Gläser aus Siliziumoxykarbid mit adaptiven haifischartigen Oberflächentexturen: Kontrollierte Strukturierung und Simulation der Wärmeübertragung

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Siliziumoxykarbid-Gläser auf der Basis von Polysiloxanen sind attraktive Beschichtungsmaterialien für Hochtemperatur-Anwendungen wie z.B. Pumpen für Dieseleinspritzmotoren, Wärmeleitverbindungen, Zündkerzen und thermische Schutzschilder mit antikorrosiven Eigenschaften. Das Hauptziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuartiger Siliziumoxidkarbid-Beschichtungen die adaptive Oberflächeneigenschaften aufweisen und in ihrer Struktur Haifischhaut imitieren. Diese Oberflächeneigenschaften resultieren aus dem Vorhandensein biegsamer Fasern an der Oberfläche, deren Ausrichtung sich mit der Temperatur ändert.Die Schwerpunkte des Projektes sind die (i) kontrollierte Trennung von Polysiloxane- Präkursorn in Fraktionen mit unterschiedlichen Molekulargewichten; (ii) thermische Behandlung der Fraktionen bei kontrollierten Erstarrungsbedingungen; (iii) Untersuchung thermischer Eigenschaften mittels thermischer Analyse und Massenspektrometrie; (iv) Untersuchung von Oberflächentexturen mit optischer Mikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie sowie Transmissionselektronenmikroskopie; (vi) Untersuchung mechanischer Eigenschaften mit dynamische Nanohärtemessung; (vii) numerische Simulation der thermischen Gradienten, die während der Erstarrung entstehen und die Oberflächentexturen verursachen; (viii) numerische Simulation der intensivierten Wärmeübertragung und der Reduzierung des Strömungswiderstandes, die durch die Oberflächenmorphologie bestimmt werden.