SPP 1299: Adaptive Surfaces for High Temperature Applications - The Skin Concept
Final Report Abstract
Am Anfang des Schwerpunktprogramms stand die Hypothese, dass maßgeschneiderte Werkstoffoberflächen das Potenzial besitzen, wie lebende Hautsysteme auf ihre Umwelt mit spezifischen Eigenschaften zu reagieren und damit technischen Bauteilen zu besonderen Funktionalitäten zu verhelfen. Aus dieser Hypothese wurden folgende übergeordnete Ziele des SPP 1299 abgeleitet: • Erarbeitung der wissenschaftlichen Grundlagen zur Herstellung adaptiver („lebender“) Oberflächen mit unterschiedlichen Funktionalitäten für Hochtemperaturanwendungen • Darstellung von „Haut“-Systemen mit Multifunktionalität • Entwicklung von Strategien und Methoden zum dauerhaften Erhalt der Funktionalitäten beim Hochtemperatureinsatz Als wesentliche wissenschaftliche Ergebnisse konnten im SPP 1299 grundlegende Methoden zur Oberflächenfunktionalisierung erforscht und validiert werden. Die für alle Funktionalisierungsmethoden geforderte Hochtemperaturaktivierung wurde auf unterschiedliche Art und Weise genutzt. Als funktionale Schwerpunkte der einzustellenden Oberflächeneigenschaften wurden die Strömungsoptimierung durch Geometrieanpassung, magnetische, optische und chemische Sensorik durch modifizierte Schichten und Oberflächen sowie die Kombination von Sensorfunktion und Schutzfunktion untersucht. Während die Mehrzahl der Gemeinschaftsvorhaben aufgrund der Komplexität der spezifischen Forschungsfragestellungen auch am Ende der Laufzeit des SPP 1299 noch auf die Erforschung grundlegender Aspekte fokussiert war, konnten die Forschungsarbeiten in zwei Fällen so weit vorangetrieben werden, dass eine klare Anwendungsperspektive erkennbar wurde, so dass in diesen Fällen Patente angemeldet wurden. Für das Fachgebiet der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik hat das SPP 1299 über die wissenschaftlichen Erkenntnisse hinaus als wichtiges strukturelles Ergebnis eine gute interdisziplinäre Vernetzung innerhalb der Gemeinschaftsvorhaben und des gesamten SPP 1299 ergeben. Bereits während der Laufzeit des Schwerpunktprogramms haben sich hierdurch die Arbeitsgruppen auch in neuen Konstellationen zur Bearbeitung gemeinsamer Forschungsfragen miteinander vernetzt.
Publications
- Laser clad surfaces for shark-skin effect by high-temperature activation, Surface and Coatings Technology, Volume 203, Issues 5–7, 25 December 2008, Pages 470-475
P. Schaaf, H. Schikora, D. Höche, C. Lange, V. Drescher, J. Wilden
(See online at https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2008.08.066) - (2009): Multifunctional FeCo/TiN Multilayer Thin Films with Combined Magnetic and Protective Properties. Advanced Engineering Materials, 11(12), 969–975
C. Klever, M. Stüber, H. Leiste, E. Nold, K. Seemann, S. Ulrich, H. Brunken, A. Ludwig, C. Thede, E. Quandt
(See online at https://doi.org/10.1002/adem.200900214) - (2010): Microporous ceramic coated SnO2 sensors for hydrogen and carbon monoxide sensing in harsh reducing conditions. Sensors and Actuators B 149, 105-109
R.M. Prasad, A. Gurlo, R. Riedel, M. Hübner, N. Barsan, und U. Weimar
(See online at https://doi.org/10.1016/j.snb.2010.06.016) - Fabrication and oxidation behavior of Cr2AlC coating on Ti6242 alloy, Surface and Coatings Technology, 204 (15) 2010, 2343-2353
Q.M. Wang, A. Flores Renteria, O. Schroeter, R. Mykhaylonka, C. Leyens, M. to Baben
(See online at https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2010.01.002) - (2011): Microbial corrosion of silicon nitride ceramics by sulphuric acid producing bacteria Acidithiobacillus ferrooxidans. Journal of the European Ceramic Society 31, 1177-1185
D. Dierksen, P. Kühner, A. Kappler, K. G. Nickel
(See online at https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.12.001) - (2011): Thermal degradation of polymethylsilsesquioxane and microstructure of the derived glasses. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 91, 224-231
M. Haußmann, B. Reznik, H. Bockhorn, und J. A. Denev
(See online at https://doi.org/10.1016/j.jaap.2011.02.016) - Innovationen im Netz : die Rolle von Beziehungen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft für den Wissens- und Technologietransfer. Bd. 1, Theoretische und empirische Netzwerke im Hochtemperaturbereich. Stuttgart, 2011
A. Pechmann, M. Ruddat, A. Sautter, K. Tampe-Mai
(See online at https://doi.org/10.18419/opus-5545) - (2012): Composition modifications and heat treatment procedures for increasing the emissivity of alumina surface scales on FeCrAl alloys. Microscopy of Oxidation 8, 279-286
S.G. Gopalakrishnan, P. Huczkowski, J. Pernpeintner, T. Fend, H. Hattendorf, R. Iskandar, J. Mayer, L. Singheiser, und W.J. Quadakkers
(See online at https://doi.org/10.3184/096034012X13343266865035) - (2014): Protective high temperature coatings with intrinsic depletion sensor. Surface and Coatings Technology 245, 117-124
K. Aleksandrov , M. C. Galetz , G. Schmidt, F. Depentori, M. Schütze, I. Teliban, E. Quandt
(See online at https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.02.050) - High Temperature Oxidation Stability of Aerodynamically Optimised Riblets for Blades of Aero-engine Applications. Oxid. Met. 83, 133–150
R. Naraparaju, U. Schulz, C. C. Büttner
(See online at https://doi.org/10.1007/s11085-014-9512-5) - (2016): A Double Layer Sensing Electrode “BaTi(1-X)RhxO3/Al-Doped TiO2” for NO2 Detection above 600 °C. Chemosensors, 4, 8
B. Saruhan, A. A. Haidry, A. Yüce, E. Ciftyürek, und G. C. Mondragón Rodríguez
(See online at https://doi.org/10.3390/chemosensors4020008) - (2016): Functional Coatings Based on Preceramic Polymers. Advanced Engineering Materials
G. Barroso, T. Kraus, U. Degenhardt, M. Scheffler, G. Motz
(See online at https://doi.org/10.1002/adem.201500600)
