Spannungen, Verzug und Rißbildung beim Sintern und Trocknen gradierter Bauelemente

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Bei der Herstellung von Gradientenwerkstoffen über die Pulverroute sind Gradienten in der Schwindungsrate beim Sintern fast unvermeidlich. Die Folge sind Spannungen während des Sinterns, Bauteilverzüge und Risse. Unterschiedliche Schwindungsraten können unter anderem eine Folge von Porositätsgradienten sein. Auch beim Trocknen gradierter Bauteile stellen sich oft unerwünschte Verfomungen und Risse ein. Bei der Auslegung entsprechender Bauteile (z. B. Filmverdampfer, Heißgasfilter) kann die Simulation wegen der Komplexität der Trocknungs- und Sinterprozesse ein wichtiges Hilfsmittel sein. In Zusammenarbeit mit dem IKM, Karlsruhe, das im Rahmen des Schwerpunktprogramms experimentell das Trocknen und Sintern von Keramiken mit gradiertem Porositätsverlauf untersucht, werden Parameterstudien zur Optimierung des Schichtaufbaus und Bauteilgeometrie durchgeführt.