Nutzung der Änderung funktioneller Eigenschaften von Biopolymeren (Polysacchariden und Proteinen) für die Formgebung keramischer Bauteile

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In diesem Projekt soll die Nutzung von Biopolymeren wie Polysacchariden und Proteinen für die keramische Prozeßtechnik untersucht werden. Biopolymere sind als Polyelektrolyte in der Lage, sich an den Keramikoberflächen zu binden. Sie ändern bei Temperaturerhöhung sehr rasch ihre Struktur und ihre funktionellen Eigenschaften (Wasserhaltefähigkeit, Viskosität, Konformation etc.), was sich in einer Keramiksuspension durch eine rasche Versteifung bemerkbar macht. Damit eröffnet sich die Möglichkeit eines Rapid Prototyping. Die Auswahl geeigneter Biopolymere und die Untersuchung der Änderung der funktionellen Eigenschaften sowie der zugrundeliegenden Mechanismen ist Arbeitsfeld der Gruppe Lebensmittelchemie. Für die keramische Prozeßtechnik läßt sich damit ein schnelles Formgebungsverfahren für komplex geformte Bauteile erarbeiten. Dir Wirkung der Polymere auf den Prozeß, die Gründichte bzw. die viskoelastischen Eigenschaften des Grünkörpers sowie das Ausbrennen und Sintern sind Aufgabe der Keramikgruppe. Der Prozeß soll in zwei Richtungen verfolgt werden. Zuerst sind dichte Körper zu untersuchen, wobei Enddichte, Restporosität und Festigkeitsverteilung zu bewerten sind. Andererseits soll die Fähigkeit von Biopolymerlösungen zur Schäumung genutzt werden. Zielbauteile sind Wärmedämmsysteme. Als Werkstoffsystem für die genannten Zielbauteile sind Al2O3, Si3N4 und ZrO2 für dichte Körper sowie Al2O3-SiO2 ("Hochtonerdestein") und ZrO2 für Wärmedämmsysteme geplant.