SFB 483:  Hochbeanspruchte Gleit- und Friktionssysteme auf Basis ingenieurkeramischer Werkstoffe

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5483414

Ingenieurkeramiken bieten aufgrund ihrer Kombination aus hoher Härte, Steifigkeit, chemischer, thermischer und Verschleissbeständigkeit sowie niedriger Dichte ein grosses Potenzial für Bauteile unter hohen mechanischen, tribologischen, thermischen und korrosiven Beanspruchungen. Zur Zeit gibt es jedoch nur wenige Beispiele für ihren Einsatz in mechanisch/tribologisch beanspruchten Systemen mit hohen Stückzahlen. Die stärkere Nutzung und Weiterentwicklung der speziellen Eigenschaften der Ingenieurkeramik können jedoch zu bedeutenden ökologischen, ökonomischen und technischen Vorteilen führen. Daher ist es das Ziel des Sonderforschungsbereichs 483, an exemplarisch ausgewählten Systemen die notwendigen Ingenieurwerkzeuge zum Einsatz keramischer Werkstoffe unter hoher tribologischer und mechanischer Beanspruchung durch zielgerichtete, interdisziplinäre Zusammenarbeit zu erarbeiten. Die zu entwickelnden Konzeptionen werden über die exemplarisch ausgewählten Systeme (CVT-Getriebe, Kupplung, Hochdruckpumpe für direkteinspritzenden Ottomotor, Mediengeschmierte Pumpe für die Chemische Industrie) hinaus ein hohes Potenzial zur Übertragung auf andere Anwendungen besitzen. Es wird erwartet, dass durch die wissenschaftliche Durchdringung des Gesamtprozesses von der Bereitstellung der notwendigen Auslegungswerkzeuge über bauteilspezifische Werkstoffe, Prüftechniken und Qualitätssicherung bis zur Realisierung prototypischer Bauteile die Umsetzung der Ingenieurkeramik in anspruchsvolle Produkte gefördert, ja in vielen Fällen erst möglich wird.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Nasslaufende Friktionssysteme am Beispiel eines CVT-Umschlingungstriebes und einer Lamellenkupplung mit Komponenten aus Ingenieurkeramik (Teilprojektleiter Albers, Albert )
• A02 - Kupplungsaggregat mit ingenieurkeramischen Friktionswerkstoffen unter Einsatzbedingungen mit hoher Beanspruchung (Teilprojektleiter Albers, Albert )
• A3 - Kurbeltriebe mit keramischen Komponenten für mediengeschmierte Pumpen (Teilprojektleiter Krause, Günter ;  Spicher, Ulrich )
• A04 - Keramische Komponenten für die Benzin-Hochdruckeinspritzung (Teilprojektleiter Spicher, Ulrich )
• A07 - Keramische Walzensysteme aus Siliciumnitrid (Teilprojektleiter Gumbsch, Peter ;  Kailer, Andreas )
• A08 - Ontologiebasierte Entwicklungsumgebung für hochbeanspruchte tribologische Systeme auf Basis ingenieurkeramischer Werkstoffe (Teilprojektleiter Albers, Albert )
• B01 - Keramische Werkstoffe für den Einsatz in hochbelasteten Gleitsystemen (Teilprojektleiter Hoffmann, Michael J. )
• B02 - Lasergestütztes Fügen und Randschichtmodifizieren von keramischen Komponenten (Teilprojektleiter Rohde, Magnus ;  Schneider, Johannes )
• B03 - Mikrostrukturierung keramischer und metallischer Funktionsflächen für mediengeschmierte Gleitsysteme (Teilprojektleiter zum Gahr, Karl-Heinz ;  Schneider, Johannes )
• B05 - Einfluss mikrostruktureller Merkmale von Siliciumnitrid auf das Verhalten von Walzwerkzeugen (Teilprojektleiter Hoffmann, Michael J. )
• C01 - Keramik/Metall-Tribokontakte in ölgeschmierten Friktionspaarungen (Teilprojektleiter zum Gahr, Karl-Heinz ;  Schneider, Johannes )
• C2 - Wechselwirkung von Eigenspannungen und Schädigungen unter thermisch-mechanischer Werkstoffbeanspruchung nahe der Kontaktfläche von hochbeanspruchten Friktionssystemen (Teilprojektleiter Beck, Tilmann ;  Vöhringer, Otmar )
• C03 - Berechnung der Ausfallwahrscheinlichkeit bei Kontaktbelastung (Teilprojektleiter Fett, Theo ;  Huber, Norbert ;  Kraft, Oliver )
• C04 - Stochastische Werkzeuge zur Zuverlässigkeitsanalyse von keramischen Bauteilen unter Kontaktermüdung (Teilprojektleiter Kraft, Oliver ;  Riesch-Oppermann, Heinz )
• C5 - Entwicklung rechnergestützter Auslegungswerkzeuge zur konstruktiven Gestaltung keramischer Bauteile des Maschinenbaus (Teilprojektleiter Albers, Albert )
• C06 - Reibermüdung ingenieurkeramischer Werkstoffe (Teilprojektleiter Lang, Karl-Heinz ;  Löhe, Detlef )
• C07 - Mechanische Eigenschaften ingenieurkeramischer Werkstoffe bei hohen Temperaturen (Teilprojektleiter Beck, Tilmann ;  Lang, Karl-Heinz )
• C08 - Mechanismusbasierte mikromechanische Simulation des Rissfortschritts in gefügeverstärkten Hochleistungskeramiken (Teilprojektleiter Böhlke, Thomas )
• TFP01 - Zuverlässigkeitsanalyse keramischer Bauteile bei temperaturabhängigem Weibull-Modul (Teilprojektleiter Kraft, Oliver ;  Riesch-Oppermann, Heinz )
• TFP02 - Anwendungsaspekte für Sialon-Keramiken (Teilprojektleiter Hoffmann, Michael J. )
• Z01 - Zentrale Werkstoffbeschaffung, Qualitätssicherung und Hartbearbeitung (Teilprojektleiter Hoffmann, Michael J. ;  Oberacker, Rainer )
• Z02 - Zentrale Verwaltung (Teilprojektleiter Albers, Albert ;  Schneider, Johannes )

• Antragstellende Institution: Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ; Campus Süd (aufgelöst)
• Beteiligte Institution: Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM); Karlsruher Institut für Technologie
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Albert Albers
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr.-Ing. Karl-Heinz zum Gahr