Oxidische Faserverbundkeramik für hypersonische Anwendungen

Abstract

Das DLR Institut für Werkstoff-Forschung des DLR in Köln entwickelt Faserverbundkeramiken auf Basis von Aluminiumoxidfasern und porösen Aluminiumoxidmatrices für Anwendungen im Hochtemperatur-Leichtbau in Luftfahrt, Raumfahrt, und Energietechnik. Neben ihres geringen spezifischen Gewichts zeigen diese Werkstoffe, sogenannte Ox-CMC (Oxide Ceramic Matrix Composites), eine einzigartige Kombination von Materialeigenschaften wie mechanischer und thermischer Stabilität, Schadenstoleranz, sowie geringer thermischer und elektrischer Leitfähigkeit. Ox-CMC-Werkstoffe können kurzfristig bei Temperaturen bis zu 1400°C eingesetzt werden. Daher sind diese CMC-Werkstoffe besonders attraktiv für spezielle hochtemperaturbelastete Komponenten in hypersonischen Anwendungen wie z.B. Antennenabdeckungen oder Thermalschutzsystemen. Die Performance und das Einsatzspektrum der CMC-Werkstoffe kann mit speziellen keramischen Schutzschichten z.B. hinsichtlich ihrer Erosionsbeständigkeit weiter gesteigert werden. In der Präsentation werden sowohl Aspekte der Materialentwicklung und -fertigung als auch Anwendungsbeispiele aus erfolgreich absolvierten DLR-Projekten bzw. Missionen vorgestellt.