Cellular ceramics with tailored bimodal porosity

Keramische Schäume, insbesondere solche mit hierarchisch aufgebauter Porenstruktur gewinnen zunehmend für ingenieurtechnische Anwendungen wie Sorption, Katalyse, Gastrennung und Wärmespeicherung/Wärmetransformation an Bedeutung. Dabei begünstigen makroskopische Schaumzellen den fluiden Stofftransport, während Meso- und Mikroporen die katalytische oder Sorptionsfunktionalität darstellen bzw. durch Aufnahme von Gastkomponenten eine weitere Möglichkeiten zur Funktionalisierung bieten. Die Ziele dieser Arbeiten sind folglich:  i) zellulare keramische Monolithe mit definierten Porosität im Mikrometerbereich zu versehen,ii) Erkenntnisse zur Bildung dieses Funktionsporentypus zu erlangen sowie iii) Korrelationen zwischen bimodaler Porosität und mechanischen Werkstoffeigenschaften aufzuzeigen.  Im Rahmen des Projekts werden polymerabgeleitete Keramikschäume nach bekannten Verfahren hergestellt und simultan durch Zusatz ausbrennbarer Platzhalter gezielt mit einer Stegporosität versehen. Die Charakterisierung erfolgt hinsichtlich der (makroskopischen) Zellmorphologie, der Porosität in den Stegen und der mechanischen Eigenschaften. Zur Charakterisierung werden Computertomographie, verschiedene Methoden der Elektronenmikroskopie und Methoden der Porositäts- und mechanischen Charakterisierung monolithischer Festkörper herangezogen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird der Einfluss der Stegporosität auf die mechanischen Eigenschaften beschrieben.