Entwicklung und Erprobung neuer keramisch basierter Gradientenwerkstoffe für hochbeanspruchte Funktionsoberflächen sowie einer prozesssicheren Technologie zu deren Fertigung

Keramische Bauteile in vielen Industriebereichen müssen an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Insbesondere für hochbeanspruchte Funktionsoberflächen weisen die bisherigen Verfahren durch Zusammenfügen verschiedener Teilen oder Auftragen von keramischen Material auf einen Grundkörper zur Erzeugung einer Funktionsoberfläche erhebliche Nachteile auf, die u. a. durch ihre geradlinig verlaufenden Kontaktzonen und kantigen Außengeometrien in großem Umfang zu Undichtheiten, Abplatzungen der Oberflachenschicht, Bauteilausfall und deutlicher Verkürzung der Standzeit führen.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Keramik-Keramik-Gradientenwerkstoffen mit vordefinierter Dicke der Verbundschicht von ca. 10 bis 30 mm und einer Technologie zu deren Fertigung. Durch besonders geeignete Verfahrens- und Prozessabläufe unter Einbindung des Infiltrierens bzw. Schlickerns wird im Bereich der Verbundschicht eine fließende Durchdringung beider Ausgangskeramiken und deren Eigenschaften erreicht, verbunden mit sehr hoher Temperaturwechselbeständiqkeit, einer Standzeiterhöhung um ca. 50 %, einer Senkung der Fertigungskosten um ca. 40% und der Fertigungszeit um ca. 50%.

Development and testing of new ceramic-based gradient materials for highly stressed functional surfaces as well as a process-reliable technology for their production

Ceramic components in many industrial sectors must have different properties at different points. Particularly for highly stressed functional surfaces, the existing methods of joining different parts or applying ceramic material to a base body to produce a functional surface have considerable disadvantages, including straight contact zones and angular outer geometries that lead to leaks, flaking of the surface layer, component failure and a significant reduction in service life.
The aim of the project is to develop ceramic-ceramic gradient materials with a predefined thickness of the composite layer of approx. 10 to 30 mm and a technology for their production. By means of particularly suitable procedures and processes involving infiltration or slurrying, a smooth penetration of both base ceramics and their properties is achieved in the area of the composite layer, combined with very high thermal shock resistance, an increase in service life of approx. 50%, a reduction in production costs of approx. 40% and a reduction in production time of approx. 50%.
This text was translated with DeepL on 18/12/2025