Ultrahochtemperatur-Keramiken (UHTCs) bezeichnen eine Gruppe von Keramiken, deren Eigenschaften es ermöglichen, sie in einem Ultrahoch-Temperaturbereich von über 2000°C zu verwenden. Entscheidende Eigenschaften von UHTCs sind ein hoher Schmelzpunkt, gute Wärmeleitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit. Mögliche Anwendungen sind Reaktorkomponenten, Raketendüsen, luftatmende Antriebssysteme und Vorderkanten. Frühere Konfigurationen, wie z.B. das Space Shuttle, wurden aufgrund der

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... ermischen Belastungen mit stumpfen Geometrien ausgelegt. Der Nachteil dieser Konstruktion ist die geringere Manövrierfähigkeit aufgrund des erhöhten Luftwiderstandes und die damit verbundenen Einschränkungen ihres Wiedereintrittsprofils. Die Verwendung von scharfen Vorderkanten erhöht die aerodynamischen Wärmelasten exponentiell und erfordert daher Materialien wie UHTCs. Monolithische UHTCs besitzen, wie fast alle monolithischen Keramiken, ein sprödes Materialverhalten mit geringer Schadenstoleranz. Die Erhöhung dieser Toleranz ist neben der Oxidationsbeständigkeit eines der Hauptziele bei der Entwicklung von UHTC-Werkstoffen. Im Rahmen dieser Forschung werden Faserverstärkungen zur Erhöhung der Bruchzähigkeit eingesetzt. Die eingesetzten Fasern sind in der Lage, Risse abzulenken oder zu stoppen, während die einbettende UHTC-Matrix die erforderliche Oxidationsbeständigkeit bietet. Die Entwicklung eines Ultrahochtemperatur-Keramikmatrix-Verbundwerkstoffs (UHTCMC) hat das Potenzial, das Problem der Bruchzähigkeit und Oxidationsbeständigkeit zu lösen. Die Technik ähnelt den Keramikmatrix-Verbundwerkstoffen (CMC), wobei Fasern als zweite Phase in eine UHTC-Matrix eingebettet werden, um die bei der Rissausbreitung entstehende Energie zu dissipieren und somit ein pseudoplastisches mechanisches Verhalten zu erzeugen. Eine Methode, welche bei CMCs zur Herstellung großer Teile eingesetzt wird, ist die reaktive Schmelzinfiltration (RMI), bei der die Reaktion zwischen einer flüssigen Metalllegierung und einer zu infiltrierenden porös [...]