Abteilung Verbundwerkstoffe

Leichtbau im Brandschutz

Neuartige Materiallösungen für sichere und effiziente Fahrzeuge.

Die klassischen Leichtbauwerkstoffe, die im Automobil- und Flugzeugbau eingeführt werden, wie Glas- und Kohlenstofffaserverstärkte Kunstoffe, bieten keine ausreichende thermische Beständigkeit. Auch metallische Leichtbaulösungen aus Aluminium oder Magnesium bieten keine genügende Temperaturstabilität und führen zu einem Temperaturübertrag in darunter liegende Strukturen aufgrund ihrer hohen thermischen Leitfähigkeit.

Eine technisch interessante Lösung sind keramische Verbundwerkstoffe. Diese Werkstoffe bestehen aus einer keramischen Matrix und keramischen Fasern, wodurch sie für Einsatztemperaturen bis über 1200 °C an Luft geeignet sind. Gleichzeitig liegt in dieser Materialkombination jedoch auch die Haupteinschränkung dieser Werkstoffklasse: die Kosten. Hochpreisige Fasern und komplexe Hochtemperaturprozesse in der Herstellung lassen diese Werkstoffe ausschließlich in Anwendungen der Luft- und Raumfahrt ihr Potential entfalten. Für Serienanwendungen im Automobilbau, Transportwesen oder in der technischen Gebäudeausrüstung eignen sie sich daher nur bedingt.

Neuartige halbkeramische Verbundwerkstoffe schließen die Lücke zwischen polymeren und keramischen Verbundwerkstoffen. Der Einsatz von mineralischen Fasern mit einer teilkeramischen Matrix ermöglicht Einsatztemperaturen unter Feuereinwirkung bis 1000 °C. Flexible Fertigungsprozesse ermöglichen die Herstellung äußerst komplexer dünnwandiger Brandschutzstrukturen, wie sie im Bereich Heißgasführender Systeme, Motorraum oder Batteriesysteme zum Einsatz kommen. Sie kombinieren Leichtbaupotential und Brandbeständigkeit mit einer kostengünstigen Rohstoffbasis und serientauglichen Fertigungstechnologien.

 (c) IFKB - Universität Stuttgart
Brandversuch eines Hybridverbundwerkstoffes

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