Einfluss der Schlickerzusammensetzung auf Hochtemperatur-Eigenschaften

Research topic/area

Additive Fertigung, Fertigung & Prozesstechnik, Materialwissenschaften, Werkstoffkunde

Type of thesis

Bachelor / Master

Start time

15.10.2026

Application deadline

15.10.2026

Duration of the thesis

Nach Studiengangsordnung

Description

Für die Gasverdüsung von Metallen werden keramische Düsen benötigt, die hohen thermischen und mechanischen Belastungen standhalten. Durch den Einsatz additiver Fertigung sollen diese Düsen gezielt optimiert werden, um ihre Haltbarkeit zu erhöhen und die Effizienz der Verdüsung zu verbessern, da die Pulverherstellung einen wesentlichen Kostenfaktor in der additiven Fertigung darstellt. Die Herstellung erfolgt mittels Vat-Photopolymerisation (VPP).

Der eingesetzte Schlicker enthält Silan als Dispergierhilfe. Es ist bislang jedoch nicht geklärt, ob und in welchem Ausmaß sich dieses während der Sinterung zu SiO₂ umsetzt und sich als Silikatphase an den Korngrenzen anlagert. Sollte dies der Fall sein, könnte eine solche Phase zwar die Prozessierbarkeit begünstigen, bei hohen Einsatztemperaturen jedoch zu einer Erweichung der Korngrenzen und damit zu verstärktem Kriechen sowie reduzierter Festigkeit führen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, diesen möglichen Zusammenhang systematisch zu untersuchen. Hierzu wird zunächst geprüft, ob und in welcher Form sich Silan beziehungsweise SiO₂ im gesinterten Gefüge nachweisen lässt, etwa mittels REM/EDX und XRD. Im Anschluss werden Strategien zum Ersatz des Silans sowie zur gezielten Dotierung oder Anpassung des Sinterprogramms untersucht, um die Hochtemperatureigenschaften der Keramik zu verbessern.

Aufgaben

Literaturrecherche zu Korngrenzenphasen und Dotierungsstrategien
Analyse des Silan-/SiO₂-Anteils im aktuellen Schlicker (REM/EDX, XRD)
Entwicklung dotierter Schlickerrezepturen
Untersuchung von Sinterprogramm und Ausgangskorngröße
Prüfung von Kriechverhalten, Hochtemperaturfestigkeit und Thermoschock
Ableitung einer optimierten Schlickerzusammensetzung

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Requirement

Requirements for students

• Beginn: ab sofort
• Dauer: 3-6 Monate (entsprechend der Studienordnung)
• Fachrichtung: Maschinenbau, Mechatronik, Materialwissenschaften, Chemieingenieurwesen oder verwandte Studiengänge

Faculty departments

• Engineering sciences
  Chemical & process engineering
  Mechanical engineering
  Material sciences & engineering
  Mechanical Engineering
  Mechatronics and Information Technology
• Economic & law sciences
  Business management

Supervision

Title, first name, last name

Simon Linenmann

Organizational unit

wbk

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simon.linnemann@kit.edu

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• Curriculum vitae
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