Elektrische Früherkennung von mechanischen Schädigungen in Konstruktionskeramik zur Erhöhung der Betriebssicherheit

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Mit Hilfe von Messungen der elektrischen Impedanz in Abhängigkeit von der Frequenz (Impedanzspektroskopie) ist es gelungen, eine Korrelation zwischen mechanischen Schädigungen in Form von "langen" Rissen an dichten ZrO2-Keramiken und den entsprechenden Impedanzspektren herzustellen. Ziel des beantragten Projektes ist die Ausweitung dieser neuen Methode auf natürliche Defekte sowie auf poröse keramische Werkstoffe wie industriell gefertigte Wärmedämmschichten. Es soll versucht werden, einen Zusammenhang zwischen den bekannten unter kritischen Schädigungszuständen und den entsprechenden Impedanzspektren herzustellen. Die Schädigungen sollen sowohl durch statische und zyklische Beanspruchung bei Raumtemperatur als auch durch Thermozyklierung eingebracht werden. Diese neue Meßmethode ließe sich einerseits als diagnostisches Mittel bei der Untersuchung von Schädigungszuständen einsetzen, andererseits sollte es möglich sein, Schädigungen an Bauteilen - auch im praktischen Einsatz - schon vor einem katastrophalen Bruch bzw. dem Auftreten von kritischen Zuständen zu erkennen. Die Lebensdauer keramischer Bauteile, über die es bisher nur statistische Vorhersagen gibt, ließen sich auf diese Weise wesentlich bestimmter festlegen. Außerdem wäre ein Einsatz in der Qualitätskontrolle bei der Herstellung industrieller keramischer Konstruktionsteile denkbar.