraum: 2008 – 2012
Sprecher des SFB 799:
Stellvertretender Sprecher des SFB 799:
Prof. Dr.-Ing. habil. Horst Biermann, Institut für Werkstofftechnik, TU BAF
Die Forderung nach erhöhter Metallqualität und geringeren Ausschussraten seitens der Anwender und
Weiterverarbeiter machen eine gleichmäßigere Einstellung der chemischen Zusammensetzung und eine verstärkte
Kontrolle des Reinheitsgrades erforderlich. Die Vision dieses SFB ist die Einstellung exzellenter, an die
Bauteilbeanspruchung angepasster funktionaler und adaptiver mechanischer Eigenschaften für einen
Innovationsschub in Sicherheits- und Leichtbaukonstruktionen. Dieses Ziel soll mittels einer erheblichen
Reduzierung von anorganischen nichtmetallischen Einschlüssen in der Metallmatrix beim Einsatz intelligenter
Filterwerkstoffe bzw. Filtersysteme erreicht werden. Mit einer funktionalisierten Filteroberfläche und in
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Kombination mit maßgeschneiderten Druckverhältnissen in den porösen Funktionshohlräumen soll die Abscheidung
der Einschlüsse an der Filteroberfläche des Filters erheblich verbessert werden. Die Erforschung neuartiger
Filterwerkstoffe sowie ein an die Filtrationstechnik angelehntes modellunterstütztes Filterdesign der Mikro- und
Makrostruktur mit 17 Antragstellern aus vier Fakultäten sollen die Herstellung von dünn- als auch dickwandigen,
höchstbeanspruchbaren Komponenten auf Basis Stahl, Eisen, Aluminium und Magnesium mit bahnbrechenden
Eigenschaften – Festigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsresistenz- für die Sicherheit der Insassen von Kraft-, Schienenund Luftfahrzeugen ermöglichen. Darüber hinaus werden zukunftsträchtige Anwendungsfelder in der
Elektronikindustrie am Beispiel Filtration von Kupfer und Silizium, in der Verpackungsindustrie am Beispiel
Aluminiumfolien und in der Filtrationstechnik und Konditionierung von Behandlungsschlacken erschlossen.
Teilprojekt A01
Kohlenstoffgebundene Filterwerkstoffe und Filterstrukturen mit aktiven und reaktiven Funktionshohlräumen
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / M.Eng.M. Emmel
07/2011– 06/2014
Sonderforschungsbereich 920
„Multifunktionale Filter für die Metallschmelzefiltration““
Motivation
Motivation
Ziel des Teilprojekts ist die Erforschung neuer aktiver und reaktiver keramischer Filterwerkstoffe auf der Basis von
kohlenstoffgebundenem Aluminiumoxid (Al2O3-C) und kohlenstoffgebundenem Magnesiumoxid (MgO-C) für die
Herstellung dünn- und dickwandiger Stahlbauteile. Durch die gezielte Einstellung der Grenzflächenspannungen an
der Kontaktstelle zwischen fester Filterwand, festem Einschluss und metallischer Schmelze soll die
Filtrationseffizienz gegenüber oxidhaltigen Einschlüssen deutlich gesteigert werden. Dabei werden die folgenden drei
Werkstoffkonzepte zur Funktionalisierung der Oberfläche verfolgt:
a)
Al2O3-C-Filter mit aktiven Funktionshohlräumen durch Beschichtung
b)
Al2O3-C-Filter mit aktiven Funktionshohlräumen durch Erzeugung eines hohen „amorphen“
Kohlenstoffanteils
c)
Entwicklung eines neuen MgO-(Mg)-C-Filterwerkstoffs mit reaktiven Funktionshohl-räumen.
Durch Versuche in einem speziellen Erhitzungsmikroskop werden die Adhäsionsarbeit zwischen Filterwand und
Einschlüssen ermittelt sowie die Aktivierungsenergien der drei Benetzungsstadien berechnet. In einem konfokalen
Laser Scanning Mikroskop (KLSM) mit einer Heizkammer bis 1700 °C soll die Bewegung gezielt eingebrachter
oxidischer Partikel in Stahlschmelzen in Echtzeit mit Hilfe einer Autofokus-Einheit untersucht werden. Dadurch soll
die Wirkung attraktiver und repulsiver Kräfte zwischen den Teilchen in Abhängigkeit von der Temperatur und deren
Größe bewertet werden. Als Filterstrukturen dienen 10 ppi-Schaumkeramiken, Hohlspaghetti-Strukturen, dünne,
poröse Substrate aus der keramischen Papierfertigung oder der bildsamen Formgebung und Kombinationen dieser
Ausgangs-strukturen.
Teilprojekt A02
Oxidhaltige Filterwerkstoffe und Filterstrukturen mit aktiven und reaktiven Funktionshohlräumen
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Voigt
07/2010 – 06/2014
Motivation
Motivation
Ziel des Teilprojekts ist die grundlegende Untersuchung aktiver und reaktiver Filterwerkstoffe bei der
Aluminiumschmelze-Filtration für die Herstellung dünn- und dickwandiger Aluminiumbauteile. Durch die gezielte
Einstellung der Grenzflächenspannungen an der Kontaktstelle zwischen Filterwand, festem Einschluss und
metallischer Schmelze soll die deutlich gesteigert werden. Es werden drei grundsätzliche Werkstoffkonzepte für die
Funktionalisierung der Filteroberflächen verfolgt:
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a)
Aktive, kristalline Beschichtungen auf Aluminiumoxid-Trägermaterialien
Beschichtungen auf Basis Magnesiumaluminat-Spinell, Mullit, Schamotte und Naturrohstoff Klebsand (60 % SiO2 und
ca. 40 % Alumosilikate auf Basis von Kaolin bzw. Illiten) werden für die Entfernung von Einschlüssen mit ähnlicher
Chemie eingesetzt. Diese Werkstoffe werden kalt mittels Sprühens aufgebracht und nachträglich thermisch
wärmebehandelt.
b)
Aktive, amorphe Beschichtungen auf Aluminiumoxid-Trägermaterialien
In Vorversuchen in einem speziellen Erhitzungsmikroskop wurde festgestellt, dass amorphe SiO2-Substrate besser
als kristalline SiO2-Substrate von fayalithaltigen Einschlüssen benetzt werden. Um aktive amorphe Schichten zu
erzeugen, werden Glasfritten auf der Basis SiO2, B2O3, Al2O3 und CaO in Kombination mit Borax verwendet und auf
Aluminiumoxid-Trägermaterialien kalt aufgebracht und nachträglich wärmebehandelt. Eine weitere interessante
Beschichtungsalternative bietet amorphes Kieselglas.
c)
Reaktive, kristalline Spodumen (LiAl[Si2O6])-Beschichtungen auf Aluminiumoxid-Trägermaterialien
Durch die Reaktion zwischen dem Spodumen-Filterwerkstoff und Wasserstoff aus der Aluminiumschmelze soll ein
komplexes Anion [Li2O2H] gebildet werden, das beim Erstarren in der Schmelze nicht disproportioniert. Damit wird ein
reaktiver Beitrag zur Reduzierung von Wasserstoff in Aluminiumschmelzen geleistet.
Als Filterstrukturen dienen in den ersten zwei Jahren die bewährten Schaumkeramik-makrostrukturen in der
Ausführung 30 ppi. Weiterhin werden Hohlspaghettistrukturen mit Mikro- und Makroporen bereitgestellt und mit
Schaumkeramik oder keramischen, porösen Papierstrukturen oder keramischen, porösen Flachsubstraten (aus der
bildsamen Formgebung) verbunden, um neue Kombi-Filter zu entwickeln.
Beim Einsatz eines atmosphärischen Rasterelektronenmikroskops (AREM) mit eingebautem Heiztisch sollen
Bewegung und Agglomeration von erzeugten oder bewusst eingebrachten Einschlüssen in einer Aluminiumschmelze
in Kontakt mit dem Tiegel, welcher mit den aktiven bzw. reaktiven Filterwerkstoffen beschichtet ist, beobachtet
werden. EDX- und EBSD-Analysen im REM sowie computertomographische Untersuchungen unterstützen die
Interpretation der Ergebnisse, insbesondere der Makro- und Mikrostrukturbildung der Filter. Schließlich werden in
einem speziellen Erhitzungsmikroskop das Ausbreitungsmaß und der Abrollwinkel von Schlacken auf der Basis der
Einschlüsse in Kontakt mit den aktiven Filterwerkstoffen erfasst.
Teilprojekt CO1
Erfassung der Filtrationseffizienz von reaktiven Filterwerkstoffen in Kontakt mit Metallschmelzen durch die
Bestimmung von Clogging-Faktoren
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. S. Dudczig
07/2010 – 06/2014
Motivation
Im Rahmen dieses Teilprojektes soll über die Erfassung von so genannten Clogging-Faktoren die Filtrationseffizienz
verschiedener aktiver und reaktiver Filterwerkstoffe charakterisiert werden. Die experimentellen Untersuchungen
werden unter Verwendung von Metallschmelzen mit exogenen und endogenen Einschlüssen in einem
Metallgusssimulator durchgeführt. Dabei wird der Tauchausguss aus aktiven und reaktiven Filterwerkstoffen
unterschiedlicher Art, Beschichtung, Korngröße, Porosität und Rauigkeit bestehen, an denen das - für die Filtration
erwünschte - Clogging-Verhalten systematisch untersucht werden soll.
Der Metallgusssimulator mit voll kontrollierter Atmosphäreneinstellung und Überwachung umfasst eine induktive
Schmelzeinheit sowie ein induktiv beheiztes Verteilersystem mit Mehrfachdüsen und -kokillen, die jeweils an eine
Waage gekoppelt sind. Mit Hilfe der Schlickergusstechnologie werden keramische Düsen-Modellbauteile auf Basis
der Trägerfilterwerkstoffe und deren aktiven bzw. reaktiven Phasen aus den in den Projekten TP A01 und TP A02
vorgestellten Materialien hergestellt und hinsichtlich ihrer Mikrostruktur charakterisiert. Ziel ist es, Filterwerkstoffe mit
ihrer definierten Mikrostruktur auf eine spezielle Düsengeometrie zu überführen. In dem Metallgusssimulator werden
die Wechselwirkungen zwischen Metallschmelze, Einschlüssen und Filterwerkstoff bei unterschiedlichen
Gießtemperaturen und Atmosphären in Abstimmung mit den Projektpartnern des Gießerei-Instituts erforscht. Die
Evaluierung des Clogging-Prozesses bzw. der Filtrationswirkung wird über das Verhältnis von theoretischem
Metallmassenstrom zu tatsächlichem Metallmassenstrom je keramische Düse durchgeführt. Da mehrere Düsen
simultan beansprucht werden, kann erst-mals eine statistische Ergebnisauswertung erfolgen.
Jahresbericht 2011
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Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen, EDX- und EBSD-Analysen im REM sowie computertomographische
Untersuchungen unterstützen die Interpretation der Ergebnisse, insbesondere der Strukturbildung einschließlich der
Benetzung und Haftung der Einschlüsse an der Filterwand und deren Grenzflächen. Die QuecksilberDruckporosimetrie dient der Erfassung der Porengrößenverteilung am Düsenwerkstoff im Ausgangszustand und
nach dem Metallschmelzeversuch. Als Metallschmelzen dienen in der ersten Förderperiode die Stahllegierung
42CrMo4 und die Aluminiumlegierung AlSi7Mg. Über die Registrierung der tatsächlichen Clogging-Faktoren, der
Metallschmelzemasseraten, im Vergleich mit den Benetzungswinkeln, Abrollwinkeln und der Ermittlung der
dynamischen Adhäsionsarbeit (aus den TP A01 bzw. A02) und den Ergebnissen aus den TP A05 und A06 werden
entscheidende Bei-träge für das Verständnis der Kinetik der Clogging-Mechanismen im Sinne der Abscheidung von
Einschlüssen an Filterkeramiken in Kontakt mit Metallschmelzen erbracht. Darüber hinaus wird eine Korrelation
zwischen Clogging-Faktor und Filtrationswirkungsgrad mit den Ergebnissen aus den realen Schmelzeversuchen in
den TP C03 und C04 angestrebt. Daraus kann dann der tatsächliche Beitrag der aktiven Filterwerkstoffe für eine
erhöhte Filtrationseffizienz identifiziert werden.
Teilprojekt S01- II
Probenpräparation, Filtrationswirkungsgrad, Computertomographie
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Prof. Dr.-Ing. habil. H. Biermann /
Dipl.-Ing. U. Ballaschk
07/2011– 06/2015
Motivation
Inhalt des Teilprojekts sind computertomographische Untersuchungen an Schaumkeramikfiltern. Es werden
unterschiedliche Filterzustände der Filterstrukturen aus den TP A01 und A02 nach der Urformgebung, der
Filterstrukturen nach der thermischen Wärmebehandlung (Pyrolyse, Sinterbrand) und der Filterstrukturen nach dem
Gießprozess mit anhaftenden, nichtmetallischen Einschlüssen aus Proben, die durch reale Giessversuche im
Serviceprojekt S03 bereitgestellt werden. Weiterhin werden die mit Schmelze und Einschlüssen beaufschlagten
Düsengeometrien und Segmente aus den Düsengeometrien aus dem TP C01 mit höherer Auflösung im CT
untersucht. Die Art der Abscheidung im Sinne z. B. einer Clusterbildung der Einschlüsse und/oder der Agglomerate
an der aktiven Oberfläche liefert wichtige Hinweise zur Interpretation der Clogging-Faktoren für die TP B01, B02 und
insbesondere B04, die sich mit den Filtrations- bzw. Agglomerationsmechanismen der Einschlüsse befassen.
Integriertes Graduiertenkolleg des SFB 920 (MGK)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris /
Prof. Dr.-Ing. habil. H.
Biermann / Dr.-Ing. Undine Fischer
07/2011– 06/2015
Motivation
Das Ziel des Graduiertenkollegs ist es, Doktoranden zu einer selbstständigen, exzellenten Forschungstätigkeit zu
befähigen. Das Graduiertenkolleg bietet dazu eine ganzheitliche Ausbildung an, die sowohl Fach- und
Methodenkenntnisse als auch soziale und kommunikative Fähigkeiten umfasst. Durch diese komplexe
Herangehensweise sollen hochqualifizierte Nachwuchskräfte auf eine Laufbahn in der Wissenschaft bzw. in der
Wirtschaft vorbereitet werden. Die Strukturen des Graduiertenkollegs sollen eine individuelle Betreuung und
Förderung ermöglichen sowie Kollegiaten motivieren, sich mit ihrem Wissen, ihren Ideen und ihrer Kreativität in den
SFB einzubringen.
Jahresbericht 2011
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Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereiches 920 (Z)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. Undine Fischer
07/2011– 06/2015
Motivation
Im Zentral-Projekt werden die organisatorischen und administrativen Aufgaben des SFB gebündelt. Insbesondere
wird die Koordination der wissenschaftlichen Arbeiten für die Berichte (Jahres- und Abschlussbericht) und den
Verlängerungsantrag durch den Geschäftsführer übernommen. Der Geschäftsführer steht dem TP-Leiter und den
wissenschaftlichen Mitarbeitern in allen organisatorischen und administrativen Fragen zur Verfügung. Weiterhin
sollen die finanziellen Angelegenheiten, die den SFB als Ganzes betreffen, durch das Zentralprojekt übernommen
werden. Dies betrifft das Rechnungswesen, die Verwaltung der zentral zugewiesenen Mittel, die Verwaltung der
Mittel für das Integrierte Graduiertenkolleg und für das Service-Projekt sowie die Mittel für die Programmpauschale,
soweit sie nicht an die Teilprojekte direkt zugewiesen werden. Das Zentralprojekt stellt damit die Schnittstelle
zwischen den Teilprojekten mit dem Vorstand des SFB, der Hochschulleitung, der Hochschulverwaltung sowie der
Deutschen Forschungsgemeinschaft dar.
Schwerpunktprogramm SPP 1418 der Deutschen Forschungsgemeinschaft
"Feuerfest - Initiative zur Reduzierung von Emissionen - FIRE"
Erste Förderperiode: 2009 – 2012
Koordinator des SPP 1418:
Im Rahmen des SPP 1418 sollen Grundlagen für eine völlig neue Generation kohlenstoffarmer bzw.
kohlenstofffreier Feuerfestwerkstoffe geschaffen werden, die an die Stelle der bisher üblichen kohlenstoffhaltigen
Materialien treten. Bei einem Verzicht auf Kohlenstoff müssen für eine ausreichende Thermoschockbeständigkeit
grundlegende werkstoff- und verfahrenstechnische Konzepte in der Mikrostruktur- (Werkstoffdesign) und
Makrostrukturentwicklung (Werkstoffverbund) einschließlich der Funktionalisierung der Feuerfestbauteile für
Schlüsselaufgaben in Hochtemperaturprozessen erarbeitet werden. (www.tu-freiberg.de/ze/fire)
ZrO2-, TiO2- und/oder SiO2-Dotierungen für feuerfeste Anwendungen
(SPP 1418 / 1. Projektbereich: Werkstoffe – DFG-Vorhaben AN 322/15-1)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. S. Dudczig / Dr. K. Moritz
03/2009 – 02/2012
Motivation
In diesem Teilprojekt des SPP 1418 sollen kohlenstofffreie thermoschockbeständige Werkstoffe für
Schlüsselbauteile im Stahlbereich entwickelt werden. Durch Einbau spezieller keramischer „Federelement“-Phasen
sollen neue aluminiumoxidreiche Materialien mit Zusätzen von ZrO2 und TiO2 (AZT) bzw. ZrO2, TiO2 und SiO2
(AZTS) entwickelt werden, die sich durch kleine E-Moduln und ein weitgehend lineares Dehnungsverhalten
auszeichnen. Im Ergebnis ist eine hervorragende Thermoschockbeständigkeit dieser neu entwickelten Materialien
zu erwarten. Es werden feinkörnige (max. Korn 20 µm) bis hin zu grobkörnigen (max. Korn 3 mm) Rezepturen über
die Gießformgebung (Schlickerguss) verarbeitet. Der Einfluss von Korngröße, Glasphasengehalt sowie die
Phasenentwicklung auf das Thermoschock- und das Schwindungsverhalten sowie weitere Kennwerte wie
Wärmedehnung, Druckerweichen und Heißbiegefestigkeiten stehen im Fokus der Untersuchungen. Aus der
Gegenüberstellung der SiO2-freien (AZT) und der mullithaltigen (AZTS) feuerfesten Werkstoffe sind Rückschlüsse
für deren Applikation abzuleiten.
Jahresbericht 2011
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Einsatz von Nanopartikeln zur Reduzierung des Kohlenstoffgehaltes in kohlenstoffgebundenen
Feuerfesterzeugnissen
(SPP 1418 / 1. Projektbereich: Werkstoffe – DFG-Vorhaben AN 322/16-1)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / M. Sc. V. Roungos
03/2009 – 02/2012
Motivation
Im Rahmen des SPP 1418 sollen Grundlagen für eine völlig neue Generation feuerfester Werkstoffe geschaffen
werden, die an die Stelle der bisher üblichen kohlenstoffhaltigen Materialien treten. Kohlenstoffarme bzw. -freie
Feuerfestwerkstoffe sollen dazu beitragen, den Kohlendioxidausstoß weltweit deutlich zu senken und durch
verbesserte Wärmedämmung erhebliche Energieeinsparungen zu erzielen. Darüber hinaus können metallurgische
Prozesse durch eine kohlenstofffreie „Clean-Steel-Technologie“ revolutioniert werden. Bei einem Verzicht auf
Kohlenstoff müssen für eine ausreichende Thermoschockbeständigkeit grundlegende werkstoff- und
verfahrenstechnische Konzepte in der Mikrostruktur- (Werkstoffdesign) und Makrostrukturentwicklung
(Werkstoffverbund) erarbeitet werden. In diesem Teilprojekt wird die Wirkung nanoskaliger Zusätze auf die
Temperaturwechselbeständigkeit kohlenstoffgebundener Erzeugnisse untersucht. Dabei kommen Nanopulver aus
Aluminiumoxid (Al2O3), Magnesiumaluminatspinell (MgAl2O4) und Kohlenstoff-Nanoröhrchen zum Einsatz. Ziel ist
die Reduzierung des Kohlenstoffgehaltes sowohl bei Erzeugnissen mit ca. 10 Masseprozent Kohlenstoff (z. B. MgOC-Konvertersteine) als auch bei Funktionsbauteilen mit ca. 30 Masseprozent Kohlenstoff (z.B. Al2O3-CTauchausgussbauteile).
Koordinierungsaufgaben im Schwerpunktprogramm SPP 1418 „FIRE - Feuerfest-Initiative zur Reduzierung von
Emissionen“ (DFG-Vorhaben AN 322/17-1)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. U. Fischer /
03/2009 – 02/2012
Motivation
Das Projekt umfasst die Koordinierung des Schwerpunktprogramms SPP 1418. Aufgrund der Breite und
anspruchsvollen Zielsetzung des Programms sind die fokussierte Zusammenarbeit von Wissenschaftlern
untereinander und die Einbindung der Industrie erforderlich. Durch regelmäßige Arbeitstreffen und Workshops soll
die Interdisziplinarität des SPP gefördert werden. Einbezogen werden sollen auch international führende
Arbeitsgruppen, um ein internationales Netzwerk in einem innovativen Forschungsbereich aufzubauen.
Werkstoff- und Prozessevaluierung von Feuerfestsystemen in einem Stahlgusssimulator
(SPP 1418 / 4. Projektbereich: Prüftechnik –DFG-Vorhaben AN 322/18-1)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. S. Dudczig /
Dipl.-Ing. (BA) R. Fricke
03/2009 – 02/2012
Motivation
Die Erforschung von Clean-Steel-Technologie tauglichen Feuerfestwerkstoffen mit reduziertem Kohlenstoffgehalt
bzw. kohlenstofffrei, ist eines der Ziele des SPP 1418 “FIRE”, welches im Mittelpunkt dieses Forschungsvorhabens
steht. Dabei werden grundlegende werkstoff- und verfahrenstechnische Konzepte, unter Einsatz von
Hochleistungsprüfmethoden und Modellierungsansätzen, erarbeitet. Erstmalig kommt ein Stahlgusssimulator mit
kontrollierter Atmosphäre (Schutzgas, Vakuum) sowohl bei der Metallaufbereitung als auch beim Gießen zum
Einsatz, der wesentliche Anforderungen an Feuerfestsysteme im kontinuierlichen Stahlstrangguss realitätsnah
Jahresbericht 2011
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abbildet. Der Stahlgusssimulator umfasst eine induktive Schmelzeinheit sowie ein Verteilersystem mit
Mehrfachdüsen und -kokillen, die jeweils an eine Waage gekoppelt sind. In dem Stahlgusssimulator werden die
Wechselwirkungen zwischen Stahl, Schlacke, oxidischen Partikeln und Feuerfestsystemen erforscht. Zur
Werkstoffevaluierung werden das Thermoschock-, Korrosions- und Erosionsverhalten unter realitätsnahen
Bedingungen untersucht. Die Evaluierung desClogging-Prozesses von hochreinen, Aluminium beruhigten Stählen
wird über das Verhältnis von theoretischem Stahlmassenstrom zu tatsächlichem Stahlmassenstrom je Düse
durchgeführt. Da mehrere Düsen simultan beansprucht werden, kann eine statistische Ergebnisauswertung und
Vergleiche zu Referenzwerkstoffen überhaupt erst zum Tragen kommen.
Validierung des Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung – VIP
"Selbstglasierende kohlenstoffgebundene Funktionalbauteile für die Stahlmetallurgie und die Gießerei mit
Selbstheilungseigenschaften" (BMBF-VIP-Projekt Nr. 16V0128)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / M. Sc. V. Roungos, Dipl.-Chem. S. Ludwig
11/2011 – 10/2014
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Motivation
Kohlenstoffhaltige und kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse haben in den letzten 30 Jahren bedingt durch
die schärferen Thermoschock-Beanspruchungsbedingungen der modernen Stahlerzeugungsverfahren – kontinuierlicher Strangguss, kombinierte Sekundärmetallurgie, einschlussarme Gießereiprozessführung – besondere
Bedeutung erlangt.
Die Grundlagen für die Herstellung von neuartigen, glasurfreien, kohlenstoffgebundenen Funktionalbauteilen
(Monoblock-Stopfen, Eintauchausgüsse und Pfannenverteilerrohren) sind in den letzten Jahren am Lehrstuhl für
Keramik entwickelt worden. Bezüglich der Herstellung fällt der gesamte Prozess des Glasierens zum
Sauerstoffoxidationsschutz aus. Dies führt zur Einsparungen der gesamten Investitions-, Produktions- und
Energiekosten. Darüber hinaus kann eine Erhöhung der Lebensdauer mit Hilfe von selbstheilenden Mechanismen
die gesamte Prozesstechnik im Stahlwerk oder im Gießereibetrieb revolutionieren. Die ständige Bereitschaft auf
Neubildung einer Selbstglasur aus dem Inneren des Werkstoffes ergibt den Bauteilen die Möglichkeit zur
Ausführung eines Selbstheilungsprozesses. Die schwächsten Produktionsglieder in der Gesamtlogistik bei der
Handhabung von Metallschmelzen sind häufig die Funktionalbauteile; deren Lebensdauer bestimmt aus sicherheitsund qualitätsrelevanten Gründen oft die Lebensdauer und die Kontinuität des Gießprozesses. Eine Minute
Stillstandzeit führt zu Verlusten in einer Höhe von ca. 10.000 Euro. Der erfolgreichen Validierung schließt sich eine
Verwertung der Ergebnisse über die Vergabe von Verfahrens- und Produktlizenzen in einem Zeitraum von ca. drei
Jahren an.
„Feuerfeste Komponenten und Schichten im System CaO-TiO2-ZrO2 mittels Gieß- Press- und
Flammspritzverfahren für die prozessstufen-minimierte Herstellung von Titan und Titanlegierungen“ (DFGVorhabenAN322/25-1 im Rahmen der Forschergruppe FOR 1372)
Laufzeit:
Partner:
Prof.Dr.-Ing.habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. S. Schafföner
02/2011 – 01/2014
Motivation
Zur Realisierung einer pyrometallurgischen Gewinnung von kostengünstigenTitanwerkstoffen durch modifizierte
Herstellung von Titanschlacke, Flüssigphasen-Aluminothermie und pfannenmetallurgische Raffination sind neuartige
Kombinationen von Feuerfestwerkstoffen und Fertigungsverfahren gefragt. Im Vordergrund dieses
Forschungsvorhabens steht die Erforschung von geeigneten Formgebungsverfahren in Kombination mit speziellen
formgebungsbedingten Hilfsstoffen bzw. Sinterhilfsmitteln zur Herstellung von Tiegelkomponenten und Schichten für
die Titan-Metallurgie. Als Formgebungsverfahren dienen Gieß-, Press- und Flammspritztechnologien. Die Gießroute
wird hinsichtlich geeigneter Dispergiermedien bzw. Dispergiermittel für hygroskopische Ausgangsrohstoffe auf der
Grundlage konventioneller Schlickergusstechnologie und unterstützt vonr heologischen Untersuchungen optimiert
und erstmalig in eine Druckschlickergusstechnologie überführt. In beiden Gießverfahren kommen sowohl feinkörnige
(bis ca. 20 µm Korngröße) als auch grobkörnige (bis ca. 3 mm Korngröße) Kornfraktionen zum Einsatz. Beim
Jahresbericht 2011
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Druckaufbau lassen sich Lunkererscheinungen entschärfen und große Scherben in kürzester Zeit realisieren
(geringe Wechselwirkung des Dispergiermediums mit der keramischen Körnung). Schließlich kommt es beim Entzug
des Dispergiermediumsmittels Unterdruck zu einer zusätzlichen Verdichtung des Scherbens. Über die
Flammspritztechnologie wird die Fertigung sowohl von Tiegelmaterialien als auch von Reparatur- bzw.
Abdichtungsschichten angestrebt. Die Untersuchung der chemischen Stabilität in Vakuumprozessen und in direktem
Kontakt mit Titan-bzw. Titanlegierungen erfolgt innerhalb der Forschergruppe. Im Rahmen dieses Teilprojekts
unterstützen computertomographische Untersuchungen die Evaluierung der unterschiedlichen Formgebungsrouten
und EBSD-Analysen im REM die Dokumentation der chemischen Wechselwirkung zwischen Feuerfestmaterial und
Titan bzw. Titanlegierungen.
DER - Deutsches EnergieRohstoff-Zentrum „Technologien für das Nach-Erdölzeitalter“
Forschungslinie II: Entwicklung innovativer Werkstoffe
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. P. Gehre /
Dipl.-Ing. N. Gerlach / Dr.-Ing. M. Hampel / Dipl.-Ing. D. Veres / M.Sc. M. Li
01/2010 – 12/2014
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Vattenfall Europe Generation AG & Co. KG, RWE Power AG, ROMONTA GmbH,
MIBRAG GmbH, Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH, CHOREN Industries GmbH
Freiberg, EDL Anlagenbau Gesellschaft mbH Leipzig, IBExU Institut für
Sicherheitstechnik GmbH Freiberg, JOHN BROWN VOEST GmbH Leipzig, LindeKCA-Dresden GmbH, SIEMENS Fuel Gasification Technology GmbH & Co. KG
Freiberg, VER Verfahrensingenieure GmbH Dresden, Verbundnetz Gas AG Leipzig
TU Dresden, Forschungszentrum Jülich, Fraunhofer-Institut für Keramische
Technologien und Systeme, Deutsches BiomasseForschungsZentrum, BMBF ZIK
Virtuhcon Freiberg
Motivation
Das Deutsche EnergieRohstoff-Zentrum (DER) erforscht und entwickelt innovative Konzepte um langfristig zur
stofflichen Nutzung Erdöl und -gas durch den Einsatz von Kohle und Biomasse zu ersetzen. Die Entwicklung eines
Vergasungsverfahrens der nächsten Generation erfordert ebenfalls die Bereitstellung neuer keramischer
Feuerfestmaterialien, welche zum einen den hohen Temperaturen und Drücken und zum anderen den extrem
korrosiven Atmosphären und Schlacken während des Vergasungsprozesses genügen.
Derzeit verwendete Materialien bestehen aus 60 – 90 Ma.-% Chromoxid, wobei die dadurch gewährleisteten
Standzeiten von 3 bis 24 Monaten dennoch nicht den industriell gewünschten Anforderungen entsprechen. Des
Weiteren kommt es während des Einsatzes von Chromoxid zur Bildung der toxischen Chrom(VI)-Verbindung.
Das IKGB, welches im Rahmen des Projektes in der Forschungslinie II innovative keramische Werkstoffe entwickelt,
setzt auf chromoxidfreie Werkstoffe auf Basis von Al2O3, CaO und MgO, welche sich vor allem unter oxidierenden
Bedingungen durch ihre sehr gute Alkalikorrosionsbeständigkeit auszeichnen. Neben der Entwicklung und
Evaluierung der Materialien erfolgt im Besonderen die Untersuchung der unter Laborbedingungen korrodierten
Materialien mittels physikalischer und chemischer Analysemethoden, um die Korrosionsmechanismen genau
beschreiben zu können. Abschließend erfolgt eine Erprobung der entwickelten Werkstoffe durch Feldversuche in
Testreaktoren von Projektpartnern.
PEHA - „Prozessinnovation und Energieeinsparung in der Zement- und Sekundärbrennstoff verwertenden
Industrie durch den Einsatz von alkalikorrosionsbeständigen Schichten und Komponenten“
(Förderkennzeichen: 03X3527E)
Laufzeit:
Partner:
Jahresbericht 2011
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Prof. Dr.-Ing. habil. E. Schlegel Dipl.-Ing. N.
Brachhold
04/2009 – 03/2012
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF),
IKTS Dresden; Calsitherm Verwaltungs GmbH, Bad Lippspringe
Refratechnik Cement GmbH, Göttingen
Lafarge Zement Karsdorf GmbH, Karsdorf
Schöler + Bolte, Witten;
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Motivation
Die Alkalikorrosion an der Feuerfestauskleidung und den Stahlkonstruktionen in Hochtemperaturanlagen als Folge
der Alkalibelastung von Brennmaterial ist ein seit langem bekanntes Problem. In der Zementindustrie ist die
Problematik besonders gravierend. Aufgrund von Stoff- und Energiekreisläufen in den Anlagen und dem starken
Einsatz von Sekundärbrennstoffen, die höhere Anteile an korrosiven Substanzen aufweisen, treten verstärkt
Korrosionsvorgänge auf. Mit dem Korrosionsangriff muss eine Einschränkung der Funktionalität der
Auskleidungsmaterialien bis hin zur Zerstörung in Kauf genommen werden. Dies ist verbunden mit zunehmenden
Energieverlusten während der Einsatzzeit und erhöhtem Energieaufwand für die Produktion von Ersatzbauteilen in
verkürzten Erneuerungszyklen. Die Entwicklung alkalikorrosionsbeständiger Werkstoffe ist somit entscheidend für
die zukünftige energieeffiziente Herstellung von Zementklinker bei minimalem CO2-Ausstoß. Aufgrund des
Konzeptes des thermischen Recyclings von Abfallstoffen besteht in Müllverbrennungsanlagen eine vergleichbare
Problematik, so dass im Rahmen dieses Projektes gewonnene Ergebnisse auch in diesem Industriebereich
Anwendung finden sollen. Ausgangspunkt für die Entwicklung von Werkstoffen, die sich für diese Einsatzbereiche
besser eignen, sind synthetische Materialen auf der Basis der Reaktionen zwischen konventionellen feuerfesten
Keramiken und Alkaliverbindungen. Neben der Stoffsynthese sollen Grundlagen für die Formgebung der
Syntheseprodukte zu geeigneten Werkstoffformaten und Verbunden erarbeitete werden. Es sollen ebenfalls
Untersuchungen an der Verbundkonstruktion aus keramischer Komponente und metallischem Verankerungssystem
durchgeführt werden. Schließlich werden Versuche unter Praxisbedingungen in industriellen Anlagen durchgeführt,
um die entwickelten Materialen und Metall-Keramik-Verbunde zu testen.
Energieeffizienzerhöhung und Optimierung von Aluminiumschmelzöfen durch Entwicklung adaptierter
Feuerfestmaterialien und verbesserter Ofeninnenraumgeometrien (Förderkennzeichen: ENOPTAL 0327493A)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. S. Dudczig
10/2008 – 09/2012
ZPF-therm Maschinenbau GmbH
Motivation
Stand der Technik sind Schmelzöfen, die einen hohen Energieverbrauch und somit auch eine hohe CO2-Emmision
haben. Die Hauptkomponenten eines Ofens bestehen aus der Brennertechnik, der Isolation, dem Feuerfestmaterial
und dem konstruktiven Aufbau. In den Fachbereichen (Brennertechnik, Isolierwerkstoffe, Feuerfestmaterialien) wird
zunehmend an neuen Technologien geforscht, die Zusammenstellung zu einem Komplettpaket- sprich Ofen wird
aber aus den unterschiedlichsten Gründen nicht vorangetrieben. Daher bietet dieses Projekt einen neuen
innovativen Ansatz eine Vielzahl von Gebieten zu vereinigen. Unter dem Aspekt Energieeffizienz, effizientere
Erdgasnutzung und CO2-Emissionsreduktion soll ein strömungstechnisch optimiertes Schmelzofensystem mit
neuartiger Brennertechnik, wartungsfreundlicher, verschleißfesterer Ausmauerung sowie raum- und
kostensparender Isolation entwickelt werden.
Die Untersuchungen beinhalten Grundlagenuntersuchungen im System Aluminiumschmelze – Feuerfestmaterial zur
Verbesserung bestehender Feuerfestsysteme bzw. der Entwicklung neuer Feuerfestkonzepte oder Technologien.
Hierbei wird versucht entgegen dem Stand der Technik neue Auskleidungsmaterialien speziell für hoch
beanspruchte Zonen zu entwickeln. Herkömmliche Materialien für den direkten Aluminiumkontakt enthalten häufig
Zusätze, so genannte Antinetzmittel, die eine Infiltration von flüssigem Aluminium in das Material verhindern sollen.
Am häufigsten kommen hier Bariumsulfat bzw. auch Calciumfluorid zum Einsatz. Diese Materialien können aber
durch falsche Ofenfahrweise, d.h. einer zu hohen Temperatur in besonders beanspruchten Bereichen zu
Zersetzungserscheinungen neigen und durch Reaktionen mit anderen Massebestandteilen durch
Volumenunterschied zur Zerstörung des Feuerfestmaterials führen und somit den gegenteiligen Effekt bewirken. Es
werden eine Vielzahl von alternativ möglichen Zusätzen getestet (Benetzungsuntersuchungen im
Erhitzungsmikroskop), neue Versätze entwickelt und unter industriellen Bedingungen (Tiegelversuche in
gasbeheizten Öfen) getestet. Die Erprobung der im Laufe des Projektes entwickelnden neuen Feuerfestmaterialien
sowie der Erkenntnisse aller beteiligten Projektpartner fließen letztendlich in den Bau eines Demonstrators ein, der
unter industriellen Bedingungen eingesetzt werden soll.
Jahresbericht 2011
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Einsatz von neuartigen umweltfreundlichen Bindemitteln in SiC-C-haltigen Feuerfest-Funktionswerkstoffen auf
Basis von kohlenstoffgebundenem Alumosilikat für Anwendungen in Schmelztechnologien in der Eisen- und
Stahlindustrie (Förderkennzeichen: ZIM KF 2216803SU0)
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. J. Werner
10/2010 – 09/2012
EKW GmbH
Motivation
Im Rahmen dieses Projektes soll eine Entwicklung neuartiger umweltfreundlicher SiC-C-Werkstoffe zur Herstellung
von Funktionskeramiken auf Basis Alumosilikat für den Einsatz in Schmelztechnologien der Eisen- und
Stahlindustrie realisiert werden. Zucker-Urea-Systeme sollen einerseits pechstämmige Kohlenstoff-Bindemittel
ersetzen und andererseits dem Feuerfestwerkstoff neuartige Eigenschaften über die nadelartige Gefügebildung
während der Verkokung mit dem feinkörnigen reaktiven Klebsand verleihen. Ansatzpunkte für die konkrete
technische Entwicklung werden in einer Vermeidung der bei den derzeit eingesetzten Produkten auftretenden
Benetzung der Grenzfläche durch das flüssige Eisen/Stahl und/oder Schlacke gesucht.
Kohlenstoffgebundene MgO-Erzeugnisse mit verbesserten Thermoschockeigenschaften
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C. G: Aneziris / Dipl.-Ing. P. Stein
03/2010 – 02/2012
Refratechnik Steel GmbH
Motivation
Die Optimierung der Thermoschockbeständigkeit von kohlenstoffgebundenen MgO-Erzeugnissen steht im Fokus
dieser Arbeit. Gleichzeitig dürfen die mechanischen Eigenschaften, Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit und
deren Gefügekennwerte keine Verschlechterung erfahren. Das Arbeitsprogramm umfasst Untersuchungen zur
Herstellung von basischen kohlenstoffhaltigen Erzeugnissen, die auf dem Gebiet der Stahltechnologie einzusetzen
sind. Dabei soll auf den Einsatz von Zusätzen und Veränderungen der chemischen Zusammensetzung verzichtet
werden. Mittels der wissenschaftlichen Auswertung bisheriger Forschungsaktivitäten und der eigenen Arbeit soll ein
Modellsystem zu einem thermoschockbeständigem Gefüge entwickelt werden. Der Werkstoff wird dabei als
Verbundwerkstoff betrachtet.
Untersuchungen von Bindersystemen bei Raum- und Hochtemperaturanwendungen
Laufzeit:
Partner:
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. D. Veres
06/2010 – 05/2012
Kerneos Inc.
Motivation
Es sollen die Anwendung und der Einsatz von Calcium-Aluminat-Zementen für unterschiedliche
Formgebungsverfahren untersucht werden. Diese Rohstoffe bieten einerseits günstige Eigenschafften während der
Formgebung bei Raumtemperatur und andererseits nach dem Sinterprozess während des Einsatzes bei hohen
Temperaturen. Im Fokus stehen hierbei insbesondere Bauteile für metallurgische Anwendungen.
Kristallisation von multikristallinen Siliciumblöcken mit einem hohen Volumenanteil versetzungsresistenter
Kornorientierungen (VOLKRIS - SAB Projektnummer 70764/1921)
Laufzeit:
Partner:
Jahresbericht 2011
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. V. Stein
04/2010 – 02/2014
Sächsische Aufbaubank (SAB)
Solar World Innovations GmbH Freiberg
Fraunhofer IISB Erlangen
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Motivation
Die Herstellung von polykristallinem Reinstsilicium als Rohstoff für die Herstellung von Wafern für die Solarindustrie
wird großtechnisch in Siliciumdioxidtiegeln durchgeführt. Diese amorphen Quarzguttiegel haben sich aus
verschiedenen Gründen bewährt, bringen jedoch auch technologische Probleme mit sich. Um die Siliciumschmelze
einerseits vor Verunreinigungen aus dem Quarzgut (vor allem Eisen) zu schützen und andererseits eine saubere
Trennung des erstarrten Blockes von der Quarzgutkokille zu gewährleisten, werden die Tiegel mit einer Art Schlichte
auf Basis Siliciumnitrid versehen. Ausgehend von der industriell eingesetzten Tiegelbeschichtung aus dem System
Si-O-N, welche mittels Kaltauftrag aufgebracht wird, ist es das Ziel dieses Projektes, diese Schichten und ihre
Wirkmechanismen grundlegend zu untersuchen sowie diese Schichten weiterzuentwickeln.
3.3.
Studentische Arbeiten
3.3.1. Ingenieurpraktika
Bewertung zerstörungsfreier Prüfmethoden für die Prozesssicherheit im Keramikspritzgießprozess
Verfasser:
Betreuer:
Anita Hofmann
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. J. Hubálková /
Dipl.-Ing. Anne Mannschatz (IKTS, Dresden)
Entwicklung keramischer, feuerfester Schaumstrukturen über ein
Gefrier-Direktschäumungsverfahren
Verfasser:
Betreuer:
Jens Fruhstorfer
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. J. Hubálková /
M.Sc. Matthias Ahlhelm (IKTS, Dresden)
Korrosionsuntersuchungen an verschiedenen Feuerfeststeinen und ungeformten Massen zur Prüfung der
Widerstandsfähigkeit gegen chemischen Angriff von Al-Schmelzen und Schlacken aus
Müllverbrennungsanlagen
Verfasser:
Betreuer:
Annika Mertke
Dipl.-Ing. U. Hennike (Rath AG, Krumnußbaum, Österreich) /
Dipl.-Ing. S. Dudczig
Experimentelle Bestimmung der Siliziumfiltration an verschiedenen Kohlenstoffbauteilen
Verfasser:
Betreuer:
Martin Baldauf
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris /
Dipl.-Ing. V. Merklinger (SGL CARBON GmbH)
Preparation and characterization of Ni-P/ceramic composites
Verfasser:
Betreuer:
Franziska Knies
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Yoram de Hazan (EMPA Dübendorf)
Untersuchungen des Einflusses von Gipsformen auf die Qualität von Meissener Porzellan – Entwicklung einer
Kontrolltechnologie
Verfasser:
Betreuer:
Jahresbericht 2011
Anne Gumbrich
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. Kathrin Häußler
Dr.-Ing. R. Ruppelt (Staatliche Porzellan-Manufaktur Meissen GmbH)
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Optimierung der Glasur zur Verbesserung der Produktqualität von Meissener Porzellan
Verfasser:
Betreuer:
Marie Oppelt
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. G. Schmidt /
Dr.-Ing. Bianka Wiener (Staatliche Porzellan-Manufaktur Meissen GmbH)
Charakterisierung und Herstellung von suspensionsgeschäumter Keramik durch ein kontinuierliches
Direktschaumverfahren
Verfasser:
Betreuer:
Friederike Klenert
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris
Herstellung einer niedrigsinternden (<1650°C) Mullit-Keramik für niedrigdruckspritzgegossene Bauteile mit
hoher Thermoschockfestigkeit
Verfasser:
Betreuer:
Pia Schubert
Mechanische Eigenschaften und zeitabhängiges Verhalten von ZrB2 mit 30 Gew.-% SiC bei Raumtemperatur
Verfasser:
Betreuer:
Markus Neubert
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / J. Kübler (EMPA Dübendorf)
3.3.2. Studienarbeiten
Bestimmung der thermomechanischen Eigenschaften von feuerfesten Gießmassen auf Al2O3-Basis mit
Braunkohleasche
Verfasser:
Betreuer:
Axel Krause
Dipl.-Ing. C. Wenzel / Dipl.-Ing. P. Gehre
Risszähigkeiten des Verbundwerkstoffes Zirkoniumdioxid – TRIP-Stahl
Verfasser:
Betreuer:
Anne Morgenstern
Dipl.-Ing. C. Wenzel
Untersuchung des Verformungsverhaltens von TRIP-Stahl-Keramik-Schäumen
Verfasser:
Betreuer:
Karsten Zybell
Dr. rer. nat. H. Berek / Dipl.-Ing. M. Hasterok
Untersuchungen zum Einsatz von auf Tonerde basierenden Recyclingmaterialien als Körnung in feuerfesten
Massen
Verfasser:
Betreuer:
Annika Mertke
Charakterisierung von Celluloseether-Wasser-Mischungen und Übertragung auf TRIP-Stahl-ZirkonoxidExtrusionsmassen
Verfasser:
Betreuer:
Jahresbericht 2011
Christian Ode
Dipl.-Ing. C. Weigelt
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Bestimmung der Temperaturwechselbeständigkeit von feuerfesten Gießmassen auf Al2O3-Basis mit
Braunkohleasche
Verfasser:
Betreuer:
Heike Stübner
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. P. Gehre
Mechanochemische Herstellung von Calciumtitanat und Calciumzirkonat
Verfasser:
Betreuer:
Gregor Bohne
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. S. Schafföner
Beitrag zum Schlickerguss von CaO-Keramiken
Verfasser:
Betreuer:
Florian Häußler
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. S. Schafföner
Einfluss von SrO auf die Festigkeitsentwicklung und Mikrostruktur von MgO-teilstabilisiertem Zirkondioxid
Verfasser:
Betreuer:
Anne Wehner
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. M. Hasterok / Dipl.-Ing. C. Wenzel
Untersuchungen verschiedener Stabilisierer/Geliermittel im Rotationsviskosimeter
Verfasser:
Betreuer:
Constantin Jahn
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. N. Gerlach
Bewertung bildsamer Eigenschaften mit unterschiedlichen Testmethoden
Verfasser:
Betreuer:
Marie Oppelt
Dr.-Ing. G. Schmidt
3.3.3. Diplom- und Masterarbeiten
Contribution to the Generation of Coatings in the System Si-O-N
Verfasser:
Betreuer:
Sara Zavareh
Dr.-Ing. V. Stein / Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris
Druckschlickerguss von Bonite/Korund und Zirkonmullit/Korund mit dem Ziel einer hohen
Temperaturwechselbeständigkeit
Verfasser:
Betreuer:
Peter Ermtraud
Dipl.-Ing. Nora Gerlach / Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris
Herstellung und Charakterisierung von Zirkoniumdioxid-Pulver über das Flammspritzverfahren unter Zugabe
von verschiedenen Stabilisatoren
Verfasser:
Karsten Zybell
Betreuer:
Dipl.-Ing. P. Gehre / Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris
Processing of alumina ceramics with oriented microstructures
Verfasser:
Betreuer:
Veronika Märkl
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Prof. Dr. J. Binner (Loughborough University)
Untersuchung von organischen Binde- und Hilfsstoffen für den Druckguss von keramischen Formkörpern
Jahresbericht 2011
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Verfasser:
Betreuer:
Susann Ludwig
Dipl.-Ing. Stefan Schafföner / Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris
Microstructural influence on the impact toughness of infiltrated Al2O3/P/Steel-Matrix composites
Verfasser:
Betreuer:
Evelyn Schlenther
Multifunktionale Filtersysteme für die Stahlschmelzefiltration
Verfasser:
Betreuer:
Dipl.-Ing. (FH) Marcus Emmel
Herstellung eines Keramikschaumes auf Ziegelmehlbasis über das Verfahren der Direktschäumung
Verfasser:
Betreuer:
3.4.
Manja Hofman
Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. D. Böttge (Frauenhofer IKTS Dresden)
Promotionen
3.4.1. Abgeschlossene Promotionen
Aquatische Virenfiltration durch physikalisch-chemische Adsorption
Verfasser:
Betreuer:
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Michen
Dr.-Ing. T. Graule (EMPA, Dübendorf)
Zusammenfassung:
Diese Arbeit untersucht den Einsatz von keramischen Materialien in der Trinkwasseraufbereitung mittels Filtration
und fokussiert dabei die Entfernung von Viren. Herkömmliche, auf Kieselgur basierende Tiefenfilter (Filterkerzen) mit
Porengrößen im unteren Mikrometerbereich, werden hinsichtlich ihres Rückhaltevermögens gegenüber Kolloiden
(Viren sowie Polystryrolpartikel) untersucht, um deren Einsatzfähigkeit in der Entfernung von Mikroorganismen im
Allgemeinen abschätzen zu können. Ferner wird gezeigt, wie durch ein einfaches Verfahren solche Filter modifiziert
werden können, um auch kleinste Viren mit ca. 30 nm Durchmessern aus dem Rohwasser zu entfernen. Die Zugabe
von MgO während der Granulierungsstufe im Herstellungsprozess der Filterkerzen bewirkt eine erhebliche
Verbesserung des Virenrückhalts bis zu über 99,9999 %. Die experimentellen Ergebnisse wurden dabei mit
theoretischen Modellen verglichen, um Aussagen über die Mechanismen der Virenentfernung treffen zu können.
Development of Near Net Shaped Si3N4/SiC Composites with Optimised Grain Boundary Phase for Industrial
Wood Machining.
Verfasser:
Betreuer:
M.Sc. Claudia Strehler
Dr.-Ing. T. Graule (EMPA, Dübendorf)
Zusammenfassung:
Si3N4/SiC Wendeschneiden für die industrielle Holzverarbeitung wurden entwickelt. Die Produktion der
Keramikverbunde erfolgte über einen endformnahen Prozess mittels Pressen von Sprühgranulat, Gasdrucksintern
und anschließendem heißisostatischen Pressen. Verschiedene Kombinationen von Sinteradditiven für das
Flüssigphasensintern der Si3N4/SiC Verbunde wurden untersucht. Eine entsprechende Auswahl der Sinteradditive ist
entscheidend, da sich gezeigt hat, dass vor allem mikroskopische Eigenschaften und nicht die globalen
mechanischen Messwerte die Qualität der Si3N4/SiC Schneiden bestimmen. 12 Gewichtsprozent Sinteradditive in
Form von La2O3, Y2O3 und Al2O3 liefern eine gute Kombination aus Sinterfähigkeit und mikroskopischen
Eigenschaften für die Leistungsfähigkeit: Die Stabilität der Si3N4/SiC Schneidkante wird durch das Aufbringen einer
Mikrofase am Zahnrücken weiter gesteigert, ohne dass dabei Verluste in der Oberflächenqualität beobachtet werden.
Jahresbericht 2011
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In Schneidversuchen an mitteldichten Faserplatten erzielten die neu entwickelten Si3N4/SiC Schneiden im Vergleich
zu Standard Wolframkarbid Schneiden die doppelte Lebensdauer.
Ein Beitrag zur Verschlackung von MgO in sekundärmetallurgischen Schlacken
Verfasser:
Betreuer:
Dipl.-Ing. Christian Brüggmann
Prof. Dr.-Ing. J. Pötschke (DIFK, Bonn)
Zusammenfassung:
Die vorliegende Arbeit behandelt Aspekte der Verschlackung von MgO in sekundärmetallurgischen Schlacken.
Mittels FactSage© wird eine Berechnung der Löslichkeit von MgO in Kalksilikat- und Kalkaluminatschlacke bei 1600,
1650 und 1700°C durchgeführt. Die Ergebnisse werden leicht handhab- und ablesbar dargestellt. Die Verschlackung
eines porösen MgO-Probekörpers in einer an MgO ungesättigten und an MgO gesättigten Kalkaluminatschlacke
wird bei 1600°C thermogravimetrisch verfolgt. Der Verschlackungsvorgang wird maßgeblich durch die
Mechanismen der Teilchendesintegration und Ostwald-Reifung in der infiltrierten Mikrostruktur beeinflusst. Das
komplexe Zusammenspiel von Zerfall und Auflösung wird nach einem Modell von W. Gans an feuerfestes Material
(MgO) angepasst und modelliert. Der Einfluss von Teilchendesintegration und Oswald-Reifung auf den voreilenden
Verschleiß im 3-Phasenkontakt (Marangoni-Konvektion) wird quantifiziert. Ferner wird ein einfaches Modell zur
Abschätzung des voreilenden Verschleißes dargelegt.
Messung und Modellierung der Temperaturwechselbeständigkeit feuerfester Werkstoffe
Verfasser:
Betreuer:
Dipl.-Ing. Erwan Brochen
Prof. Dr.-Ing. J. Pötschke (DIFK, Bonn)
Zusammenfassung:
Die in der Literatur beschriebenen Verfahren zur Bewertung und Berechnung der Temperaturwechselbeständigkeit
(TWB) von feuerfesten Werkstoffen berücksichtigen nur selten das beim Temperaturwechsel tatsächlich im
Werkstück vorliegende Spannungsfeld. Überlegungen hierzu werden pauschal zu Kennzahlen verarbeitet, deren
Bedeutung folglich fragwürdig ist. Die vorliegende Arbeit stellt sich daher zur Aufgabe, gezielt die
Spannungsverteilung in Abhängigkeit aller Einflussparameter analytisch zu berechnen und daraus
Schlussfolgerungen für die TWB typischer oxidischer Feuerfestprodukte abzuleiten. Die Ergebnisse werden mit
denen herkömmlicher Methoden verglichen und experimentellen Messungen der TWB an Feuerfestmaterial auf der
Basis von Al2O3 und MgO, die mit einem modifizierten „Koltermann-Test“ durchgeführt wurden, gegenübergestellt.
Als Ergebnis ist festzuhalten, dass die durch das entwickelte Modell modifizierten Parameter, insbesondere aber
RModel und Rst, eine deutlich verbesserte Vorhersage der TWB aller untersuchten Werkstoffe gestatten und ihre
Klassifizierung genauer ermöglichen.
Microsilica-bonded magnesia-based refractory castables: Bonding mechanism and control of damage due to
magnesia hydration
Verfasser:
M.Sc. Wagner Moulin Silva
Betreuer:
Zusammenfassung:
Der Mechanismus der Hydratation des Magnesiumoxides bzw. Sintermagnesia bezüglich der Verwendung im
Feuerfestbeton und die Auswirkungen verschiedener Additive wurden untersucht. In Abwesenheit von Additiven
wachsen katastrophale Hydratationsrisse in Sintermagnesia-basierten Steinen wegen der Bildung von Brucit;
dahingegen übt die Anlagerung von Mikrosilica, Magnesiumfluorid, Weinsäure, Zitronensäure oder Borsäure eine
Antihydratationswirkung aus. Es kommt darauf an, dass wenigstens 7,5% Mikrosilica notwendig ist, damit das
Wachstum der Risse durch den Ersatz des Brucits für einen Magnesiumsilicathydrat-Verbundstoff unterdrückt wird.
Die Zudosierung von mindestens 0,3% Magnesiumfluorid hingegen fördert die Ablagerung einer humit-ähnlichen
Phase, welche einen niedrigeren Silicagehalt aufweist, und die benötigte Menge an Mikrosilica auf 3% absenkt. Die
Verarbeitungseigenschaften des Betons werden durch das Fluorid nicht gestört, jedoch verschlechtern sich die
Eigenschaften des Betons um 1600°C. Die anderen Antihydratationsadditive haben das Wachstum des Brucits
blockiert, daher wurde die Bildung des Verbundstoffs abgegrenzt. Obwohl der Beton frei von Rissen ist, sinken seine
mechanischen Eigenschaften um mehr als das zehnfache.
Jahresbericht 2011
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Contribution to the Characteristic Improvement of Carbon Bonded Doloma Refractories by addition of
Functional Ceramic Materials
Verfasser:
Dipl.-Ing. Volker Stein
Betreuer:
Zusammenfassung:
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden feuerfeste Verbundwerkstoffe im System Doloma-Kohlenstoff
grundlegend untersucht. Der Fokus lag hierbei auf der Manipulation der Kohlenstoff-Bindematrix durch die Zugabe
von funktionskeramischen Materialien, welche bei hohen Temperaturen und unter reduzierenden Bedingungen
Elektronen emittieren. Eingesetzte Materialien waren zum Beispiel TiO2, ZrO2 und CeO2. Der Kernpunkt der Arbeit
war die Untersuchung des Restkohlenstoffgehaltes der Proben nach dem Verkokungsbrand sowie die Untersuchung
der Kohlenstoffphasen Entwicklung. Damit konnte ein wesentlicher Beitrag zum Grundverständnis der
Wechselwirkung zwischen diesen funktionskeramischen Materialien und der Kohlenstoffbindematrix dieser
Verbundwerkstoffe geleistet werden. Es wurden hierdurch wesentliche Verbesserungen der Werkstoffeigenschaften
erzielt. Weiterhin wurden weitere positive Wechselwirkungen der eingebrachten Additive mit dem Werkstoff infolge
von Hochtemperaturreaktionen und in-situ Phasenneubildungen nachgewiesen. Ebenfalls erfolgte eine Übertragung
der Ergebnisse in den industriellen Maßstab. Hierbei wurde der Werkstoff erfolgreich in einem AOD Konverter
getestet.
3.4.2. Laufende Promotionen
Interne Doktoranden unter Betreuung von Prof. Aneziris:
Alkalikorrosionsbeständige Werkstoffe auf Basis von Feldspäten
Entwicklung ungeformter kohlenstoffhaltiger bzw. kohlenstoffgebundener basischer Erzeugnisse für
Feuerfestanwendungen
M. Eng. Marcus Emmel
Hochtemperaturwerkstoffe in Kontakt mit Metallschmelzen
Dipl.-Ing. Patrick Gehre
Entwicklung von keramischen Gießmassen für Vergasungsanlagen unter reduzierenden Bedingungen
Dipl.-Ing. Nora Gerlach
Thermoschockbeständige Gießmassen auf Aluminiumoxidbasis
Dipl.-Ing. Manuel Hasterok
Poröse keramische Werkstoffe für TRIP-Matrix Komposite
Dipl.-Ing. Mingliang Li
Hochtemperaturwerkstoffe im Energiebereich
Dipl.-Ing. Vasileos Roungos
Kohlenstoffgebundene Erzeugnisse für Feuerfestanwendungen
Dipl.-Ing. Stefan Schafföner
Feuerfeste Werkstoffe für Titanschmelzen
Dipl.-Ing. Petra Stein
Kohlenstoffgebundene MgO-Erzeugnisse mit verbesserten Thermoschockeigenschaften
Dipl.-Ing. Claudia Voigt
Oxidhaltige Filterwerkstoffe und Filterstukturen mit aktiven und reaktiven Funktionshohlräumen
Dipl.-Ing. Christian Weigelt
Kalte bildsame Formgebung sowie kaltes Fügen von Stahl-ZrO2-Sinterwerkstoffen
Dipl.-Ing. Claudia Wenzel
Phasenumwandlungsverstärkte, zirkondioxidreiche Verbundwerkstoffe mit TRIP–Stahl – Partikelzusätzen
Dipl.-Ing. Jörn Werner
Elastizitätsmodul und Dämpfungsverhalten von feuerfesten Werkstoffen
Jahresbericht 2011
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Externe Doktoranden unter Betreuung von Prof. Aneziris:
Dipl.-Ing. Daniela Böttge
Werkstoffliche und keramtechnologische Aspekte von funktionalen Beschichtungen
auf hochporösen Keramikträgern (für katalytische und adsorptive Anwendungen)
Daniel Cölle
Leichtbauweise im Feuerfestbau
Dipl.-Ing. (FH) Daniel Ganzer
Transparente Optokeramik
Dipl.-Ing. Andreas Glauche
Charakterisierung und Optimierung von oxidkeramischen Brennstoffzellen (SOFC)
Dipl.-Ing. Judit Heinecke
Three dimensional shaping of cellular ceramic materials from radiation curable colloidal dispersions
Dipl.-Ing. Uwe Klippel
Beitrag zu modernen MgO-C-Erzeugnissen
M.Sc. Galea Laёtitia
Nanocomposites for load-bearing bone substitutes
Dipl.-Ing. Anne Mannschatz
Entwicklung von Keramik-Keramik-Verbundbauteilen über das Zwei-KomponentenSpritzgießen
Dipl.-Ing. Thomas Oberbach
Biokeramik
Dipl.-Ing. Mehdi Salehi
Keramische Membran auf Perowskit-Basis
Dipl.-Ing. Dominik Andrzej Polsakiewicz
Untersuchung von Struktur- und Eigenschaftsänderung oxidkeramischer Feuerfestmaterialien durch
gradierte Strukturierung mittels eines neuentwickelten dreidimensionalen Drucksystems
Dipl.-Ing. Evelyn Schlenther
Al2O3-Steel composites fubricated by Ti-activated infiltration
Dipl.-Ing. Leandro Schöttler
Funktionalisierte feuerfeste Werkstoffe für den Unterguss von legierten Stahlgüten
Dipl.-Ing. (FH) Christoph Sorg
Keramisches Papier
Dipl.-Ing. Andreas Glauche
Charakterisierung und Optimierung von oxidkeramischen Brennstoffzellen (SOFC)
Dipl.-Ing. Noémie van Garderen
Development of a new type of highly porous oxygen carrier support for fluidized bad reactors
Dipl.-Ing. Mehdi Salehi
Keramische Membran auf Perowskit-Basis
Laufende Promotionen unter Betreuung von Prof. Schlegel
Formgebung von CSH-Massen
Dipl.-Ing. Jana Hubálková
Gefügeanalyse von Werkstoffen aus dem Stoffsystem CaO – Al2O3
Dipl.-Ing. Jan Sachl
Herstellung und Beurteilung von Schaumbeton
Dipl.-Ing. Torsten Dietz
Porenbildung im Porenbeton
Jahresbericht 2011
- 40 -
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3.5.
Habilitationen
3.5.1. Laufende Habilitationen
Dr. rer. nat. Roland Bayer
Celluloseether-Bindemittel für die bildsame Formgebung
Dr. rer. nat. Harry Berek
Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften von Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen
Dr.-Ing. Wolfgang Schärfl
Innovative Fertigungsverfahren in der keramischen Technologie
Dr. Ewald Pfaff
Mischleiter auf Perowskit-Basis
Dr. Andreas Mertke
Untersuchungen zum betrieblichen Verschleiß von MgO-C-Pfannen gleichartiger
Zustellung
Dr: Dmitry Borzov
Einsatz von neuartigen umweltfreundlichen Bindemitteln für kohlenstoffhaltige
Feuerfesterzeugnisse
3.6.
Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften
- Ordentliches Mitglied der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig
- Ordentliches Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (ACATECH)
- Vorstandsmitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG)
- Vorstandsvorsitzender des Vereins MORE-Freiberg e.V.
- Leiter des Fachausschusses „Feuerfestwerkstoffe“ der DGM e.V.
- Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM)
- Mitglied des Vereins Deutscher Eisenhüttenleute e.V. (VDEh)
Fachausschuss „Feuerfeste Baustoffe“
- Mitglied des Redaktionsausschusses in Ceramic Forum International (cfi)
- Mitglied des Redaktionsausschusses in Refractories World Forum
- Mitglied des Redaktionsausschusses in Journal of Ceramic Science and Technology
- Mitglied des Forschungsbeirates der AiF
- Mitglied des Dresdener Gesprächskreises für Wissenschaft und Wirtschaft e.V.
- Mitglied des Vereins Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg e.V.
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. E. Schlegel
- Ordentliches Mitglied der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig
- Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften acatech München/Berlin
- Mitglied des Kuratoriums des Dresdener Gesprächskreises für Wissenschaft und Wirtschaft e.V.
- Mitglied des Advisory Board der Zeitschrift „Ceramics“, Praha
- Mitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V.
- Mitglied des Vereins der Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg e.V.
- Mitglied des „Rates für gute wissenschaftliche Praxis“ des Internationalen Hochschulinstituts Zittau
- Mitglied des Vereins Altersversorgung für angestellte Professoren und Hochschullehrer neuen Rechts und
Angestellte im höheren Dienst der Behörden in den neuen Bundesländern e.V. (VAV)
Dr. rer. nat. B. Ullrich
-
Mitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG),
Vorsitzender des Fachausschusses „Geschichte der keramischen Technik“
Dr.-Ing. G. Schmidt
Dr.-Ing. H. Seifert
- Gründungsmitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V.
- Mitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG)
Jahresbericht 2011
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Dr.-Ing. habil. J. Ulbricht
- Mitglied des Kollegiums der Techniker, Ingenieure und Wirtschaftler Deutschlands
- Gründungsmitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V.
- Gründungs- und Vorstandsmitglied des Vereins „@ktivEnergiehaus-Institut e.V.“
- Mitglied des Hochschullehrerverbands
Dr.-Ing. D. Melzer
- Gründungsmitglied und Schatzmeister des Vereins MORE-Freiberg e.V.
Leiter des Fachausschusses „Werkstoffprüfung“
- Mitglied des Vereins Deutscher Eisenhüttenleute e.V. (VDEh)
Fachausschuss „Feuerfeste Baustoffe“
Dr.-Ing. M. Hampel
- Mitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft
Dr.-Ing. V. Stein
- Mitglied des Vereins Deutscher Ingenieure e.V. (VDI)
M.Sc. V. Roungos
M.Sc. W. Moulin Silva
- Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM)
- Member of The American Ceramic Society (ACerS)
Dipl.-Ing. St. Schafföner
- Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM)
- Member of The American Ceramic Society (AcerS)
Dipl.-Ing. C. Faßauer
- Mitglied der Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. (DECHEMA)
Dipl.-Ing. C.Weigelt
- DGM -Fachausschuss Zellulare Werkstoffe
3.7.
Teilnahme an Konferenzen, Kolloquien, Seminaren und Messen
TEAM-Workshop der Firma EDAX-AMETEK – Wiesbaden – 23. - 24.02.2011
- Dr. H. Berek
2. DER-Tag – Freiberg - 14. - 15.12.2011
- Dr. Hampel, P. Gehre, N. Gerlach, M. Li
43. Kraftwerkstechnisches Kolloquium –Dresden – 18.-19.10.2011
- P. Gehre
UNITECR‘ 2011 – Kyoto (Japan) – 30.10.-02.11.2011
- Prof. Dr. C.G. Aneziris, Prof. E. Schlegel, P. Gehre, S. Schafföner
MAVI-Seminar – Freiberg – 30.11.-02.12.2011
- Dr. K. Moritz, Dr. H. Berek, U. Ballaschk, N. Brachhold, C. Voigt, S. Schafföner,
J. Hubálková
Freiberger Feuerfestforum 2011 – Freiberg – 09.12.2011
(verbunden mit der 7. Mitgliederversammlung von MORE-Freiberg e.V.)
- Organisation: Dipl.-Ing. N. Brachold
Jahresbericht 2011
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- Dr. K. Moritz, Dr. M. Hampel, Dr. V. Stein, J. Werner, V. Roungos, S. Dudczig, M. Emmel
17. Internationale Konferenz über feuerfeste Werkstoffe – Prag – 09.-11.05.2011
- Dr. M. Hampel, S. Dudczig, Dr. H. Seifert
Hannover-Messe 2011 – Hannover – 04.-05.04.2011
- Dr. M. Hampel
Gießereifachmesse GiFa – Düsseldorf – 27.-28.06.2011
- Dr. M. Hampel, S. Dudczig, M. Emmel, W. Moulin Silva
4. Fachtagung Feuerfest- und Schornsteinbau – Düsseldorf – 28.07.2011
- Dr. M. Hampel
Feuerfestsymposium der Rath AG „Einsatz von Feuerfestmaterialien im Bereich der Flüssigstahlproduktion“ –
Meißen – 22.09.2011
- Dr. M. Hampel
54. Internationales Feuerfestkolloquium – Aachen – 19-20.10.2011
- Prof. Dr. C.G. Aneziris, Prof. Dr. E. Schlegel, Dr. M. Hampel, Dr. V. Stein, S. Dudczig, N. Gerlach, J. Werner
Blockkolloquium des SFB 799 – Sayda – 14.-16.03.2011
- Dr. H. Berek, C. Wenzel, M. Hasterok, C. Weigelt
Herbstschule 2011 des SFB 799 – Eibenstock – 26.-29.09.2011
- Prof. C.G. Aneziris, Dr. H. Berek, M. Hasterok, C. Weigelt
Kolloquium SFB 799 und SFB 761 – Freiberg – 05.09.2011
- Dr. H. Berek, M. Hasterok, C. Wenzel, C. Weigelt
DGM Fachausschuss Zellulare Werkstoffe – Freiberg – 10.-11.05.2011
- C. Weigelt
DGM Fachausschuss Zellulare Werkstoffe – Freiberg – 30.09.2011
- C. Weigelt
18. Symposium "Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde" – Chemnitz – 30.03.-01.04.2011
- C. Weigelt, C. Wenzel, U. Ballaschk
Workshop Projektmanagment – 06.01., 10.-11.01.2011
- C. Weigelt
62. Berg- und Hüttenmännischer Tag - Freiberger Forschungsforum Fachkolloquium „SFB 799 - TRIP-MatrixComposite – Design von zähen, umwandlungsverstärkten Verbundwerkstoffen und Strukturen auf Fe-ZrO2Basis“ – Freiberg – 15.06.2010
- M. Hasterok, C. Weigelt, C. Wenzel
MatWerk-Akademie der DGM – Burg Schnellenberg – 4.-6. Mai 2011
- St. Schafföner
DKG-Jahrestagung – Saarbrücken - 28.-30.03.2011
- Prof. Dr. C.G. Aneziris, St. Schafföner
DGM Tag – Dresden – 15.06.2011
- Prof. Dr. C.G. Aneziris, St. Schafföner
7th Annual European Rheology Conference – AERC 2011 – Suzdal (Russland) –
10.-13.05.2011
- Dr.-Ing. G. Schmidt
Schwerpunktkurs STA, Fa. Netzsch – Selb - 30.08.-01.09.2011
- Dr.-Ing. G. Schmidt
Fachtagung Studienunterstützung für Studenten mit Behinderung – FU Berlin – 02.12.2011
3.8.
Preise
Jahresbericht 2011
- 43 -
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Theodor-Haase-Preis 2011 - M.Eng. Marcus Emmel
Multifunktionale Filtersysteme für die Stahlschmelzefiltration
Masterarbeit, TU Bergakademie Freiberg 2011.
Der Theodor-Haase-Preis wird vom Verein MORE-Freiberg e.V. für herausragende Leistungen von jungen
Fachleuten auf dem Gebiet der Feuerfesten Werkstoffe vergeben, deren Diplom- oder Masterprüfung an einer
Universität oder Fachhochschule nicht länger als 2 Jahre zurückliegt. (http://www.more-freiberg.de)
(2. Theodor-Haase-Preisträger 2011: Dipl.-Ing. David Tritschel / TU Bergakademie Freiberg
3. Theodor-Haase-Preisträger 2011: Dipl.-Ing. (FH) Sascha Stahl / FH Koblenz)
Best Paper Award 3. Preis - 18. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, 30.03-01.04.2011,
Technische Universität Chemnitz – Dipl-Ing. C. Wenzel, Dipl.-Ing. C. Weigelt, Prof. Aneziris
Verbundwerkstoffe aus Stahl und Keramik mit verbesserten mechanischen Eigenschaften
Gustav-Eirich-Award 2011 (2nd) – Dr.-Ing. V. Stein
Contribution to the Characteristic Improvement of carbon bonded doloma refractories by addition of TiO2
Auszug aus Dissertation, TU Bergakademie Freiberg, abgeschlossen am 14.10.2011
Der Gustav-Eirich-Award wird von der ECRef, Höhr-Grenzhausen (European Centre for Refractories gem.GmbH)
und der
Fa. Maschinenfabrik Gustav Eirich, Hardheim für Dissertationen und/oder eigenständige
wissenschaftliche Arbeiten, deren wissenschaftliche Inhalte denen einer Dissertation ebenbürtig sind
(Habilitationen, Post-Doc-Tätigkeiten) vergeben. Abschluss der Arbeiten darf nicht länger als 2 Jahre her sein. Ziel
ist es, innovative Ideen zu fördern und gleichzeitig den Nachwuchs für technische Disziplinen zu
unterstützen. (http://www.eirich-award.eu)
Excellent Presentation Award Unitecr 2011, Kyoto/Japan – Dipl.-Ing. Stefan Schafföner
St. Schafföner, U. Klippel und Prof. Dr. C. G. Aneziris: Pressure Slip Casting of Shaped Coarse Grained
Refractories.
Die UNITECR, die Unified International Technical Conference on Refractories, ist die alle zwei Jahre stattfindende
Konferenz der Wissenschaftler und Anwender auf dem Gebiet der Feuerfest-Materialien. Dieser Preis würdigt die
Kreativität und Exzellenz junger Nachwuchswissenschaftler im Bereich Feuerfest. Eine Kommission aus
Gutachtern hatte ihn und weitere Preisträger unter den Kriterien der Innovativität der Forschungsarbeit und der
Qualität der Präsentation ausgewählt.
3.9.
Pressemeldungen
Jahresbericht 2011
- 44 -
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Jahresbericht 2011
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Jahresbericht 2011
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Jahresbericht 2011
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Jahresbericht 2011
- 49 -
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Professur Glas- und Emailtechnik
Jahresbericht 2011
- 50 -
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4.
Professur Glas- und Emailtechnik
4.1.
Publikationen
Weigand, R., Hessenkemper, H., Tritschel, D.: Ways to reduce the Interaction between Glass Melt and Refractory.
Refractories worldforum 3. S. 69-72. 2011 [2]
Lüpfert, M.: Neue Solarkollektoren aus schwarzem Glas. Lasermagazin. Ausgabe 4/ Dezember 2011. S. 55-57
Weigand, R., Hessenkemper, H., Rössel, A.-K., Tritschel, D., Hübner, L.: Einsparpotenziale in der
Behälterglasindustrie. Keramische Zeitschrift. 63 (2011) [6] S. 410-413
Dastis, H., Diatta, A.: Hochwertige Trennqualitäten bei Vereinzeln von Rohrglas. Keramische Zeitschrift. 63
(2011) [1] S. 35-39
Lüpfert, M.: Helsta – complete glass. Das grüne Modul aus Schwarzglas. Standbetreuung mit Posterbeitrag zur Messe
Terratec/ Enertec in Leipzig. 25. – 27.01.2011
K. Al Hamdan, H. Hessenkemper, S. Wiltzsch: Beeinflussung der Schmelzleistung durch eine Gemengevorbereitung.
Fachausschuss II, Sitzung am 23./24. März 2011 in Cottbus
Weigand, R.: Kosten- und Leistungseffekte einer Lebensdauerverlängerung von Feuerfestmaterial im direkten
Glasschmelzkontakt. Vortrag im Rahmen des Workshops "Glas für Nicht-Technologen", 25.03.2011 Freiberg
Hötzel, M.: Effizienzpotentiale der Oberflächenveredelung von Gläsern durch den Einsatz neuer Formenschmiermittel.
Vortrag im Rahmen des Workshops "Glas für Nicht-Technologen", 25.03.2011 Freiberg
Lüpfert, M.: Grüne Module aus Schwarzglas. Standbetreuung mit Posterbeitrag zur Hannover Messe Industrie. 04. –
08.04.2011
Weigand, R.: Refining of refractories for the glass industry. Vortrag im Rahmen der 17. International Conference on
Refractories . 10.-11.05.2011 Prag / Tschechische Republik.
S. Wiltzsch: Segmented-Thin Film Melter - Questions of Construction and Specific Values. 11th INTERNATIONAL
SEMINAR ON FURNACE DESIGN Operation & Process Simulation. June 21 - 23, 2011
Weigand, R.: Refining of refractory - a chance for the glass industry. Vortrag im Rahmen der 9th International
Conference on Advances in the Fusion and Processing of Glass. 10.-14.07.2011 Cairns / Australien.
Hessenkemper, H..: Thermal toughening of thin (2 mm) flat glass. Vortrag im Rahmen der 9th International Conference
on Advances in the Fusion and Processing of Glass. 10.-14.07.2011 Cairns / Australien.
Lüpfert, M.: Neue Solarthermiekonzepte. Vortrag beim VDMA IAK Photovoltaik und Solarthermie. 10.08.2011
Lüpfert, M.: Helsta – complete glass. Grüne Solarkollektoren aus Schwarzglas. Standbetreuung mit Posterbeitrag zur
Messe Materialica in München. 18. – 20.10.2011
Weigand, R.: Relevance of increasing the service life of refractory in glass melt contact. Vortrag im Rahmen des 54.
Internationalen Feuerfest-Kolloquium. 19.-20.10.2011 Aachen.
Weigand, R.: Interaction between Glass and Refractories – Bubbles as Criteria. Vortrag im Rahmen der UNITECR
2011. 30.10-02.11.2011 Kyoto / Japan.
K. Al Hamdan, S. Wiltzsch : Beeinflussung der Schmelzleistung und der Verstaubung durch eine
Gemengevorbereitung an einer halbindustriellen Tageswanne. Saarbrücken, DGG-Tagung 2011.
S. Wiltzsch, H. Hessenkemper: Erste experimentelle und numerische Simulationsergebnisse zum SegmentedDünnschichtschmelzer. Saarbrücken, DGG-Tagung 2011.
Jahresbericht 2011
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4.1.3. Patentanmeldungen
Deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2011 008 138.0 „Thermischer solarer Flachkollektor“
4.2.
Forschungsprojekte
Optimierung und Stabilisierung des Schmelzprozesses bei der Herstellung von ECR-Glas
Laufzeit:
Partner:
Mittel:
Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dr. –Ing. K. Al Hamdan
01/11-12/11
P-D Glasseiden GmbH Oschatz
20.000 EUR
Motivation



Einsatz der Scherben (alte geschlichtete Faser) bei der Herstellung von ECR -Glas und E-Glas ohne
Beeinflussung der Glaseigenschaften
Verbesserung des Schmelzverhaltenes durch Optimierung des Gemengesatzes
Reduzierung der Schaumbildung beim Schmelzprozess.
Einsatz eines alternativen Formgebungswerkstoffs in Verbindung mit einem modifizierten
Formenschmiermittel bei der Behälterglasproduktion. (AiF-FV Nr. 16158 BG/1)
Projektleiter / Bearbeiter:
Laufzeit:
Partner:
Fördermittel:
Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dr. R. Löbig / Dipl. Wirt.-Ing. C. Hartwig
08/2009 - 12/2011
IGF/AiF
189.600 €
Zusammenfassung: Innerhalb des AiF-Forschungsprojektes 14850 BG konnte anhand von Laboruntersuchungen und
Testreihen unter industriellen Randbedingungen der komplexe Einfluss des Schmiermitteleinsatzes bei der
Behälterglasformgebung dargestellt werden. Der direkte Bezug zum Vorgängerprojekt wurde gewahrt, d.h. der
Themenbereich „Wechselwirkung des eingesetzten Schmiermittels mit dem Formgebungsmaterial und dem Glas“
stand weiterhin im Fokus; zusätzlich wurde im letzten Projektjahr ein weiterer Schwerpunkt in Richtung „alternatives
Formgebungsmaterial“ gesetzt. Da die Nutzung des gegenwärtig etablierten Formenwerkstoffs Grauguss nur noch
begrenzte Optimierungspotentiale bietet, sollte laut Antrag auch der Aspekt eines alternativen Formwerkstoffes in die
Themenbearbeitung mit einbezogen werden.
Im Projektverlauf setzte sich der Einsatz von Formenlacken zur Reduzierung der Vorformschmierung als zielführend
durch. In den zahlreichen Testreihen unter industriellen Bedingungen konnte ein Schema entwickelt werden, das es
den Behälterglasherstellern ermöglicht ihre bisherigen Schmierintervalle ohne großen Aufwand umzustellen. Durch
dieses Vorgehen kann gewährleistet werden, dass auch die Produktionsqualität hinsichtlich der mechanischen
Eigenschaften konstant bleibt. Der arbeitserleichternde Effekt fiel auch nach anfänglicher Skepsis dem Bedienpersonal
der IS-Maschinen positiv auf, was zur Akzeptanz der Projektergebnisse beigetragen hat.
Die Untersuchungen zu den Wechselwirkungen zwischen Schmiermitteln und der heißen Glasoberfläche haben
gezeigt, dass es bei allen Schmiermitteln zu einem Reduktionseffekt kommt, welcher die Glasoberfläche bezüglich der
chemischen Beständigkeit eine Veredelung bedeutet. Einzig beim Schmiermittel LubriGlass kommt es zum
nachgewiesenen Ionenaustausch, welcher positiv auf Eigenschaften wie chemische Beständigkeit und Festigkeit wirkt.
Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass der Festigkeitsanstieg bis zum Kunden gebracht werden kann, was
besonders in der Behälterglasindustrie von großer Wichtigkeit ist. Die Formenkorrosion wird durch den Einsatz von
LubriGlass ebenso deutlich reduziert, wie das Schmierintervall.
Den dritten Schwerpunkt stellt die Werkstoffsubstitution dar. Nach intensiver Literaturstudie und erfolgreichen
Laborversuchen stand für den zweiten Projektschwerpunkt eine Aluminiumlegierung zur Verfügung, welche auch im
Automobilbau innerhalb des Motorenbaus eingesetzt wird. Hieraus wurden zwei Mündungen inklusive Deckring
gefertigt. Diese wurden in der Weithalsglasfertigung erstmalig getestet. Der erste Versuch verlief sehr positiv. Wie auf
Jahresbericht 2011
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erkennbar, konnten sofort stabile Külbel erzeugt werden. Die fertigen Artikel wiesen keine Unterschiede zur
herkömmlichen Produktion auf. Gemessen wurden hierbei die Kopfdruck- und die Schlagfestigkeit im Schulterbereich
der Gläser.
Einsatz von Aluminiumguss als Mündungsmaterial bei der Behälterglasfertigung
Das IGF-Vorhaben 16158 BG / 1 der Forschungsvereinigung Hüttentechnische Vereinigung der Deutschen
Glasindustie e.V. – HVG wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen
Gemeinschaftsforschung und –entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert.
TecGla – Lasertrennung und Oberflächenveredelung von Glasrohren
Laufzeit:
Partner:
Mittel:
Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dr. –Ing. H. Dastis / Dr. –Ing. S. Berg / Dr. –Ing. R.
Hengst
04/09-03/11
BMWi – EXIST Forschungstransfer
500 TEUR
Motivation
Ziel des Projektes ist es, aus der Kombination der Lasertechnologie zum Trennen von Glasrohren und eines
hochinnovativen Glasveredelungsverfahrens, Glasrohrabschnitte mit bisher nicht realisierbaren Qualitätsmerkmalen
anzubieten.
Die so vereinzelten Glasrohrabschnitte sollen sich durch eine besonders hohe Trennkantenqualität auszeichnen.
Kennzeichen dieser ist eine hohe Kantenfestigkeit, da jene ein Maß für die Rissinitiierung bei der Trennung der
Glasrohre darstellt. Diese Glasrohrabschnitte wären unter anderem für die Weiterverarbeitung zu pharmazeutischen
Primärpackmitteln prädestiniert, da sie die Arzneimittelsicherheit erhöhen und das Patientenrisiko aufgrund undichter
Behältersysteme minimieren.
Im Weiteren ist eine Pilotanlage zur Veredelung von Glasrohrabschnitten zu entwickeln. Die Veredelung erfolgt nach
einem am Lehrstuhl entwickelten und patentierten Verfahren. Ziel dieser Veredelung ist die Erhöhung der
hydrolytischen Beständigkeit der Glasinnenoberfläche.
Während des Projektes ist der Nachweis der Machbarkeit vorgesehen sowie der Aufbau von Prototypen geplant.
Basierend auf den Entwicklungen soll die wirtschaftliche Umsetzung der Ergebnisse in Form einer
Unternehmensgründung erfolgen.
Das Projekt wurde im Programm EXIST-Forschungstransfer durch das Bundesministerium für Wirtschaft und
Technologie (BMWi) gefördert.
Jahresbericht 2011
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– Standzeitverlängerung von Feuerfestmaterial im direkten Kontakt mit Glasschmelze
Laufzeit:
Partner:
Mittel:
Dipl.-Ing. R. Weigand / Dipl.-Wirt.-Ing. A.-K. Rössel, Dipl.-Chem. M. Hubrich
10/09 – 09/12
Sächsische AufbauBank
970.800 EUR
Motivation:
Die dreiköpfige, vom ESF geförderte, interdisziplinäre Nachwuchsforschergruppe REFRAGLASS beschäftigt sich mit
der Veredelung von Feuerfestmaterial im direkten Glasschmelzkontakt. Durch steigenden politischen Druck infolge von
Umweltauflagen (bspw. CO2-Minimierung) und dem wachsenden asiatischen Markt wurde es nötig den
Glasschmelzprozess entscheidend zu optimieren. Da das Feuerfestmaterial die Lebensdauer des Schmelzaggregats
entscheidend beeinflusst, findet man hier einen guten Ansatz zur Optimierung.
Diese Problematik war Ausgangspunkt von Untersuchungen im Bereich der Feuerfestveredelung im
Glasschmelzkontakt am Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik der TU Bergakademie Freiberg. Erste
Ergebnisse wiesen ein Potential bezüglich der Standzeitverlängerung von Feuerfestmaterial von bis zu 20% auf.
Aufbauend auf diesem konnte das Veredelungsverfahren im Rahmen des ESF-Projektes weiter optimiert werden,
wodurch nun eine Standzeitverlängerung von bis zu 80% möglich ist. Zusätzlich dazu konnte in weiteren Versuchen
die Kristallisationsneigung des Glases im Kontakt mit Feuerfestmaterial, welches im Produktionsprozess ein reales und
ungelöstes Problem ist, signifikant minimiert werden. Dieses Ergebnis spielt gerade im Bereich des Tropfringes in der
Behälterglasherstellung eine entscheidende Rolle. Nun ist eine Erhöhung des CaO-Gehaltes des Glases möglich, was
mit einer Absenkung der Läutertemperatur verbunden ist. Neben den Einsparungen an Energie, CO2 und Soda wird
dadurch auch die Korrosion der Wanne signifikant vermindert. Die Veredelungstechnologie kann den Glasherstellern
ein entscheidendes Kosteneinsparpotenzial eröffnen, verbunden mit einem gleichzeitig positiven Beitrag zum
Umweltschutz.
– glasfaserverstärkte Verbundwerkstoffe
Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. L. Hübner / Dipl. –Ing. M. Groß / Dipl. –Ing. J. Ryssel
/ Dipl. –Math. S. Matthes
Laufzeit:
11/11 – 01/14
Partner:
Sächsische AufbauBank (ESF)
Mittel:
1.026.000 EUR
Motivation:
Die ESF-geförderte Nachwuchsforschergruppe CompGlass hat im November 2011 ihre Arbeit aufgenommen. Die
interdisziplinäre Gruppe beschäftigt sich mit der Glasfaserverstärkung verschiedener Werkstoffe. Das
Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Verstärkung von Porenbeton.
Faserarmierter Porenbeton nach Festigkeitstest
Jahresbericht 2011
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Porenbeton weist gegenüber konventionellem Beton zahlreiche Vorteile auf. So wird Porenbeton deutlich
energiesparender hergestellt, weist hervorragende Wärmedämm- und Schallschutzeigenschaften auf und verringert
auf Grund seines geringen Gewichts Logistikkosten. Dazu werden Ressourcen gespart, da aus 1 m³ Rohstoffe bis zu
5 m³ Baustoff gewonnen werden kann und das Material recyclebar ist. Der einzige Nachteil findet sich in der geringen
Festigkeit. Diese könnte durch eine Faserarmierung kompensiert werden. Der Einsatz von Stahl als Bewehrung ist
ungeeignet, da dieser durch seine hohe Dichte die maßgebenden Eigenschaften des Porenbetons nachteilig
beeinflusst. Wie auch bei Spannbeton nehmen die Bewehrungen kritische Spannungen auf und verhindern dadurch
Brüche. Eine Armierung mit Glasfasern wurde bisher auf Grund der mangelnden chemischen Beständigkeit nicht
durchgeführt (Ausnahme AR-Fasern auf ZrO2-Basis – aber sehr hohe Kosten). Die Lösung dieses Problems hat sich
die Nachwuchsforschergruppe zum Ziel gesetzt.
Dabei müssen die technologischen Fragen der Faserarmierung geklärt werden, das heißt, die Handhabung der
Fasereinbringung spielt eine große Rolle. Dabei wird unterschieden in Lang- und Kurzfasern. Die Übertragbarkeit der
Laborversuche in industrielle Maßstäbe muss dabei stets gewährleistet sein. Dafür sind zahlreiche Industrieversuche
geplant, welche durch die guten Kontakte zu Porenbetonherstellern wie zum Beispiel Xella leicht umsetzbar sind.
Veredelte Glasfaser
Weiterhin sollen Kalk-Natron-Gläser eingesetzt werden, welche vorab für den Einsatz veredelt werden müssen. Um
detailliert Aussagen über die Vorgänge der Glaskorrosion während des Autoklavierens oder auch der
Faserausrichtung während des Treibprozesses treffen zu können, unterstützt ein Mathematiker die Ingenieure durch
verschiedene mathematische Simulationen.
KMU innovativ – Verbundvorhaben Klimaschutz: kontinuierliche Kontaktkühlung im Walzglasprozess –
Teilvorhaben 2
Laufzeit:
Partner:
Mittel:
Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl. –Ing. T. Börner / Dipl. –Ing. M. Kretschmer / Dr. –
Ing. S. Hönig / Dipl. –Ing. T. Voland
01.11.2010 – 31.10.2012
Schindler Handhabetechnik GmbH,
ICOM Automatisierungstechnik GmbH
425.000,00 EUR
Motivation
Das Projekt kontinuierliche Kontaktkühlung ist als prozesstechnische Weiterführung des Projektes Heißkante zu
sehen. Beide verfolgen das übergeordnete Ziel den Walzglasprozess als Fertigungsprozess für die
Photovoltaikbranche effektiver zu gestalten um den Glaskostenanteil am Gesamtmodulpreis stark zu reduzieren. Ziel
ist es energieaufwendige Veredlungsschritte sowie Transport- und Lagerkosten zu reduzieren, indem das Glas direkt
nach der Formgebung im heißen Zustand konfektioniert und veredelt wird. Das Projekt kontinuierliche Kontaktkühlung
beinhaltet den zu entwickelnden integrierten Prozessschritt der chemischen Oberflächenveredlung des Glases und der
gleichzeitigen thermischen Vorspannung zu Einscheibensicherheitsglas.
Jahresbericht 2011
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In vorangegangen Projekten wurde eine Chargenkühlung mittels Graphitplatten entwickelt. Es wurde damit die
technische Machbarkeit des thermischen Vorspannens von dünnen Flachgläsern mittels Feststoffkühlung gezeigt. Die
Herausforderung ist es nun eine kontinuierlich arbeitende Kühleinheit zu entwickeln, die in den Walzglasprozess
integrierbar ist.
Die Idee zwischen zwei Graphitrollen zu kühlen wurde im Labormaßstab (Fehler! Verweisquelle konnte nicht
gefunden werden.) umgesetzt und erfolgreich getestet.
Kühlwalze im Labormaßstab
Anschließend erfolgte eine Simulationsrechnung, welche als Grundlage für die Konstruktion des halbindustriellen
Prototyps dient. Die Simulation wurde im IKGB erstellt. Die konstruktive und steuerungstechnische Umsetzung erfolgt
durch die Firmen Schindler Handhabetechnik GmbH und ICOM Automatisierungstechnik GmbH.
Konstruktionszeichnung Prototyp Kühlanlage
Zusätzlich sind prozessintegrierte Oberflächenveredelungsmaßnahmen vorgesehen, die im Vorfeld im Labormaßstab
untersucht werden. Im Laufe des kommenden Jahres wird der halbindustrielle Prototyp an der Rollenofenanlage in
Freiberg in Betrieb genommen. So können Machbarkeit der kontinuierlichen Kontaktkühlung sowie die Validierung und
Verfeinerung der mathematischen Simulation erfolgen.
Oberflächenveredlung von Faserglas
Laufzeit:
Projektträger:
Mittel:
Jahresbericht 2011
Prof. Dr. H. Hessenkemper/Dipl.-Ing. K. Kretschmer
08/10 – 07/13
SAB (ESF)
145.000 EUR
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Motivation:
Das Vorhaben umfasst die energieeffiziente Herstellung und chemische Veredlung von Glasfasern mit dem Ziel
begrenzt verfügbare Rohstoffe einzusparen, Schmelztemperaturen zu senken und damit den Energieverbrauch sowie
den Verschleiß im Wannen- und Düsenbereich zu vermindern.
Dabei wird ein teilweiser Ersatz teurer Spezialgläser, wie E-Glas oder AR-Glas durch veredelte Massengläser
(Kalknatronsilikatglas) und hoch aluminiumhaltige Reststoffgläser angestrebt.
Die chemische Veredlung des Faserglases bewirkt eine Erhöhung der chemischen Beständigkeit und der Festigkeit
der. Dadurch ergeben sich zum einen neue Einsatzbereiche entsprechend behandelter Fasern, weiterhin können die
Produktionskosten bei der Herstellung gleicher Qualitäten gesenkt werden. Der Ansatzpunkt für das Verfahren ist die
Tatsache, dass die Eigenschaften der Glasfasern hauptsächlich durch die Chemie und Beschaffenheit der
Glasoberfläche bestimmt werden.
Die hydrolytische Beständigkeit konnte damit um ein Vielfaches erhöht werden. Um die Zugfestigkeiten der Fasern zu
verbessern, wird an der Entwicklung einer Schutzschicht gearbeitet, die die Glasfasern vor Wasserdampfkorrosion und
mechanischen Beanspruchungen schützt. Alle Veredelungsschritte fügen sich direkt an den Herstellungsprozess an,
eine Nachbehandlung ist nicht nötig.
Das Projekt wird seit August 2010 mit Mitteln des Europäischen Sozialfonds zur „Stärkung der Leistungsfähigkeit der
Hochschulen (SMWK)“ und des Freistaates Sachsen durch die Sächsische Aufbaubank für drei Jahre gefördert. Es
läuft unter dem Förderprogramm zur Vereinbarkeit von Familie und wissenschaftlicher Karriere.
Entwicklung kostengünstiger und umweltschonender Solarthermiekollektoren
Laufzeit:
Partner:
Mittel:
Prof. Dr. H. Hessenkemper/Dipl.-Ing. M. Lüpfert
04/11 – 03/13
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
Vaillant GmbH
211.500 EUR
Motivation:
Derzeitig am Markt verfügbare Flachkollektoren zur thermischen Nutzung solarer Energie sind einerseits teuer und
besitzen andererseits kaum noch Potenzial zur Leistungssteigerung oder Kostensenkung. Um die Verbreitung der
Solarthermie zu fördern, müssen daher neue Konzepte für Solarkollektoren entwickelt werden.
An einem solchen Konzept soll in dem seit April 2011 bearbeiteten Projekt am Institut für Keramik, Glas- und
Baustofftechnik geforscht werden. Hierbei besteht die Idee darin, ein Glas als Absorber einzusetzen. Dieses Glas wird
nahezu vollständig aus Reststoffen hergestellt, was besonders ressourcenschonend und kostengünstig ist. Außerdem
soll der gesamte Kollektor aus nur wenigen Komponenten aufgebaut sein und dadurch sehr einfach sowie
kostengünstig hergestellt werden können. Das Projekt soll sich mit der konkreten Entwicklung von
Fertigungstechnologien zur Herstellung der Hauptkomponente (Schaumglasgrundkörper) sowie zur Verbindung der
Einzelkomponenten und mit der Gestaltung der Kollektorgeometrie beschäftigen.
In den ersten Monaten des Projektes wurden hauptsächlich verschiedene industrielle Reststoffe auf ihr
Schäumungsverhalten hin untersucht. Hierbei wurden beispielsweise die Blähmittel oder auch das Temperaturregime
für die Schäumung variiert. Weiterhin wurden verschiedene Werkstoffe für die Formen, in denen das Glas geschäumt
werden soll, theoretisch betrachtet und in ersten Laborversuchen praktisch bewertet. In einem dritten Arbeitspunkt
wurden bereits Überlegungen und energetische Berechnungen zur Gestaltung von Ofen- und Heiztechnik für den
Schäumungsprozess angestellt.
Jahresbericht 2011
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Heißportionierung und Heißkantenveredelung für energieeffiziente Herstellung von Solarglas
Laufzeit:
Partner:
Mittel:
Prof. Dr. H. Hessenkemper/Dipl.-Ing. M. Hötzel/Dipl. –Ing. F. Mai
04/10 – 11/12
DLR
420.000 EUR
Motivation:
Ziel des Projektes ist es das Trennen und das Kantenveredeln von Flachgläsern bei erhöhten Temperaturen
durchzuführen, um so energieeffizient und kostengünstig Gläser für die Photovoltaikindustrie herzustellen. Die
Eigenschaften der Gläser werden hinsichtlich ihrer mechanischen, chemischen, optischen Eigenschaften und auf ihre
Eignung als Solarglas beurteilt.
Die mechanischen Eigenschaften der Gläser sind stark von der Qualität der Kante abhängig. Es wurden Versuche zur
mechanischen, thermischen und thermo-mechanischen Kantenveredelung durchgeführt. Dabei konnte festgestellt
werden, dass die Drei-Punkt-Biegefestigkeit bei einer thermischen Kantenveredelung um 100 % verbessert werden
kann.
Abbildung 1: Festigkeitsmessung mit und ohne Kantenveredelung
Im Labor wurden des weiteren Versuche zu Trennen von Glas bei Temperaturen oberhalb der
Transformationstemperatur durchgeführt.
Um einen kontinuierliche Flachglasherstellung nachstellen zu können, wurde ein spezieller Ofen konstruiert, welcher in
der Lage ist bis zu 350 kg Glas je Stunde aus Scherben zu schmelzen. Dieser Ofen ist aufgebaut und in Betrieb
genommen worden. Das Projekt wird Ende Mai 2012 abgeschlossen, bis dahin sollen die Laborergebnisse auf die neu
konstruierte Anlage übertragen sein, um ein fertiges auf die Industrie übertragbares Konzept darstellen zu können.
Jahresbericht 2011
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Funktionsgerechte Verbindung auf Glasbasis eines Sensorstabes mit einem Hüllrohr
Laufzeit:
Partner:
Mittel:
Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dr.-Ing. S. Hönig, Dipl.-Ing. H. LandfermannHessenkemper
09/11 – 03/12
PROMECON Prozess- und Messtechnik Conrads GmbH
60.000 EUR
Motivation:
Es soll eine neuartige Verbindungstechnologie zwischen einem Sensorstab und einem Hüllrohr entwickelt werden, die
bestimmten technischen Anforderungen entspricht, da die bisherige Verbindungstechnologie auf Keramikbasis im
Dauereinsatz den Anforderungen (Dichtheit) nicht gerecht wird.
Rußbrandbeständige Edelstahlemaillierung
Laufzeit:
Partner:
Mittel:
Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dr.-Ing. S. Hönig
12/11 – 11/12
tti Technologietransfer und Innovationsförderung
Magdeburg GmbH
67.000 EUR
Motivation:
Edelstahlemaillierungen werden, im Vergleich zu konventionellen Emaillierungen auf Stahlblech, selten eingesetzt. Sie
sind technologisch anspruchsvoll, weil eine spezielle Blechvorbehandlung nötig ist, um gute Haftung zu erzielen. Die
eingesetzten Emailfritten sind in der Regel speziell für Edelstahl entwickelt worden. Die Einsatztemperaturen liegen
dabei nicht oder nicht wesentlich höher als bei konventionellen Stahlblechemails, also bei maximal 400°C … 500 °C,
kurzzeitig kann auch mit ca. 600 °C belastet werden.
Diese anspruchsvolle Technologie der Edelstahlemaillierung wird von der vom Vertragspartner betreuten Firma
beherrscht. Die Erzeugnisse erfüllen alle Anforderungen an Abgassysteme für verschiedene Brennstoffe bis auf die
Rußbrandbeständigkeit. Diese wird bisher nur von keramischen Systemen erreicht. Beim Test auf
Rußbrandbeständigkeit (DIN EN 1859) wird das Abgassystem Heißgas mit definiertem Volumenstrom von 1000 °C
über 30 Minuten ausgesetzt. Danach darf keine Beeinträchtigung der Funktionalität des Systems (u. a. Gasdichtheit,
Regenwasserbeständigkeit) auftreten.
Es gibt z. Zt. keine kommerziellen Emailfritten, die für Einsatztemperaturen > 600°C vorgesehen sind.
Bei der Entwicklung solcher Emails gilt es, ein Problem zu überwinden, das sich aus den festkörperphysikalischen
Gegebenheiten der eingesetzten Werkstoffe ergibt: Die Ausdehnungskoeffizienten von Edelstählen liegen z. T. noch
höher als bei gewöhnlichen Emaillierstählen und damit auch höher als die der üblichen Emails. Hochtemperaturemails
müssen aber einen höheren SiO2- und einen geringen Alkalianteil aufweisen, was einen noch geringeren
Ausdehnungskoeffizienten zur Folge hat. Die physikalischen Anforderungen an ein Hochtemperaturemail (hohe
Erweichungstemperatur bei gleichzeitig hohem Ausdehnungskoeffizienten) stehen somit im Widerspruch zu den
chemischen Möglichkeiten, diese Eigenschaften über die Einstellung der Zusammensetzung der Glasphase zu
erreichen. Diesen Widerspruch gilt es zu lösen. Möglichkeiten dazu gibt es durch Zusetzen kristalliner Inertstoffe oder
durch teilweise Kristallisation der Emails.
Jahresbericht 2011
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4.3.
Entwicklung einer Hochquarzmischkristall-Glaskeramik für den Dentalbereich
Verfasser:
Betreuer:
Jenny Richter
Dr.-Ing. S. Hönig / PD Dr. M. Kilo, Fraunhofer ISC
Zusammenfassung:
Auf Basis einer aus der Literatur bekannter Hochquarzmischkristall-Glaskeramik aus dem System SiO2-Al2O3-MgOP2O5 sollten neuartige Glaskeramiken entwickelt werden, die für dentale Einsatzzwecke genutzt werden können. Die
Spezifikationen liegen hierbei insbesondere im mechanischen Verhalten (speziell Biegebruchfestigkeit) und im
optischen Eindruck (Farbfreiheit, Transluzenz).
Es wurden mehrere Gläser hergestellt und mittels DTA hinsichtlich des Kristallisationsverhaltens charakterisiert.
Entsprechend der DTA-Ergebnisse wurden Kristallisationsprogramme definiert und das Glas kristallisiert.
Von den fertigen Glaskeramiken wurde das Gefüge analysiert (REM, XRD), die 3-Punktbiegebruchfestigkeit untersucht
sowie Farbe und Transluzenz bewertet.
Entwicklung von neuartigen Gläsern für die Lichtkonversion
Verfasser:
Betreuer:
Daniela Hesky
Dr.-Ing. S. Hönig / PD Dr. M. Kilo, Fraunhofer ISC
Zusammenfassung:
Gegenstand der Arbeit ist das Einbringen von Stöber- und Kern-Schale-Partikeln in verschiedene Gläser. Die
mit nanoskaligem CaF2: Eu3+ modifizierten Partikel sollen im Glas zur down-conversion führen. Durch diesen
Effekt kann die Transmission von Glas im UV-Bereich erhöht werden. In der Arbeit werden zwei Methoden
zum Einbringen der Nanopartikel untersucht. Zum einen das Einrühren der Partikel in eine Glasschmelze
und zum anderen die Möglichkeit des Wiederziehens einer Vorform. Ziel ist es, den Effekt der Nanopartikel
zu untersuchen, welcher z.B. die Erhöhung der Effizienz von Photovoltaikanlagen bewirken kann, aber auch
als Abdeckung für LED - Lampen Anwendung finden könnte.
Synthese und Untersuchung einer Glaskeramik mit Strontium-Anorthit-Zusammensetzung
Verfasser:
Betreuer:
Katja Klinkmüller
Dr.-Ing. habil. R. Bruntsch
Zusammenfassung:
Frau Klinkmüller beschäftigte sich mit der Herstellung einer gesinterten Glaskeramik im System SiO2-Al2O3SrO-TiO2 unter Verwendung von Nanopulvern aus einer Sol-Gel-Synthese an der Russischen chemischtechnologischen Universität in Moskau. Es wurde der Einfluss der Sinterparameter auf die Eigenschaften der
erhaltenen Glaskeramik untersucht.
Oberflächenveredelung von Behälterglas
Verfasser:
Betreuer:
Dorothe Ullrich
Dipl. –Wirt. –Ing. C. Hartwig
Zusammenfassung:
Das Ingenieurpraktikum von Frau Ulrich wurde bei Wiegand Glas in Steinbach am Wald durchgeführt.
Untersucht werden sollte der Einfluss von LubriGlass auf Glasbehälter bezüglich der Eigenschaften
Festigkeit und chemische Beständigkeit. Ein besonderes Augenmerk wurde auch auf die Formenkorrosion
gelegt.
Jahresbericht 2011
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Erstellen eines mathematischen Modelles zur Simulation der Restquarzlösezone in einem SegmentedDünnschichtschmelzer
Verfasser:
Betreuer:
Thomas Abt
Dipl.-Ing. S. Wiltzsch
Zusammenfassung:
Das Thema der Studienarbeit von Herrn Abt behandelt die numerische Simulation der Restquarzlösezone
eines Segmented-Dünnschichtschmelzers. Die Aufgabe der kleinen Studienarbeit war es Modelle basierend
auf dem Programm „GFM“ für die Restquarzlösezone zu erstellen, welche den Einfluss von verschiedenen
Konstruktionsmöglichkeiten auf die Funktionalität der Restquarzlösezone bewerten sollten.
Beeinflussung der Blasigkeit einer Glasschmelze durch Variation der Ofenatmosphäre und der
Gemengevorbehandlung
Verfasser:
Susanne Pinka
Betreuer:
Dipl.-Ing. S. Wiltzsch
Zusammenfassung:
In der Studienarbeit von Frau Pinka wurden Glasgemenge bei verschiedenen Atmosphären
(Erdgasverbrennung mit Luft oder Stickstoff) und Gemengevorbehandlungen / Vorwärmtemperaturen
untersucht und deren Blasigkeit charakterisiert.
Die Blasenbildung im Kontakt von Glasschmelze und Feuerfestmaterial
Verfasser:
Thomas Ilm
Betreuer:
Dipl.-Ing. R. Weigand
Zusammenfassung:
Voruntersuchungen zum Blasenbildungsmechanismus an der Grenzfläche Glasschmelze-Feuerfestmaterial.
Minimierung dieser Wechselwirkung durch das Einbringen einer Sauerstoffsenke in die Poren des
Feuerfestmaterials. Charakterisierung und Bewertung unterschiedlicher Messmethoden.
Die Untersuchungen zur Langzeitstabilität von Graphit als Kühlmedium von dünnem Flachglas
Verfasser:
Christian Räbiger
Betreuer:
Dipl.-Ing. T. Börner
Zusammenfassung:
Gegenstand der Untersuchungen ist die Charakterisierung der mechanischen sowie thermischen
Schädigungsmechanismen von Graphit, im Einsatz als Kühlmedium für die Kontaktkühlung zur Herstellung
von dünnem Einscheibensicherheitsglas. Aus den Ergebnissen dieser Studienarbeit lassen sich Aussagen
bezüglich zu erwartender Wartungsintervalle und gegebenenfalls zu Betriebskosten ableiten, welche für eine
industrielle Technologieeinführung zwingend notwendig sind.
4.3.3. Diplomarbeiten
Untersuchungen zum Einsatz eines aluminiumhaltigen Schmiermittels in der Behälterglasindustrie und einer
Kolbenlegierung als Formenwerkstoff
Verfasser:
Liesa Hübner
Betreuer:
Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl. –Wirt. –Ing. C. Hartwig
Zusammenfassung:
Das neu entwickelte Schmiermittel LubriGlass sollte bezüglich seiner industriellen Einsatzbarkeit untersucht
werden. Dafür waren zahlreiche industrielle Testreihen vorgesehen, wobei unterschiedliche
Untersuchungsschwerpunkte abgearbeitet wurden. Dabei sind Untersuchungen bezüglich des
Schmierintervalls, der Applikationsform und des Einflusses auf die chemische Beständigkeit und Festigkeit
der Glasbehälter, sowie zum Korrosionsschutz der Formen durchgeführt worden. Anhand der gewonnenen
Jahresbericht 2011
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Erkenntnisse konnten Verfahrensanweisungen für den Gebrauch von LubriGlass erstellt werden. Parallel
dazu wurde anhand einer Literaturrecherche eine Aluminium-Kolbenlegierung untersucht, inwieweit diese für
den Einsatz als Formenwerkstoff in der Behälterglasindustrie geeignet ist. Dies geschah anhand von
Pegelversuchen. Es konnte gezeigt werden, dass diese Legierung erhebliches Potential für den Einsatz als
Formenwerkstoff aufweist.
Produktivitätssteigerung in der Behälterglasindustrie durch Optimierung von Tropfringmaterialien
Verfasser:
David Tritschel
Betreuer:
Dipl.–Ing. Rolf Weigand
Zusammenfassung:
Ziel der Arbeit war die Optimierung des Tropfringmaterials hinsichtlich Kristallisation und Lebensdauer.
Hauptaufgabe war, Möglichkeiten zur Minimierung der vom Feuerfestmaterial ausgehenden Kristallisation
zu zeigen. Dazu sollte zunächst ein Verfahren entwickelt werden, mit welchem dieses Verhalten
charakterisiert werden konnte. Ausgehend von den Ergebnissen sollten mögliche Wege der
Produktivitätssteigerung eines Behälterglaswerkes dargestellt werden. Als optimale Behandlung geht RW
hervor. Es ist damit eine Senkung der Kristallisationstemperatur um 200 K möglich. Es konnte mit den
dynamischen Fingertests gezeigt werden, dass der Behandlungserfolg vom Glastyp abhängig ist. Die
Lebensdauer eines Tropfringes kann theoretisch um 25 % gesteigert werden, was die Produktivität,
speziell bei Langläufern, um denselben Wert steigert.
Optimierung von Feuerfestmaterial im Glasschmelzkontakt
Verfasser:
Christian Räbiger
Betreuer:
Dipl.–Ing. Rolf Weigand
Zusammenfassung:
Die Technologie der Sauerstoffsenke sollte in Bezug auf Blasigkeitsentstehung in der Grenzfläche
Glasschmelze-Feuerfestmaterial erzeugt werden. Mittels statischer und dynamischer Blasentests wurde
dies an porösem und schmelzgegossenem Lippsteinmaterial untersucht. Der Effekt der Sauerstoffsenke
konnte dabei durch eine Minimierung der Blasigkeit um bis zu 80% nachgewiesen werden. Dies liegt sogar
teilweise unter dem Niveau eines schmelzgegossenen Steines. Zusätzlich dazu wurden Untersuchungen
bezüglich Cr(VI)-Bildung in Feuerfestmaterial durchgeführt. Dieses tritt bei Anwesenheit von Alkalien
unterhalb 800°C auf.
Ein Modell der Glaskorrosion – Mechanismus, Auswirkung und Gegenmaßnahmen
Verfasser:
Martin Groß
Betreuer:
Dipl.–Chem. Michael Hubrich
Zusammenfassung:
Anhand der durchgeführten Versuche konnte das bestehende Modell der Glaskorrosion erweitert werden.
Insbesondere im Hinblick auf das Phänomen der Delamination wurden umfassende Erkenntnisse
gewonnen. Weiterhin wurde eine Methode zur Online-Messung der Eluatleitfähigkeit entwickelt. Diese
lieferte wichtige Ergebnisse zur Beurteilung der Abläufe bei der Glaskorrosion. Außerdem wurde der
Einfluss des pH-Werts auf die Glaskorrosion überprüft. Überdies erfolgten Untersuchungen zum Einfluss
von gelösten Stoffen im Eluat. Zusätzlich wurden Versuche zum Einfluss der Atmosphäre sowie der
Redoxbedingungen durchgeführt.
4.4.
Promotionen
Dipl. Wirt.-Ing. Christina Hartwig
Oberflächenveredelung von Gläsern durch aluminiumhaltige Schmiermittel
Jahresbericht 2011
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Dipl.-Chem. Michael Hubrich
Herstellung und Charakterisierung modifizierter Glasoberflächen
Dipl.-Ing. Kathleen Kretschmer
Oberflächenveredelung von Faserglas
Dipl.-Ing. Michael Kretschmer
Thermisches Härten dünner Gläser
Dipl.-Ing. Marc Lüpfert
Schaumglas
Dipl.-Ing. Thomas Voland
Glasverfestigung
Dipl.-Ing. Rolf Weigand
Veredelung von Feuerfestmaterial im direkten Glasschmelzkontakt
Dipl.-Ing. Sven Wiltzsch
Optimierung der Glasschmelzprozesse
4.5.
Prof. Dr-Ing. H. Hessenkemper
- Mitglied der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft (DGG), Fachausschüsse
„Physik und Chemie des Glases
„Formgebung“
„Ofenbau und Wärmewirtschaft“
„Glasrohstoffe und Glasschmelze“
Gründungsmitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V.
Dr.-Ing. habil. R. Bruntsch
- Mitglied der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft (DGG)
Dr.-Ing. S. Hönig
- Mitglied der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft (DGG), Unterausschuss Glasanalyse im
Fachausschuss I
- DIN
Normungsausschuss NA062-01-63AA, Prüfung von Emails und Emaillierungen
Dipl.-Ing. R. Weigand
- Mitglied des Vereins Gesellschaft von Freunden der Glasfachschule Zwiesel e. V.
-
Mitglied des Vereins Freunde und Förderer der Technischen Universität Bergakademie Freiberg e.V.
Dipl.-Wirt.-Ing. A.-K. Rössel
- Mitglied des Vereins Gesellschaft von Freunden der Glasfachschule Zwiesel e. V.
4.6.
Teilnahme an Konferenzen, Kolloquien und Seminaren

TerraTec/ EnerTec, Leipzig, 25. – 27.01.2011, Teilnehmer: M. Lüpfert, Th. Voland

DGG-Fachausschuss II, Sitzung am 23./24. März 2011 in Cottbus - K. Al Hamdan, H. Hessenkemper, S. Wiltzsch

Hannover Messe (HMI), Hannover, 04. – 08.04.2011, Teilnehmer: M. Lüpfert, T., M. Kretschmer, M.
Hötzel, A.-K. Rössel, R. Weigand

17. International Conference on Refractories. 10.-11.05.2011 Prag / Tschechische Republik.
Teilnehmer: R. Weigand
Jahresbericht 2011
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
27. Fachschulkolloquium Zwiesel Mai 2011 in Zwiesel. Teilnehmer: K. Al Hamdan, C. Hartwig, H. Hessenkemper

DGG-Jahrestagung 2011, Saarbrücken – Kh. AlHamdan, H. Hessenkemper, S. Wiltzsch.

11th INTERNATIONAL SEMINAR ON FURNACE DESIGN Operation & Process Simulation. June 21 - 23, 2011S. Wiltzsch

9th International Conference on Advances in the Fusion and Processing of Glass. 10.-14.07.2011 Cairns /
Australien. Teilnehmer: R. Weigand

VDMA IAK Photovoltaik und Solarthermie. 10.08.2011- M. Lüpfert

Materialica, München, 18. – 20.10.2011, Teilnehmer: M. Lüpfert, T. Börner

54. Internationales Feuerfestkolloquium Aachen. 19.-20.10.2011 Aachen. Teilnehmer: R. Weigand

UNITECR´2011. 30.10-02.11.2011 Kyoto / Japan. Teilnehmer: R. Weigand
4.7.
Preise
Theodor-Haase-Preis 2011
Dipl.-Ing. David Tritschel: Diplomarbeit „Produktivitätssteigerung in der Behälterglasindustrie durch Optimierung von
Tropfringmaterialien“
RWE-Zukunftspreis 2011 – 3. Platz
Dipl.-Ing. Marc Lüpfert : Diplomarbeit „Neue Konzepte für die thermische Nutzung solarer Energie“
Jahresbericht 2011
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4.8.
Sonstiges
Schülerkolleg „Was Glas alles kann“ – 02.-04.08.2011
ca. 10 Mitarbeiter Lehrstuhl Glas
Schülerkolleg „Ceramics meets Steel“ – Emaillierung 13.0.2011
- S. Hönig; Vorlesung „Emails und Emailtechnologie“, Exkursion Omeras GmbH Lauter
Nachtlabor – siehe Kapitel 2.3
Diverse Schulklassen wurden mit Praktika, Vorlesungen und Exkursionen im gesamten Jahr für ein Studium von
Keramik, Glas- und Baustofftechnik beworben.
Jahresbericht 2011
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4.9.
Pressemeldungen
Jahresbericht 2011
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Professur Baustofftechnik
Jahresbericht 2011
- 69 -
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5.
Professur Baustofftechnik
5.1.
Publikationen
Häußler, K.: How to Promote Natural science and Engineering – Freiberg submissions for pre-school up to high school
education. UNITECR 2011, Kyoto, proceedings
Häußler, K., Aneziris C.G.: Freiberg and Bologna - The Freiberg Way of Education in the Field of Ceramics. UNITECR
2011, Kyoto, proceedings
Takahashi, K., Bier, Th. A., Westphal, T.: Effects of mixing energy on technological properties and hydration kinetics of
cement-based grouts. GdCH-Monographie Band 44
Takahashi, K., Bier, Th. A., Westphal, T.: Effects of mixing energy on technological properties and hydration kinetics of
grouting mortars. Cement and Concrete Research 41 (2011) 1167–1176
Krause, F., Bier, Th. A.: Feuchtespeicherfunktion und Feuchtetransport verschiedener Lehme und Lehmbaustoffe.
GdCH-Monographie Band 44
Westphal, T., Bier, Th. A., Dlugosch, F.: Influence of Admixtures on Phase Development in Ternary Binder Systems.
13th ICCC proceedings
Häußler, K.: How to Promote Natural science and Engineering – Freiberg submissions for pre-school up to high school
education. UNITECR 2011, Kyoto
Häußler, K., Aneziris C.G.: Freiberg and Bologna - The Freiberg Way of Education in the Field of Ceramics. UNITECR
2011, Kyoto
Häußler, K.: Freiberger Entdeckungsreisen für große und kleine Forscher. Pecha Kucha-Präsentation,
Netzwerkkonferenz, Haus der kleinen Forscher, November 2011, Berlin
Krause, F: Feuchtespeicherfunktion und Feuchtetransport verschiedener Lehme und Lehmbaustoffe. Oktober 2011,
Hamburg.
Westphal, T., Bier, Th. A.: Adjusting workability and setting of complex mortars - subsequent impact on phase
development. März 2011, Halle.
Westphal, T., Füllmann, Th.: Quantifying amorphous portions in blended cements – a comparative study. April 2011,
San Francisco.
Westphal, T: Influence of Admixtures on Phase Development in Ternary Binder Systems. Juli 2011, Madrid.
5.2.
Forschungsprojekte
Neues Braunkohlenkoksprodukt zur Verbesserung der Nachhaltigkeit beim Betrieb von Kleinschachtöfen.
Teilprojet: Hydrothermale Bindemittel (BMBF- Verbundprojekt)
Laufzeit:
Partner:
Mittel:
07/07-03/11
ThyssenKrupp Steel AG Duisburg, DK Recycling und Roheisen Duisburg, WESOAurorahütte Gladenbach, BFI Düsseldorf
240.750 €
Motivation
Bei den verschiedenen Schachtofenprozessen zum Brennen von Kalk, Schmelzen von Basalt und Gusseisen sowie
der Herstellung von Roheisen durch Reduktion von Eisenoxiden ist stückiger Steinkohlenkoks gleichzeitig
Jahresbericht 2011
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Energieträger, Reduktions- und Aufkohlungsmittel sowie gasdurchlässiges Stützgerüst. Die in Deutschland
vorhandene Kokereikapazität ist bevorzugt in wenigen großen integrierten Hüttenwerken der Eisen- und Stahlindustrie
konzentriert. Ihre Kapazität reicht nicht zur Deckung ihres Eigenbedarfs. Deshalb muss die Stahlindustrie
Deutschlands Koks für Ihre Hochöfen importieren. Die mit Koks betriebenen Kleinschachtöfen in Deutschland sind
ausschließlich auf importierten Koks angewiesen, weil in Deutschland der groß- bzw. übergroßstückige Gießereikoks
nicht mehr hergestellt wird und für normalstückigen Koks in Deutschland eine etwa 30%-ige Unterdeckung vorliegt. Die
wegen der weltweit wachsenden Stahlerzeugungskapazität zunehmende Koksverknappung auf dem Weltmarkt macht
im Sinne einer nachhaltigen Produktion insbesondere in den Kleinschachtöfen Deutschlands die Entwicklung von
Alternativprodukten zum Steinkohlenkoks erforderlich. Diese sollten auf der Basis von heimischen langfristig
preisgünstig verfügbaren Rohstoffen zu möglichst niedrigen Kosten hergestellt werden.
Ziel des Projektes ist deshalb die Schaffung eines kostengünstigen Ersatzes für den Steinkohlenkoks, der zum Betrieb
von Kleinschachtöfen notwendig ist. Der bislang vom Weltmarkt importierte teure und künftig noch knapper werdende
Steinkohlenstückkoks soll künftig durch ein neues, preisgünstiges Brikett auf Basis heimischer, langfristig verfügbarer
Braunkohle substituiert werden. Die Schlüsselinnovation liegt hierbei in der Entwicklung eines neuen
Brikettierverfahrens für Braunkohlen-Herdofenkoks unter Verwendung mineralischer Bindemittel. Entscheidend für die
Anwendung in Kleinschachtöfen sind die Minimierung des Bindemittelanteils und der Restfeuchte im fertigen
Brikettprodukt sowie eine ausreichende Festigkeit.
Development and Optimisation of SLU
Laufzeit:
Partner:
Prof. T. Bier / K. Takahashi
Nov. 03 – Okt. 05, verlängert bis Okt. 11
UBE Industries Tokio
Motivation
In diesem Projekt werden der Einfluss der Mischungszusammensetzung, der Hydratation und der Mikrostruktur von
Ausgleichsmörteln auf deren rheologischen Eigenschaften, Schwind-/Dehnverhalten sowie Dauerhaftigkeit untersucht.
Nachdem Herr Emoto den Einfluss von Verzögerern und Fließmitteln, Herr Nukita den Einfluß von Polymerpulvern
untersuchten, beschäftigen sich Herr Onishi mit dem Einfluss der Sulfatquelle und Herr Takahashi mit den
Auswirkungen des Mischprozesses und der Pumpdistanz.
Einfluss von reaktiven Aluminium- und Magnesiumoxid-Zusätzen auf
Thermoschockbeständigkeit von spinellbildenden Feuerbetonen (DFG, SPP 1418)
Laufzeit:
Partner:
die
Korrosions-
und
Prof. T. Bier / C. von Gynz-Rekowski
01.03.2009 -28.02.2012
Motivation
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines thermoschock- und korrosionsbeständigen, monolithischen
Tonerde-Spinell Feuerfestwerkstoffes. Insbesondere die Untersuchung der Hochtemperaturreaktionen zwischen den
oxidischen Zusätze Al2O3 und MgO sowie des Hochtemperaturverhaltens des Bindemittels und die daraus folgende
Wirkung auf die für die Hochtemperaturkorrosion und den Thermoschock relevanten Eigenschaften über die Ermittlung
der Mikrostruktur (Phasenzusammensetzung und Gefüge), sowie von Restfestigkeiten und inneren Schädigungen
durch Rissbildung sind Teil der geplanten Untersuchungen.
CO2 reduced concrete using local secondary raw materials
Laufzeit:
Partner:
Jahresbericht 2011
Prof. T. Bier / Dr. T. Westphal
01.08.2011 - 31.12.2012
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DAAD)
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Motivation
Die Zementherstellung ist für bis zu 10% der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Die Verwendung von Aschen,
Schlacken und anderen Klinkeraustauschstoffen führt zu einer Reduktion dieser CO2-Emissionen. Art und Qualität der
Klinkeraustauschstoffe variiert regional sehr stark. Ziel ist der Transfer moderner Zement- und Betontechnologie nach
Pakistan und die entsprechende Adaption an regionale Gegebenheiten.
5.3.
Alterungsverhalten von Vergußmörteln (Fa.Ergelit)
Verfasser:
Betreuer:
Sandra Schlesier
Prof. Dr.-Ing. T. Bier / Dr.-Ing. G. Schmidt
Die Auswirkungen des Lagerungsverhaltens auf die Eigenschaften von Trockenmörtel sind zu untersuchen. Dabei ist
der Fokus besonders die Auswirkungen des Abbindeverhaltens zu legen. Die Lagerungsbedingungen sollen nicht
Extrembereiche überstreichen sondern übliche Feuchten. Die Zeitabhängigkeit der Veränderungen wird durch
unterschiedliche Charakterisierungen der Hydratations- und Verarbeitungseigenschaften dokumentiert.
Auflösungskinetik von Kalzit unter verschiedenen Bedingungen und den Einfluss von Kalzit auf die
Phasenzusammensetzung in hydratisierten Zementen
Verfasser:
Betreuer:
Anne Roßberg
Die Aufgabenstellung wurde von Frau Dr. Lothenbach - EMPA Dübendorf (Schweiz) Abteilung Baustoffe ausgegeben.
Die praktischen Arbeiten wurden an der EMPA durchgeführt. Die Verbindung der Messung der Hydratationswärme und
der Schwindung erbrachte interessante Ergebnisse und gibt Impulse für weitere Forschungsarbeiten.
Bewertung bildsamer Eigenschaften mit unterschiedlichen Testmethoden
Verfasser
Betreuer:
Marie Oppelt
Dr.-Ing. G. Schmidt
Gebäudetechnische Analyse, Optimierung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer Produktionshalle
Verfasser:
Betreuer :
Kristin Schauer, Dunja Losch, Christina Arnold
Eine Produktionshalle der Firma Koenig & Bauer AG soll aus wärmetechnischer und energetischer Sicht betrachtet
werden. Neben der Untersuchung der Bauphysik der Produktionshalle, der Optimierung der Dämmstoffe und
Ermittlung der daraus resultierenden Wärmeeinsparung wird auch die Beleuchtung vollständig neu ausgelegt. Eine
Aufstellung des Ist-Zustandes erfolgt in den Bereichen des Heizungs- und Druckluftsystems.
Um vorgeschlagene Verbesserungsmaßnahmen in der Bauphysik und der Beleuchtung auch aus
betriebswirtschaftlicher Sicht zu untersuchen, ist eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung anberaumt.
5.3.3. Projektarbeiten
Study of limestone powder and ground granulated blast furnace slag as SRM's in self compacting mortar
systems
Verfasser
Betreuer
Jahresbericht 2011
Khurram Javeed
Prof. Dr.-Ing. T. Bier, Prof. Rizwan, Dr. Torsten Westphal, Johannes Haufe
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Study of silica fume and fly ash as SRM's in self compacting mortar systems
Verfasser:
Umair Majeed
Betreuer Prof. Dr.-Ing. T. Bier, Prof. Rizwan, Dr. Torsten Westphal, Johannes Haufe
Study of metakaoline and glass powder as SRM's in self compacting mortar systems
Verfasser
Betreuer
Manan Mansoor Qureshi
Prof. Dr.-Ing. T. Bier, Prof. Rizwan, Dr. Torsten Westphal, Johannes Haufe
Structure development and hydration behaviour of complex mortar systems
Verfasser
Betreuer
Enera Xhaferi
Prof. Dr.-Ing. T. Bier, Dr. Torsten Westphal
Structure development and hydration behaviour of Self-compacting concrete
Verfasser
Betreuer
Denis Askushaj
Prof. Dr.-Ing. T. Bier, Franziska Krause
5.3.4. besonderen Lernleistung (BeLL)
Überprüfung zur Energieeffizienz bezüglich der Fenster-struktur der Grundschule Einsiedel
Verfasser:
Betreuer:
Lisa-Marie Paul, Chemnitz
Dr.-Ing. G. Schmidt
5.3.5. Diplomarbeiten / Masterarbeiten
Bauphysikalische Untersuchungen an verschiedenen Lehmbauprodukten
Verfasser
Betreuer
Franziska Krause
Bei der Lehmziegelherstellung variieren die Eigenschaften aufgrund der verschiedenen Rohstoffeigenschaften (u.a.
fette, magere Lehme etc). Außerdem werden unterschiedliche Fasermaterialien und Porosierungsmittel eingesetzt.
Dies hat Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften. Dieses Problemfeld ist allerdings bisher noch nicht
systematisch untersucht worden.
Insbesondere ist von Interesse, wie sich Eigenschaften wie Festigkeit, Saugverhalten gegenüber Wasser u.ä. bei
Änderung der Umgebungsfeuchte ändern und welchen Einfluß die verwendeten Rohstoffe dabei spielen. Diese
Eigenschaften sollen an extrudierten Proben untersucht werden.
Nutzung sächsischer Rohstoffe für die Herstellung eines Portlandzementklinkers
Verfasser
Christin Triebler
Betreuer Prof. Dr.-Ing. T. Bier / Dr.-Ing. G. Schmidt
Energieeinsparpotenzial in der Großwäscherei Steyer Textilservice GmbH
Verfasser
Betreuer
Isabelle Derlagen
Deformimet e hershme te llaceve brumit te cimentos dhe betonit
Verfasser
Adrian Bajrami
Betreuer Prof. Dr. Ylli Shehu / Prof. Dr. Dervish Elezi / Prof. Dr.-Ing. T. Bier
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5.4.
Promotionen
Dipl.-Technologieingenieur Irina Kruglenia
Alterung und Oberflächeneigenschaften von Bindemitteln
Dipl.-Ing. Ekaterina Makeeva
Charakterisierung von Zementleimen mittel Ultraschalltechniken
Dipl.-Ing. Christoph Liebrich
Struktur und Rissbildung in spinellbildenden Betonen
5.5.
Vorsitzender VDI Ortsverein Freiberg
Gründungsmitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V.
DIN Ausschuss NA 119-05-37-01 AK „Mörtel für Beschichtungen bei der Sanierung
von Abwasserkanälen und -leitungen“
Fakultätsrat der Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik
Konzil der TU Bergakademie Freiberg
K. Häußler
MORE-Freiberg e.V.
Fakultätsrat der Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik
Konzil der TU Bergakademie Freiberg
Trainerin in der Initiative „Haus der kleinen Forscher“ im Netzwerk Landkreis
Mittelsachsen und TU Bergakademie Freiberg
Prüfer und Mitglied des Prüfungsausschusses „Industriemeister Keramik“ bei IHK
Dresden
Dr.-Ing. G. Schmidt
Mitglied Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg e.V.
Dr. T. Westphal
Mitglied GDCh - Fachgruppe Bauchemie; Mitarbeit im Arbeitskreis „RietveldAnalytik“ der Fachgruppe
5.6.
Teilnahme an Konferenzen, Kolloquien und Seminaren
20. Workshop und Kolloquium Rheologische Messungen an Baustoffen – Regensburg – 1.3.-2.3.2011
Prof. Dr. Thomas A. Bier, Dr. T. Westphal, Franziska Krause, Sandra Schlesier
Building materials analysis meeting – Halle – 28.3.-30.3.2011
Prof. Dr. Thomas A. Bier, Dr. T. Westphal
ICMA – San Francisco (USA) – 17.4.-20.4.2011
Prof. Dr. Thomas A. Bier, Dr. T. Westphal
ICCC – Madrid (Spanien) – 3.7.-8.7.2011
Dr. T. Westphal
9th International Symposium on High Performance Concrete – Design, Verification & Utilization – Roturua
(Neuseeland) – 9.8.-11.8.2011
Bauchemie – Hamburg – 6.10..-7.10.2011
Prof. Dr. Thomas A. Bier, Dr. T. Westphal, Johannes Haufe, Franziska Krause
Jahresbericht 2011
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UNITECR‘ 2011 – Kyoto (Japan) – 30.10.-02.11.2011
Prof. Dr. Thomas A. Bier, Dipl.-Ing. Kathrin Häußler, Dipl.-Ing. Christoph von Gynz-Rekowski
Freiberger Feuerfestforum 2011 – Freiberg – 09.12.2011
(verbunden mit der 7. Mitgliederversammlung von MORE-Freiberg e.V.)
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6.
Ausgewählte Forschungsergebnisse
Teilprojekt A01 im Sonderforschungsbereich 920
Kohlenstoffgebundene Filterwerkstoffe und Filterstrukturen
mit aktiven und reaktiven Funktionshohlräumen
Kohlenstoffgebundene Aluminiumoxidfilter für die Stahlschmelzefiltration erfreuen sich stetig wachsender Beliebtheit
seitens der Industrie. Deren Potenzial hinsichtlich der stofflichen Eigenschaften und des Filtrationswirkungsgrades
erscheint bis zum heutigen Tag jedoch nicht in vollem Maße genutzt. Infolgedessen soll im Zuge des
Sonderforschungsbereichs 920 „Multifunktionale Filter für die Metallschmelzefiltration – ein Beitrag zu Zero Defect
Materials“, ein Grundlagenverständnis für innovative Ansätze geschaffen werden.
Im Teilprojekt A01 besteht dahingehend der erste Schwerpunkt in der Entwicklung einer neuen
Filterzusammensetzung - basierend auf kohlenstoffgebundenem Aluminiumoxid -, bei der für diese Zwecke erstmalig
das modifizierte Steinkohlenteerpech Carbores®P Anwendung finden soll. Als Vorgabe gilt dabei die Einhaltung eines
wasserbasierten Systems, bei dem sich durch Zugabe von Ruß und Graphit ein Restkohlenstoffgehalt von etwa 30 %
einstellen soll. Zur Ermittlung werkstoffspezifischer Kennwerte und der verschiedenen Einflussfaktoren der jeweiligen
Zusammensetzungen werden Schaumkeramikfilter der Einheit 10 ppi (pores per inch) unter Zuhilfenahme des
Schwartzwalder-Verfahrens hergestellt. Etwaige Einflussfaktoren, insbesondere auf die mechanischen Eigenschaften
der Filter, gilt es kenntlich zu machen.
Gleichbedeutend dazu sollen die Auswirkungen verschiedener Inhaltsstoffe der Zusammensetzungen auf die
Kohlenstoffausbeute evaluiert werden. So ist es bisher gelungen, mittels Optimierung sowohl verfahrenstechnischer
Parameter, als auch der chemischen Zusammensetzung die Festigkeiten gegenüber konventionellen Filtern zu
erhöhen. Die Durchführung des sogenannten Impingementtests hat zudem die Eignung des neuen Filterwerkstoffes
bestätigt. Darunter ist ein Versuchsaufbau zu verstehen, bei dem der kalte Filter mit Stahlschmelze (1670 °C)
beaufschlagt wird und somit Aussagen über dessen Thermoschockbeständigkeit und Permeabilität getroffen werden
können (siehe Abbildung 1).
Ebenso ließ sich der Einfluss des Aluminiumoxids auf die Entwicklung des Restkohlenstoffgehaltes eindeutig
nachweisen, was bereits existierende Theorien bestätigt. Der zweite Schwerpunkt ergibt sich aus der Generierung kalt
aufgebrachter, aktiver Beschichtungen, deren Chemismus dem der zu filtrierenden Einschlüsse entspricht. Dies
ermöglicht ein gezieltes Einstellen der Grenzflächenspannungen, wodurch letztlich eine erhöhte Filtrationseffizienz
erreicht werden soll.
Dahingehend müssen zunächst vollständig benetzte Stege generiert werden, woraus infolge variierender
Sintertemperaturen und Brennbedingungen festsitzende Beschichtungen resultieren sollen. Chemische
Wechselwirkungen oder thermisch bedingte Mechanismen sind zu finden, mit Hilfe derer die Erkenntnis zum Verbleib
der oxidischen Beschichtungen auf den kohlenstoffgebundenen Filterwerkstoffen gewonnen werden kann.
Diesbezüglich wurde im Rahmen bisheriger Untersuchungen mittels Dilatometrie nachgewiesen, dass das Applizieren
ebensolcher Beschichtungen durch eine - verglichen zum Trägermaterial – erhöhte Schwindung, also einem
Aufschrumpfen, möglich ist, wie in Abbildung 2 verdeutlicht.
Auch hierbei wurde sich erfolgreich des Impingementtests bedient, woraus nach wie vorintakte Beschichtungen
resultierten.
Innerhalb des Teilprojektes A01 gilt es weiterhin etwaige Einflüsse variierender Kohlenstoffmodifikationen auf die
Filtrationseffizienz zu ermitteln. Als Grundlage dient dabei der Umstand unterschiedlicher Benetzungseigenschaften
der jeweiligen Kohlenstoffart gegenüber Stahl. So führt die Verwendung von Carbores®P zur Generierung kristalliner,
also anisotroper Kohlenstoffe, wohingegen sich ein amorpher, isotroper Charakter durch die Applikation von Harzen
realisieren lässt. Dahingehend konnte bislang eine Beschichtung mit reinem, amorphem Kohlenstoff erzeugt werden,
was unter anderem eine nahezu dreifache Erhöhung der Druckfestigkeit bewirkt.
Abbildung 2: Versuchsaufbau des Impingementtests, aktiver Filter mit intakter Beschichtung nach Impingementtest (rechts)
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Abbildung 2: Dilatometerkurven von Filtern mit 20 % Carbores P
Das Projekt wird durch die DFG im Rahmen des SFB 920 gefördert.
Ansprechpartner:
Prof. Dr. C.G. Aneziris
M.Eng.. Marcus Emmel
Tel.: +49 3731 392505
Tel.: +49 3731 392309
Einsatz von Nanopartikeln zur Reduzierung des Kohlenstoffgehaltes in
kohlenstoffgebundenen Feuerfesterzeugnissen (SPP 1418)
Kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse werden überwiegend in der Stahlindustrie verbraucht. Al2O3-C Werkstoffe
mit ca. 30 Gew.-% Restkohlenstoff werden weitgehend im Strangguss als Funktionalbauteile verwendet.
Kohlenstoffgebundene MgO-C-Erzeugnisse mit ca. 10 Gew.-% Restkohlenstoff werden in Zustellungen von
Konvertern, Elektrolichtbogenöfen und Stahlgießpfannen eingesetzt. In diesem Teilprojekt des
Schwerpunktprogramms 1418 "Feuerfest - Initiative zur Reduzierung von Emissionen - FIRE" wurden
Zusammensetzungen mit weniger Restkohlenstoff nach dem Verkokungsprozess und mit Zugabe von nanoskaligen
Pulvern von Magnesiumaluminatspinell (MgAl2O4), Aluminiumoxid (Al2O3) mit unterschiedlichen Primärpartikelgrößen
und -formen sowie Kohlenstoffnanoröhrchen (CNTs) untersucht. Dabei stand die Wirkung der nanoskaligen Zusätze
auf die Mikrostruktur, die physikalischen, mechanischen und thermo-mechanischen Eigenschaften der
neuentwickelten Al2O3-C- und MgO-C-Feuerfesterzeugnissen im Vordergrund und insbesondere der Einfluss der
Nanopulver auf die Temperaturwechselbeständigkeit der Al2O3-C- und MgO-C- Werkstoffe.
Al2O3-C System:
Es wurden Al2O3-C-Versätze mit 20 Ma.-% Graphit und 0,1 Ma.-% der nanoskaligen Zusätze hergestellt (0,3 Ma.-% bei
den CNTs). Zusätzlich wurden eine Standardrezeptur mit 29 Ma.-% Graphit (Ref. I) und eine Referenzrezeptur mit 20
Ma.-% Graphit (Ref. II) hergestellt, bei denen keine nanoskaligen Additive zugegeben wurden. Bei allen Rezepturen
wurden 6 Ma.-% metallisches Silizium zugegeben, während als Binder ein Phenolharz eingesetzt wurde. Die
stabförmigen Proben wurden bei 100 MPa uniaxial gepresst, bei 180°C ausgehärtet und anschließend bei 1000 °C
und 1400 °C für 5 Stunden im Koksbett verkokt.
Es konnte eine Steigerung der mechanischen Festigkeit sowohl bei Raumtemperatur als auch bei 1400 °C erreicht
werden (siehe Abb. 1).
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18
16
Biegefestigkeit [MPa]
14
12
10
8
6
4
KBF
HBF
KBFTS
2
0
Ref. I
Ref. II
S10
AS
TN
BT
S10-AS S10-TN TN-AS
Abbildung 1: Kaltbiegefestigkeit (KBF), Heißbiegefestigkeit (HBF) und verbleibende KBFTS nach5 Thermoschocks (in Druckluft) der
verkokten Al2O3-C Proben bei 1000°C.
Darüber hinaus wurde auch die Temperaturwechselbeständigkeit der untersuchten Al2O3-C- Zusammensetzungen
erhöht. Bei den Zusammensetzungen mit einzelnen nanoskaligen Additiven führte die Zugabe vom
Magnesiumaluminat-Spinell zu den besten Ergebnissen (siehe Abb. 2). Die Zugabe von nanoskaligen AluminiumoxidPlättchen führte zu einem erhöhten Festigkeitsniveau, was sich allerdings auf die Temperaturwechselbeständigkeit
dieser Zusammensetzung negativ auswirkte (Abb. 2).
18
30
KBF
Festigkeitsverlust
16
12
20
10
15
8
6
10
4
Festigkeitsverlust [%]
Kaltbiegefestigkeit [MPa]
25
14
5
2
0
0
Ref. I
Ref. II
S10
AS
TN
BT
S10-AS S10-TN TN-AS
Abbildung 2: Kaltbiegefestigkeit (KBF) und Festigkeitsverlust nach 5 Thermoschocks der verkokten Al2O3-C Proben bei 1000 °C.
Die Verbesserung der mechanischen und thermo-mechanischen Eigenschaften wurde bei der Mikrostrukturevolution
der feuerfesten Werkstoffe nach der Zugabe der Nanomaterialien anhand von in situ Bildung von amorphen Fasern
bzw. Whiskern des Systems Si – O bei einer niedrigen Verkokungstemperatur von 1000 °C offengelegt. Ähnliche
Strukturen wurden auch bei der Standardrezeptur mit 29 Ma.-% Graphit identifiziert, jedoch nicht bei der
Referenzrezeptur mit 20 Ma.-% Graphit. Die Morphologie der in situ gebildeten Strukturen war abhängig von der Art
der zugegebenen nanoskaligen Materialien und variierte in Länge, Durchmesser sowie Kristallinität / Transparenz. Bei
der hohen Verkokungstemperatur von 1400 °C erfolgte eine Umwandlung in kristallineβ-SiC-Whisker.
Durch die Zugabe von Kombinationen aus nanoskaligen Additiven wurde die Temperaturwechselbeständigkeit der
Feuerfesterzeugnisse weiter verbessert (siehe Abb. 2). Allerdings lassen die hohen Werte der Standardabweichung
dieser Zusammensetzungen (insbesondere S10-TN und TN-AS) auf die Schwierigkeit der Realisierung einer
homogenen Dispergierung der Nanomaterialien in der Feuerfestmatrix schließen.
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Anhand von den erstmaligen EBSD-Untersuchungen an Bruchflächen der verkokten Proben konnten neue Phasen
sowie in situ bildende whiskerartige bzw. faserartige Strukturen nachgewiesen werden. Bei der Zusammensetzung mit
nanoskaligen CNTs und Aluminiumoxid-Plättchen (TN-AS) wurde die Phase Al3CON schon nach der Verkokung bei
1000 °C identifiziert (siehe Abb. 3).
a)
c)
b)
Abbildung. 3: a) REM-Aufnahme einer Bruchfläche der verkokten Probe des Versatzes TN-AS bei 1000 °C mit 2 markierten EBSP-Stellen;
b) Identifizierung der Phase α-Al2O3 (linke EBSP-Stelle); c) Identifizierung der Phase Al3CON (rechte EBSP-Stelle).
Diese neue Phase von Al3CON stellt eine chemische Verbindungsphase zwischen dem Kohlenstoff und dem Oxidfüller
(Korund) dar. Folglich zeigte diese Zusammensetzung eine hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit (Abb. 2)
trotz des um ca. 30 % geringeren Kohlenstoffgehaltes.
MgO-C-System:
Es wurden MgO-C-Versätze mit 5 Ma.-% Graphit und 0,1 Ma.-% der nanoskaligen Zusätze hergestellt (0,3 Ma.-% bei
den CNTs). Zusätzlich wurden eine Standardrezeptur mit 10 Ma.-% Graphit (Ref. I) und eine Referenzrezeptur mit 5
Ma.-% Graphit (Ref. II) hergestellt, bei denen keine nanoskaligen Additive zugegeben wurden. Bei allen Rezepturen
wurden 3 Ma.-% metallisches Aluminium zugegeben, während als Binder ein Phenolharz eingesetzt wurde. Die
stabförmigen Proben wurden bei 100 MPa uniaxial gepresst, bei 180°C ausgehärtet und anschließend bei 1000 °C für
5 Stunden im Koksbett verkokt.
Es konnte eine Steigerung der mechanischen Festigkeit bei Raumtemperatur (sowohl unter Druck- als auch unter
Biegebelastung) erreicht werden (siehe Abb. 4).
16
KBF
HBF
KBFTS
Biegefestigkeit [MPa]
14
12
10
8
6
4
2
0
Ref. I Ref. II
S10
A10
A70
AS
BT
Abbildung. 4: Kaltbiegefestigkeit (KBF), Heißbiegefestigkeit (HBF) und verbleibende KBFTS nach5 Thermoschocks (in Druckluft) der
verkokten MgO-C-Proben bei 1000 °C.
Die Verbesserung der mechanischen Festigkeit bei Raumtemperatur sowie bei 1400 °C im Vergleich zum
Standardversatz mit 10 Ma.-% Graphit wurde aufgrund der in situ Bildung von Spinellkristallen und Whiskern
(überwiegend Al4C3), sowie deren Verteilung, Korngröße, Morphologie und thermische Stabilität erreicht (siehe Abb.
5).
Jahresbericht 2011
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a)
b)
Abbildung 5: REM-Aufnahmen an Bruchflächen der verkokten MgO-C Proben mit nanoskaligen Zusätzen von:
a) Spinell nach 5 Thermoschocks, 1000-fache Vergrößerung,
b) Aluminiumoxid-Plättchen, 3000-fache Vergrößerung.
Der Versatz mit Zugabe von Aluminiumoxid-Plättchen zeigte das beste thermo-mechanische Verhalten (geringere
Festigkeitsverluste), gefolgt vom Versatz mit nanoskaligem Magnesiumaluminatspinell (siehe Abb. 6). Diese zwei
Versätze konnten das thermo-mechanische Verhalten des Standardversatzes (Ref. I) annähern, trotz der halben
Graphitmenge. Eine Erklärung hierfür könnte die angenommene (gemäß EDX-Analysen) in situ Bildung von
Magnesiumaluminatspinellwhiskern sein (siehe Abb. 5b, weißer Punkt). Beim Versatz mit CNTs wurde
überraschenderweise keine in situ Bildung von Fasern bzw. Whiskern (Al4C3) festgestellt (eventuell aufgrund des
Herstellungsverfahrens der CNTs). Deswegen wurde auch keine Verbesserung der Eigenschaften erzielt,
insbesondere hinsichtlich der Temperaturwechselbeständigkeit (Abb. 6).
12
60
10
50
8
40
6
30
4
20
2
10
0
Festigkeitsverlust [%]
Kaltbiegefestigkeit [MPa]
KBF
Festigkeitsverlust
0
Ref. I
Ref. II
S10
A10
A70
AS
BT
Abbildung 6: Kaltbiegefestigkeit (KBF) und Festigkeitsverlust nach 5 Thermoschocks der verkokten MgO-C Proben bei 1000 °C.
Es wurde versucht, eine Optimierung des Mischvorganges für die homogenste Verteilung der Nanozusätze in der
Matrix zu realisieren. Dabei wurden die Versätze mit Spinell und Aluminiumoxid-Plättchen ausgewählt. Es konnte
dadurch eine weitere Verbesserung der thermo-mechanischen Eigenschaften erzielt werden.
Das Projekt wird durch die DFG unter dem Geschäftszeichen AN 322/16-1 gefördert.
Ansprechpartner:
Prof. Dr. C.G. Aneziris
M.Sc. Vasileios Roungos
Tel.: +49 3731 392505
Tel.: +49 3731 392308
REFRAGLASS – Standzeitverlängerung für Feuerfestmaterial
Aufbauend auf den ersten Ergebnissen bezüglich Feuerfestveredelung aus 2008 beschäftigten sich drei
Wissenschaftler unter der Leitung von Dipl.-Ing. Rolf Weigand im Projekt REFRAGLASS mit der Veredelung von
Feuerfestmaterial, welches direkten Kontakt zur Glasschmelze hat. Bei diesem Kontakt kommt es zur Korrosion des
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keramischen Materials, was zahlreiche Nachteile mit sich bringt. So verkürzt sich einerseits die Lebensdauer des
Glasschmelzaggregates und andererseits wird die Qualität der Glasschmelze und damit die des Endproduktes deutlich
vermindert. Die verkürzte Lebensdauer der Glaswanne führt zu enormen Kosten für das Glasunternehmen und
gleichzeitig zu tonnenweise Müll, welcher nur anteilig recycelt werden kann. Die Herstellung von feuerfesten
Werkstoffen verbraucht zahlreiche natürliche Ressourcen und ist sehr energieaufwändig, so dass eine längst mögliche
Nutzungsdauer erstrebenswert ist. Die Verschlechterung der hergestellten Glasartikel, egal welcher Art (Behälter-,
Flach-, Wirtschaftsglas), führt in allen Fällen zur Aussortierung. Somit bleibt die aufgebrachte Energie zum Schmelzen
und Läutern des Glases ungenutzt. Insgesamt wird also deutlich, dass die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
von Feuerfestmaterial einen nicht unerheblichen Beitrag zum Schutz der Umwelt leisten kann.
Die Grundidee des Projekts beruht auf der Patenanmeldung (WO 2009/050108 A1) von Prof. Dr.-Ing. Heiko
Hessenkemper und beinhaltet die Erzeugung einer Sauerstoffsenke in den Poren des keramischen Werkstoffes. Dies
kann über verschiedene Methoden erfolgen, so bietet sich das Abscheiden aus Gas- oder Feststoffphasen an, aber
auch das Infiltrieren einer Flüssigkeit. Der Effekt dieser Sauerstoffsenke zeigt sich deutlich in Abbildung 3. So führt die
Veredelung zu einer Erhöhung der Oberflächenspannung der Glasschmelze, da eine reduzierend wirkende
Atmosphäre in den Poren vorherrscht. Diese bildet sich aus, da die Veredelung ein Metall oder Metalloxid niedriger
Oxidationsstufe ausscheidet, welche den Sauerstoff aus den Poren verbraucht. Die erhöhte Oberflächenspannung der
Glasschmelze im direkten Feuerfestkontakt minimiert die Infiltration der Schmelze in das Feuerfestmaterial. Dies geht
einher mit der Verringerung der Korrosion und des Blasenwurfs.
Abbildung 3: links veredelter Leichtstein, rechts Referenz
Durch verschiedene Behandlungsparameter konnten bei der Untersuchung der Spülkantenkorrosion deutliche
Unterschiede gemessen werden. Wie in Abbildung 4 deutlich wird, haben unterschiedliche Behandlungen von
Feedersteinen einen großen Einfluss auf die Ausbildung der Spülkantentiefe (statischer Angriff der
Feuerfestproben in 1450 °C heißer Glasschmelze für 21 h). Anhand zahlreicher Vorversuche haben sich die
Behandlungen AlF, AC, HTS und RW als am besten geeignet herauskristallisiert.
Abbildung 4: Ergebnisse der Behandlung (Spülkantenkorrosion)
Demnach kann mit der Behandlungsform RW eine Verbesserung von 80 % detektiert werden. Bei allen drei
untersuchten Glasfarben (Weiß-, Grün- und Braunglas) zeigt diese Behandlung den größten Effekt. Um das
Upscaling dieser Laborergebnisse auf industriellen Maßstab zu erreichen, wurden erste Industrieversuche an
Hafenöfen durchgeführt. Auch hier zeigen sich die eindeutigen Ergebnisse. Die Hafenöfen werden unter anderem
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in der Antikglasherstellung eingesetzt und für eine Dauer von ca. 8 Wochen betrieben. Danach werden sie auf
Grund von Korrosionserscheinungen ausgetauscht. Durch die Behandlung der Öfen mit der REFRAGLASSTechnologie konnte die Laufzeit auf 12 Wochen verlängert werden, wobei nach dieser Zeit noch kein Wechsel
notwendig wäre (Austausch erfolgte auf Grund von Sicherheitsaspekten).
Neben dem eher kleinen Anwendungsfeld der Veredelungstechnologie von Hafenöfen konnten ebenfalls
Versuche bei Massenglasherstellern durchgeführt werden. Dabei wurden verschiedene Wechselbauteile
behandelt, wie zum Beispiel Drehrohre, Plunger und Tropfringe. Durch die Behandlung konnte auch hier gezeigt
werden, dass die Veredelungsstrategie zu deutlich verringerten Korrosionserscheinungen führt, was längere
Einsatzzeiten ermöglicht.
Bei Einarbeitung in das Thema der Veredelung von Wechselbauteilen der Behälterglasherstellung stellte sich
heraus, dass bei Tropfringen häufig keine Korrosionserscheinungen, sondern Kristallisationen zur Notwendigkeit
des Wechsels führen. Vor allem bei der Verarbeitung von Grünglas muss zum Teil mehrmals täglich der Tropfring
freigestoßen werden, was zu mehreren Minuten Produktionsausfall führt. Deshalb wurde mittels einer Messung im
Gradientenofen der Einfluss der Behandlung auf das Kristallisationsverhalten näher untersucht. Die Messung
ergab, dass die Behandlung RW die Kristallisationstemperatur auf den Bereich der homogenen Kristallbildung
senken kann, wie in Abbildung 5 deutlich wird.
Abbildung 5: Ergebnisse Behandlung (Kristallisationsneigung)
Nicht nur bei der Behälterglasherstellung, sondern auch im großen Bereich der Flachglasherstellung kommt es auf
Grund von Wechselwirkungen zwischen Feuerfestmaterial und Glasschmelze zu Fehlern im Endprodukt.
Besonders kritisch sind dabei die Gasentwicklungen am Lippenstein anzumerken. Diese führen zu Blasen im
Endprodukt, welche in nahezu allen Anwendungs-bereichen zu Ausschuss führen. Deshalb wurde untersucht,
inwieweit die Behandlung des Feuerfestmaterials die Blasenbildung beeinflusst. Auch hier kann die Strategie RW
überzeugen, wie in Abbildung 6 deutlich wird. Dabei wird sogar das Niveau eines wesentlich teureren
schmelzgegossenen Steines erreicht.
Abbildung 6: Ergebnisse Behandlung (Blasigkeitsmessung)
Ansprechpartner: Dipl. –Ing. Rolf Weigand
MagicLiquid – Oberflächenveredelung von Gläsern
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Die ständig steigenden Anforderungen an Gläser, unabhängig ob es sich um Flach-, Faser- oder Hohlglas handelt,
bedürfen einer ständigen Weiterentwicklung. Um dem Preisdruck standzuhalten sollten jedoch keine teuren Verfahren
wie Sol-Gel-Beschichtungen oder veränderte Glaszusammensetzungen hinzu teuren synthetischen Rohstoffen
weiterverfolgt werden. Da bei den wichtigsten Eigenschaften wie Festigkeit und chemische Beständigkeit dominant die
Oberfläche deren Größe bestimmt, ist es sinnvoll, ebendiese zu modifizieren.
In zahlreichen Testreihen und Voruntersuchungen wurde eine neue Methode zur Oberflächenveredelung von Gläsern
entwickelt. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf einer universellen und einfachen Einsetzbarkeit. Bei der
Neuentwicklung handelt es sich um eine Flüssigkeit, welche gleichzeitig die chemischen, optischen und mechanischen
Eigenschaften der Glasoberfläche beeinflusst. Erste Laborversuche an Flachgläsern belegen dies:
Festigkeitsverteilung Flachglas
Chemische Beständigkeit Flachglas
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Transmission Flachglas
Es zeigt sich also, dass durch MagicLiquid sowohl die Festigkeit deutlich gesteigert werden kann, als auch die
chemische Beständigkeit. Bei industriellen Versuchen an Hohlgläsern konnte eine Steigerung der chemischen
Beständigkeit mit dem Faktor 10 gezeigt werden. Beim Einsatz von Flachgläsern zur solaren Energiegewinnung führt
eine Steigerung der Transmission gleichzeitig zur Effizienzsteigerung. So kann teilweise auf kostenintensive AntireflexBeschichtungen verzichtet werden und auf Grund der enormen Festigkeitssteigerung auch auf den energiereichen
Prozess des thermischen Härtens.
Ansprechpartner: Prof. Dr. –Ing. Heiko Hessenkemper
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