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Langzeitbestaendige faserverstaerkte Keramiken fuer hochtemperaturbeanspruchte Komponenten der Energietechnik Schlussbericht

By A. Muehlratzer, M. Leuchs and Augsburg (Germany) MAN Technologie AG

Abstract

1. Present status: Ceramic matrix composites (CMCs: C/SiC and SiC/SiC) do not have sufficient life time above 500 C in power production (turbines, heat exchangers) due to the oxygen sensible C- and SiC-fibres used in such ceramics. 2. Reasoning and goals: SiBNC-fibre have, produced on lab scale, shown excellent stability against oxygen up to temperatures of about 1400 C. The project had the goal to use these fibres for the manufacturing of high temperature resistant CMC and to develop, together with applicants, prototype components (turbine combustion chamber shindles, heat exchanger tubes). 3. Method: Phase 1: Proof of high temperature capabilities of CMC samples manufactured by CVI- and LPI-techniques (CVI=Chemical vapour infiltration, LPI=Liquid polymer infiltration). Phase 2: Development of prototype components together with applicants. 4. Results and Conclusions: The development of fibre manufacturing in technical quantities to be performed in a programme running parallel to this one did not succeed in the quality wanted and necessary. The CMC samples did not show sufficient improvements of high temperature properties. Further fundamental research is necessary before an application with long time high temperature loads can be considered. (orig.)1. Derzeitiger Stand von Wissenschaft und Technik: Verbundkeramik (C/SiC und SiC/SiC) hat wegen der Sauerstoffempfindlichkeit der verfuegbaren C- und SiC-Fasern bei Temperaturen ueber 500 C keine Lebensdauer wie sie fuer Anwendungen in der Energietechnik (Turbinen, Waermetauscher) gefordert werden. 2. Begruendung/Zielsetzung der Untersuchung: SiBNC-Fasern haben, im Labormassstab gefertigt, herausragende Bestaendigkeit gegen Sauerstoff bis zu Temperaturen von ca. 1400 C gezeigt. Das Vorhaben hatte das Ziel, diese Fasern fuer die Herstellung von hochtemperaturbestaendiger Verbundkeramik zu nutzen und gemeinsam mit Anwenderfirmen prototypische Komponenten (Turbinenbrennkammerauskleidung, Hochtemperaturwaermetauscherrohre) zu entwickeln. 3. Methode: Phase 1: Nachweis der Hochtemperaturleistungsfaehigkeit der mit CVI- und LPI-Technik hergestellten Verbundkeramik an Materialproben. Phase 2: Entwicklung der prototypischen Komponenten gemeinsam mit Anwendern. 4. Ergebnis und Schlussfolgerungen: Die im Parallelvorhaben durchzufuehrende Entwicklung der SiBNC-Faserherstellung im Technikumsmassstab ist nicht in der gewuenschten und notwendigen Qualitaet gelungen. Die Verbundkeramikproben haben keine ausreichende Verbesserung der Hochtemperatureigenschaften gezeigt. Weitere, grundlegende Forschungen sind erforderlich, ehe an einen Einsatz im langzeitbelasteten Hochtemperaturbereich gedacht werden kann. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F01B1134+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman

Topics: 11D - Composites, REINFORCED MATERIALS, FIBERS, CERAMICS, SILICON CARBIDES, PRECURSOR, SILANES, CARBON, HEAT RESISTANT MATERIALS, FABRICATION
Year: 2000
OAI identifier:
Provided by: OpenGrey Repository
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