NiAl-Gefügeverstärkung durch metallische Fasern/Lamellen mittels gerichteter Erstarrung

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Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen NiAl-Legierungen entwickelt und untersucht werden, in denen mittels gerichteter Erstarrung eine Verstärkung durch faserartige Ausscheidungen erzeugt wird und welche dadurch moderne NiAl-Legierungen deutlich übertreffen. Ziel ist die Erarbeitung von ausscheidungsverstärkten Legierungen, Gießtechnik und erzielten Eigenschaften. Diese Ziele sollen durch einen qualifizierten Erkenntnisstand über ausscheidungsverstärktes NiAl und die wissenschaftliche Basis zur experimentellen Herstellung von Hochtemperaturbauteilen erreicht werden. Diese verstärkten NiAl-Legierungen können aufgrund der Schmelzpunkte oberhalb 1600°C, der geringen Dichten, der Korrosionsbeständigkeit und ihrer Wärmeleitfähigkeit als Alternative zu den Ni-Basis-Legierungen eingesetzt werden, welche hinsichtlich der Einsatztemperaturen an ihren Grenzen angelangt sind. Die neuesten Untersuchungen zeigen, dass sich NiAl-Legierungen auch in praktischen Versuchen als hervorragend für den Einsatz in Gasturbinen geeignet zeigen, jedoch meist eine Eigenschaftsverbesserung durch die Einlagerung von Fasern erforderlich ist. Technische Probleme, wie beispielsweise stark unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten von Fasern und Matrix, und finanzielle Gesichtspunkte erschweren eine Integration von Fasern jedoch erheblich. Die Ausscheidungsverstärkung von NiAl besitzt hingegen bei diesen Problemen ein großes Potential. Dieses Projekt erarbeitet zum Einen die werkstoffwissenschaftlichen Grundlagen für eine neue ausscheidungsfaserverstärkte NiAl-Legierungsgruppe und zum anderen die ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen zur Herstellung und Charakterisierung von Proben und Demonstratoren.