Brennerprüfstand zur Durchführung von Oxidationstest an Hochtemperatur-Materialien - Aufbau und Charakterisierung

Ultra High Temperature Ceramics (UHTC) bezeichnen eine Gruppe von keramischen Werkstoffen, deren Eigenschaften einen Einsatz im Antrieb und in Bauteilen von Hyperschall- und Wiedereintrittsflugkörpern ermöglichen. Die Eigenschaften, die bei UHTCs entscheidend sind, sind der hohe Schmelzpunkt, ein gutes Thermoschockverhalten und die Oxidationsbeständigkeit. Refraktärmetallverbindungen, wie beispielsweise keramische Carbide, Boride oder Nitride, sind durch genau diese Eigenschaften, wie Schmelzpunkt, Härte und Oxidationsbeständigkeit, für diese Einsatzgebiete von Interesse.

Um die Schadenstoleranz und das Thermoschock-Verhalten zu verbessern, ist die Verwendung von Fasern und damit die Entwicklung eines UHTC-Verbundwerkstoffs von entscheidender Bedeutung. Hergestellt werden die faserverstärkten UHTCs (UHTCMCs) über einen reaktiven Schmelzprozess (RMI). Um die Oxidationseigenschaften für diese Materialien weiter zu verbessern ist es notwendig die Entstehende Oxidationsschicht mit entsprechenden Additiven zu stabilisieren. Die Auswirkungen der Additive theoretisch abzuschätzen ist sehr schwierig bzw. mit den vorhandenen Mitteln nicht möglich. Daher besteht die Notwendigkeit eine Prüfvorrichtung zu konstruieren, die eine möglichst schnelle Charakterisierung ermöglicht. Aus der Literatur erscheint für diese Zwecke ein Brennerprüfstand mit einer Acetylen-Sauerstoff Flamme vielversprechend. Das Ziel der Arbeit ist, einen Brennerprüfstand zur Untersuchung der beschriebenen Problematik zu konzipieren und aufzubauen, sowie erste Tests damit durchzuführen und auszuwerten.

Arbeitspunkte:

• Literaturrecherche zum Stand der Technik
• Auslegung und Konstruktion des Brennerprüfstands
• Fertigung und Aufbau des Prüfstands
• Durchführung von Materialtests
• Charakterisierung der Brennerflamme; Geschwindigkeit, Temperatur
• Charakterisierung der Messinstrumente; Pyrometer, Thermoelemente/-kamera
• Dokumentation der einzelnen Prozessschritte sowie der Ergebnisse

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie

Abschlussart

Masterarbeit / Diplomarbeit

Branche

Luft und Raumfahrt

Anforderungen

• Studienrichtung: Luft-und Raumfahrttechnik, Maschinenbau, o.ä.
• Erfahrung im Programmieren
• Interesse an der Mitarbeit in einem Forschungsteam
• gute Englischkenntnisse in Sprache und Schrift

Zusatzinformationen

DLR-Standort Stuttgart

Dauer 3-6 Monate

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Fachliche/r Ansprechpartnerin.

Marius Kütemeyer

Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie
Tel.: +49 711 6862-8046