Auf der Basis dieser Grundcharakterisierung erfolgt die Untersuchung des Oxidationsverhaltens in Abhängigkeit von der Temperatur, Atmosphäre und der Porosität des Materials. Vergleichend wird das Verhalten ausgewählter alternativer Hochtemperaturmaterialien unter Porenbrennerbedingungen betrachtet. Zwei speziell für diese Untersuchungen konzipierte Prüfstände finden Verwendung, um das Langzeitverhalten der Schaumkeramik im Porenbrennereinsatz beurteilen zu können. Dabei steht vor allem die

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... ifikation möglicher lebensdauerbegrenzender Degradationsmechanismen im Vordergrund. Auf der Basis der gewonnenen Erkenntnisse sollen kritische Randbedingungen für den Einsatz der Schaumkeramik als Porenbrennermaterial identifiziert und, unter Berücksichtigung der auftretenden Schädigungsformen, Abschätzungen zur Lebensdauer des Materials gegeben werden. 2 Literaturübersicht und Stand der Technik 2.1 Besonderheiten zellularer Strukturen 2.1.1 Verfahren zur Herstellung abgeformter, offenzelliger Schaumkeramik Festkörper mit unterschiedlichen Arten und Anteilen von Poren können auf verschiedene Arten hergestellt werden. Durch Kontaktstellenversinterung keramischer Partikel entstehen poröse Kornkeramiken mit bis zu 40 % offenem Porenvolumen [3]. Bis zu 50 % offenes Porenvolumen kann durch den Einsatz organischer Platzhalter erreicht werden, die im Verlauf der Wärmebehandlung verdampfen oder verbrennen. Die Direktschäumung über den chemischen oder physikalischen Verfahrensweg führt zu Strukturen mit etwa 70 % Porenraum im Volumen. Diese entstehen durch Gasblasen innerhalb der noch fließfähigen Masse, welche infolge des Herstellungsprozesses entweder gebildet oder extern zugeführt werden. Durch Trocknungs-und Wärmebehandlungsschritte verfestigt sich das Material, das die Porenräume umgibt. Die Größenverteilung der so erzeugten Poren ist zumeist inhomogen. Zudem ist ein Großteil der erzeugten Hohlräume von außen nicht zugänglich. Demgegenüber haben Abformverfahren den Vorteil, dass die wesentlichen geometrischen Merkmale der Struktur wie Porengrößen und -verteilung sowie die Konnektivität der Poren untereinander durch polymere Template bereits vorgegeben sind [4]. Die häufigste Variante des Abformprozesses ist das Verfahren nach Schwartzwalder und Somers [5], das auch als Replika-Verfahren bezeichnet wird. Das Prinzip dieses Verfahrens ist in Abbildung 2.1 dargestellt. Zur Herstellung offenzelliger Schaumkeramik werden häufig elastische, retikulierte Polyurethanschaumstoffe (PU) 1 verwendet. Diese werden mit einer fließfähigen Beschichtungsmasse imprägniert. Um eine möglichst gleichmäßige Umhüllung der Polyurethanstege und ein Verschließen der Zellfenster zu vermeiden, müssen sowohl die Fließeigenschaften der Suspension und ihr Benetzungsverhalten als auch die Beschichtungsparameter selbst sehr genau eingestellt werden. Es besteht die Möglichkeit, die überschüssige Suspension durch Quetschwalzen oder Zentrifugieren zu entfernen. Angeschlossen an die Trocknung erfolgt zunächst die thermische Zersetzung der polymeren Trägerstruktur und 1 Beim Retikulieren werden die feinen Häutchen der aufgeschäumten Zellen durch eine Knallgasexplosion zerstört, wodurch eine offenzellige Skelettstruktur entsteht.