Ziel des Teilvorhabens ist die Herstellung kolloidaler Beschichtungslösungen mit Kohlenstoff modifizierten oxidkeramischen Nanopartikeln sowie die chromatographischen Charakterisierung und Erprobung von Kapillarsäulen, die mit solchen Beschichtungslösungen behandelt wurden. Die neuen Trennmedien sollen u.a. Grundlagen für die anschließende Erforschung neuartiger analytischer Trennsäulen für die Analyse von Gasen und leichtflüchtigen Verbindungen in Industrie und Umwelt sein, die hinsichtlich Stabilität, Anwendungsbreite und Leistungsfähigkeit gegenüber dem bisherigen Stand der Technik eine signifikante Verbesserung darstellen. Neuartige Effekte sollen durch die gezielte chromatographische Untersuchung erkannt und im Zuge des Projektes hervorgehoben sowie zur Verbesserung der Trennschichten genutzt werden. Zur organischen Modifizierung von SiO2/Al2O3-Nanoschichten in Kapillarsäulen mit verschiedenen organischen Selektoren werden derartig beschichtete Kapillaren mit ausgewählten Reagenzien und bei verschiedenen Bedingungen zur Reaktion gebracht und die Oberfläche dadurch verändert. Gleichzeitig werden kohlenstoffmodifizierte Kolloidlösungen erforscht die beim Projektpartner zur Bildung neuer Trennschichten verarbeitet werden. Die aus beiden Arbeitsprozessen erhaltenen Säulen werden chromatographisch untersucht. Erkenntnisse aus der chromatographischen Charakterisierung werden genutzt um die Schichten und die zugrunde liegenden Kolloidlösungen zu verbessern und anzupassen.
WING-Programm: Das Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Erprobung von Komponenten für Flugtriebwerke mit verbesserter Energieeffizienz aus neuartigen oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffen (CMC) in verschiedenen Modulen (Brennkammer und Turbine) des Flugtriebwerks. Wesentliche Konstruktionsrichtlinien sollen erarbeitet und validiert werden. Der Einsatz von CMC Bauteilen in Kombination mit verbessertem Kühlmanagement ermöglicht durch Reduzierung der Verluste und langfristig durch Steigerung der Turbineneintrittstemperatur eine deutliche Reduzierung des Verbrauchs und damit der CO2-Emissionen. Erstellung der Lastenhefte, Analyse von Designkonzepten zur Integration von CMC Bauteilen in eine metallische Tragstruktur. Entwicklung der FE-Modellierungsfähigkeit für CMC Komponenten. Verbesserung des Verständnisses der Auswirkung von CMC Bauteilen auf das Gesamtsystem bezüglich Kosten, Gewicht, Kühlluftverbrauch und Wirkungsgrad. Validierung von Brennkammer- und Turbinenbauteilen auf Komponentenniveau. Validierung des Einlaufverhaltens und thermische Zyklierung von keramischen Einlaufschichten auf oxidkeramischen Dichtbandsegmenten. Evaluierung möglicher spin-off-Anwendungen für andere Bauteile in der Fluggasturbine. Der wesentliche Bestandteil der Verwertungsstrategie des beantragten Vorhabens ist es, gezielt Technologien für Bauteile aus CMC-Werkstoffen für zukünftige, effiziente, wettbewerbsfähige und schadstoffarme Triebwerke zu entwickeln, welche die Kompetenz und Systemfähigkeit des Antragstellers stärken. Diese dienen als Basis für die weitere Entwicklung bis hin zu Triebwerkskomponenten. Eine Verwertung in Modulen und Triebwerken des Antragsstellers RRD ist bei erfolgreicher Durchführung von Anschlussprogrammen zur weiteren Validierung der Technologie auf immer höherer Ebene für einen Indienststellungszeitraum ab ca. 2020 geplant. Im Rahmen der Verwertung ist auch der Aufbau einer Lieferantenkette durch Lizenzierung, Joint Venture oder Ausgründung geplant.