Schädigungssensitive Verbundwerkstoffe auf Basis Al/Al2O3 mit lokal kontrollierter Leitfähigkeit mittels 3D-Strukturierung und partiellem Reaktionsbinden

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Schädigungssensitive Verbundwerkstoffe mit frei definierbaren leitfähigen und isolierenden Bereichen sollen über Al/Al2O3ZrO2-Ausgangspulvermischungen im ortsaufgelösten Zwei-Komponenten-Spritzguß aufgebaut werden. Dabei werden Bereiche mit niedrigem Al-Gehalt über eine Wärmebehandlung zu elektrisch isolierendem Al2O3/ZrO2/Al3Zr4 umgesetzt, während in Bereichen mit hohem Al-Gehalt leitfähige ZrAl3/ZrAl/Al2O3-Netzwerke ausgebildet werden. In der beantragten fünften Projektphase wird die Charakterisierung und Optimierung der elektrischen und mechanischen Eigenschaften anhand einfacher Verbundsysteme fortgeführt (1D-leitfähige "Kanäle in isolierender Matrix/CTProben mit enthaltener, leitfähiger "Leitstruktur"). Der zweite Schwerpunkt wird auf die Weiterentwicklung des ortsaufgelösten 2-Komponenten-Spritzgußverfahrens im Hinblick auf komplexere Strukturen gelegt. Ziel ist es, Bauteile mit komplexen inneren Strukturen direkt über einen 3D-CAD-Datensatz herstellen zu können. Hierzu werden u.a. die Wachssuspensionen optimiert und die Anlagensteurung weiterentwickelt. Das Anwendungspotential der Verbundssysteme soll durch Herstellung eines konkreten, geeigenten Bauteils aufgezeigt werden (flaches Bauteil mit planaren leitfähigen Strukturen).