jahresbericht 2015 ikgb - tu bergakademie...

Jahresbericht 2015

www.ikgb.de

Jahresbericht 2015 www.ikgb.de

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Inhaltsverzeichnis

1 Allgemeine Informationen .......................................................................................... 4

1.1 Organisationsform ................................................................................................................... 4

1.2 Institutsgeschichte ..................................................................................................................... 5

1.3 Personal ..................................................................................................................................... 6

1.4 Geräte und Anlagenausstattung ........................................................................................... 10

2 Lehre ...................................................................................................................... 11

2.1 Statistischer Teil ....................................................................................................................... 11

2.2 Rahmenbedingungen für Lehre und Studium ..................................................................... 11

2.3 Studiengänge .......................................................................................................................... 13

2.4 Preise ........................................................................................................................................ 14

2.5 Studienwerbung ...................................................................................................................... 15

2.6 Stipendiaten / Gaststudenten im IKGB ................................................................................ 19

2.7 Gastwissenschaftler im IKGB ................................................................................................. 21

2.8 Exkursionen ............................................................................................................................. 22

2.9 Absolvententreffen 2015 ........................................................................................................ 23

3 Professur für Keramik ............................................................................................... 28

3.1 Publikationen ........................................................................................................................... 28

3.2 Forschungsprojekte ................................................................................................................. 38

3.3 Studentische Arbeiten ............................................................................................................. 69

3.4 Promotionen ............................................................................................................................ 79

3.6 Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften ............................................................................ 85

3.7 Teilnahme an Konferenzen, Kolloquien, Seminaren und Messen .................................... 87

3.8 Preise und Auszeichnungen ................................................................................................... 89

3.9 Pressemeldungen .................................................................................................................... 91


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3.10 Sonstiges ............................................................................................................................ 102

3.11 Ausgewählte Forschungsergebnisse ............................................................................... 106

4 Professur für Glas- und Emailtechnik ...................................................................... 109

4.1 Publikationen ......................................................................................................................... 109

4.2 Forschungsprojekte ............................................................................................................. 110

4.3 Studentische Arbeiten .......................................................................................................... 120

4.4 Promotionen ......................................................................................................................... 122

4.5 Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften ......................................................................... 123

4.6 Teilnahme an Konferenzen, Kolloquien, Seminaren und Messen .................................. 124

4.7 Preise und Auszeichnungen ................................................................................................ 125

4.8 Pressemeldungen ................................................................................................................. 126

5 Professur für Baustofftechnik ................................................................................... 130

5.1 Publikationen ......................................................................................................................... 130

5.2 Forschungsprojekte ............................................................................................................... 131

5.3 Studentische Arbeiten ........................................................................................................... 134

5.4 Promotionen .......................................................................................................................... 135

5.5 Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften .......................................................................... 136

5.6 Teilnahme an Konferenzen, Kolloquien, Seminaren und Messen .................................. 137

5.7 Pressemeldungen .................................................................................................................. 138


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1 Allgemeine Informationen

1.1 Organisationsform Technische Universität Bergakademie Freiberg

Die TU Bergakademie Freiberg ist eine der vier Universitäten im Freistaat Sachsen. Im Jahre 1765 gegründet, kann sie auf eine traditionsreiche Geschichte zurückblicken. Als die deutsche Ressourcenuniversität zählt sie zu den forschungsstärksten Hochschulen.

Beschäftigte (Stand: 01.12.2014) ‐ Beschäftigte Universität gesamt: 2.099 ‐ Professoren: 86 ‐ Wissenschaftliche Mitarbeiter: 972 ‐ Lehrkräfte für besondere Aufgaben: 5

Struktur

- 6 Fakultäten ‐ Fakultät für Mathematik und Informatik ‐ Fakultät für Chemie und Physik ‐ Fakultät für Geowissenschaften, Geotechnik und Bergbau ‐ Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik ‐ Fakultät für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie ‐ Fakultät für Wirtschaftswissenschaften

‐ 8 zentrale Einrichtungen ‐ 8 An-Institute ‐ 6 universitäre Kompetenzzentren

Studium und Lehre

‐ 5.304 eingeschriebene Studierende insgesamt im Wintersemester 2014/15, davon 3.595 (67,8 %) männlich und 1.709 (32,2 %) weiblich

Studienprofil

‐ 66 Studiengänge im Jahr 2014, davon: ‐ 9 Diplom-Studiengänge ‐ 19 Bachelor-Studiengänge ‐ 30 Master-Studiengänge ‐ 6 englischsprachige Master-Studiengänge ‐ 3 Aufbaustudiengänge

Das Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik ist eines der elf Institute der Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg.

Quelle: http://tu-freiberg.de/universitaet/profil/zahlen-daten


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1.2 Institutsgeschichte 1946 wurden unter dem Rektorat von Professor Diepschlag von der Fakultät für Bergbau und Hüttenwesen Lehrpläne für das Silikathüttenwesen ausgearbeitet und Verhandlungen zwecks Aufbaus dieser Fachrichtung eingeleitet, die 1950 zur Errichtung des Lehrstuhls für Keramik führten. Ende März 1950 wurde Theodor Haase auf den Lehrstuhl für Keramik berufen und mit der Gründung des Instituts für Keramik beauftragt. Das Institut für Keramik wurde zunächst provisorisch im Braunkohlenforschungsinstitut untergebracht. Mit den Vorlesungen "Feuerfeste Baustoffe" und "Keramische Technologie" konnte im Wintersemester 1950/51 begonnen werden. Noch im Jahre 1951 wurde ein eigenes Haus - die frei gewordene Haushaltsschule Agricolastraße 17 - bezogen, das in den ersten Jahren den Anforderungen genügte. Es musste jedoch in den Jahren 1958 - 1960 durch Anbauten erweitert werden. Wegen des wesentlich erweiterten Aufgabenbereiches erhielten das Institut und die Fachrichtung 1954 mit Genehmigung des Staatssekretariats für das Hoch- und Fachschulwesen den Namen "Silikathüttenkunde". Prof. Dr.-Ing. Paul Beyersdorfer hielt ab 1954 die Vorlesung "Glashüttenkunde" mit den dazugehörigen Übungen ab. Von 1954 bis 1962 arbeitete am Institut als Oberassistent Dr. rer. nat. Armin Petzold. Seine Vorlesungen über "Emailchemie und -technologie" und "Technologie der Bindemittel" rundeten den Lehrstoff der Silikathüttenkunde ab. Im Rahmen der 3. Hochschulreform erhielten die Fachrichtung und das Institut 1968 die Bezeichnung Wissenschaftsbereich Silikattechnik und gehörten der Sektion Verfahrenstechnik und Silikattechnik an. 1978 wurde der Wissenschaftsbereich "Anorganisch Nichtmetallische Werkstoffe" an die Sektion VST überführt und mit dem Wissenschaftsbereich Silikattechnik zu einem Bereich vereinigt. Prof. Michalowsky wurde 1982 auf den seit 1976 unbesetzten Lehrstuhl ANW berufen. 1988 erfolgte die Herauslösung der Anorganisch Nichtmetallischen Werkstoffe aus der Sektion VST. Seit 1990 ist das Institut im Sinne seiner Gründung wieder ein Institut für Silikattechnik. Von 1979 - 2001 war Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schulle Professor für Keramik am Institut für Silikattechnik. Nach Prof. Dr. Günther Nölle, der ab 1970 die Vorlesung über Glashüttenkunde hielt, wurde Prof. Dr. Heiko Hessenkemper 1995 zum Professor für Glas- und Emailtechnik berufen. 1992 erfolgte die Einrichtung der Professur für Bindemittel und Baustoffe durch das Sächsische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst und die Berufung von Prof. Dr.-Ing. habil. Ernst Schlegel zum Professor neuen Rechts. Im Dezember 2001 wurde Prof. Dr. Christos G. Aneziris als Nachfolger von Prof. Dr. Wolfgang Schulle zum Professor für Keramik berufen. Im Oktober 2002 wurde Prof. Dr. Thomas A. Bier als Nachfolger von Prof. Dr. Ernst Schlegel zum Professor für Baustofftechnik berufen. Gegen Ende des Jahres 2002 erfolgte außerdem die Umbenennung des Institutes in Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik.


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1.3 Personal Geschäftsführender Institutsdirektor: Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Aneziris (bis 30.09.2015) Univ.-Prof. Dr.-Ing. Thomas A. Bier (ab 01.10.2015)

1.3.1 Professur Keramik Professor: Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Aneziris Honorarprofessoren: Prof. Dr.-Ing. Peter Quirmbach Prof. Dr. rer. nat. Thomas Graule

Prof. Dr.-Ing. habil. Helge Jansen Sekretariat: Kerstin Baldauf

Tel.: 03731/39 2608 Fax: 03731/39 2419 E-Mail: [email protected]

Besucheradresse: Haus Silikattechnik

Agricolastr. 17 / 09599 Freiberg Wissenschaftliche Mitarbeiter:

Dipl.-Ing. Uta Ballaschk Dr. rer. nat. Dr.-Ing. habil. Harry Berek

Appr. Apoth. Christiane Biermann Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Nora Brachhold M.Sc. Iwan Datsko Dipl.-Ing. Steffen Dudczig Dipl.-Ing. Christina Faßauer Dr.-Ing. Undine Fischer Dipl.-Ing. Jens Fruhstorfer Dr.-Ing. Patrick Gehre Dipl.-Ing. Nora Gerlach Dipl.-Ing. Daniela Hesky Dr.-Ing. Jana Hubálková Dipl.-Ing. Constantin Jahn Dipl.-Ing. Friederike Klenert M.Sc. Mingliang Li Dipl.-Chem. Susann Ludwig Dipl.-Ing. Annika Mertke


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Dr.-Ing. Kirsten Moritz Dipl.-Ing. Christian Ode Dipl.-Ing. Marie Oppelt M.Eng. Ashish Pokhrel M.Sc. Vasileios Roungos Dr.-Ing. Stefan Schafföner Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Ernst Schlegel Dr.-Ing. Gert Schmidt Dipl.-Ing. Pia Schubert M.Eng. Enrico Storti Dipl.-Ing. Dániel Veres Dipl.-Ing. Claudia Voigt Dr.-Ing. Christian Weigelt Dipl.-Ing. Claudia Wenzel Dr.-Ing. Jörn Werner

Technische Angestellte: Kerstin Baldauf

Dipl.-Ing. (BA) Ricardo Fricke Franz Grohmann

Karin Hasterok Jacqueline Höhne Rico Kaulfürst Lothar Lange

Carolin Ludewig Uwe Pälchen

Dipl.-Kffr. Anja Penzkofer Ursula Querner David Thiele Udo Venus


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1.3.2 Professur Glas- und Emailtechnik Professor: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Heiko Hessenkemper Gastprofessor: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Roger Sekretariat: Kathrin Voigt

Tel.: 03731/39 3293 Fax: 03731/39 2451

E-Mail: [email protected] Besucheradresse: Erich-Rammler-Bau

Leipziger Straße 28 / 09599 Freiberg

Wissenschaftliche Mitarbeiter: Dr.-Ing. Khaled Al Hamdan Dipl.-Ing. Tobias Börner Dr.-Ing. habil. Ralf Bruntsch Dipl.-Ing. Kathrin Choyna Dipl.-Ing. Wladimir Darbijan Dipl.-Ing. Stephan Dunkel Dipl.-Ing. Harald Erler Dipl.-Ing. Martin Groß Dipl.-Ing. Kathrin Häußler Dipl.-Ing. Florian Häußler Dr.-Ing. Sabine Hönig Dipl.-Ing. Mathias Hötzel Dipl.-Chem. Michael Hubrich Dipl.-Ing. Michael Kretschmer

Dipl.-Ing. Torsten Lorenz Dipl.-Ing. Marc Lüpfert

Dipl.-Ing. Franziska Mai Dipl.-Math. Sascha Matthes Dipl.-Ing. Markus Neubert Dipl. Wi.-Ing. Anne-Katrin Rössel Dipl.-Ing. Thomas Voland Dr.-Ing. Rolf Weigand M. Sc. Matthias Werner


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Technische Angestellte: Ursula Glatz Bernd Hübler Edith Lützner Dipl.-Ing. Michael Scheidhauer Jochen Wätzig Petra Zschoge

1.3.3 Professur Baustofftechnik Professor: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Thomas A. Bier Sekretariat: Monika Wenige

Tel.: 03731/39 4243 Fax: 03731/39 2223 E-Mail: [email protected] Besucheradresse: Erich-Rammler-Bau

Leipziger Straße 28 / 09599 Freiberg Wissenschaftliche Mitarbeiter:

Dipl.-Ing. Franziska Krause M. Sc. Elsa Qoku Dipl.-Ing. Sandra Waida

Dr.rer.nat. Torsten Westphal Technische Angestellte: Dipl.-Ing. (FH) Alexander Friedrich Jacqueline Höhne

1.3.4 Gemeinsame Einrichtungen Know-How-Pool Dr.-Ing. Harald Seifert Privatdozent Dr.-Ing. habil. Joachim Ulbricht

Dr. rer. nat. Bernd Ullrich Technikum Technikumsleiter: Dipl.-Ing. (BA) Ricardo Fricke Werkstatt Werkstattleiter: Lothar Lange


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1.4 Geräte und Anlagenausstattung Die gerätetechnische Ausstattung des Institutes für Keramik, Glas- und Baustofftechnik konnte 2015 modernisiert und erweitert werden, wobei folgende Beschaffungen hervorzuheben sind:

RTG-Detektor Dexela inkl. Halterung und Rechnerhardware (ProCon X-ray GmbH, Sarstedt)

Ultraschall-Messgerät UKS-D zur Bestimmung der elastischen Kennwerte mittels Dehnwellenmessverfahrens (Geotron-Elektronik, Pirna)

Erdgas-betriebener Kammerofen „KL – G20“ (ZPF GmbH, Siegelsbach) Stickstoffsorptionsanlage (Micromeritics GmbH, Aachen)

Die Erneuerung des Hauses Silikattechnik und der Labor- und Büroräume wurden fortgesetzt:

Renovierung des Büroraums R101 Einrichten und Neumöblierung des Digitalmikroskopie-Labors R107 Umbau Metallgusshalle zur Vorbereitung der Aufstellung des

erdgasbetriebenen Kammerofens Umgestaltung des Technikums


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2 Lehre

2.1 Statistischer Teil Für den Studiengang Keramik, Glas- und Baustofftechnik waren im Jahr 2015 folgende Studentenzahlen aktuell: WS 2014/2015 WS 2015/2016 Studenten 68 65 Doktoranden 33 30 Habilitanden 5 5 Σ 106 100

Im Wintersemester 2015/2016 schrieben sich 6 Erstsemester im modularisierten Diplomstudiengang Keramik, Glas- und Baustofftechnik ein. 7 Studenten schlossen bis Dezember 2015 ihr Studium mit dem Diplom bzw. Master ab. Im Sommersemester 2015 und im Wintersemester 2015/16 wurden 4 weitere Studenten in den Masterstudiengang Keramik, Glas- und Baustofftechnik aufgenommen, im Masterstudiengang studieren insgesamt 7 Studenten. Das Programm „Wissenschaft ohne Grenzen/Ciência sem Fronteiras" (CsF) der brasilianischen Regierung, das 2011 ins Leben gerufen wurde, hatte das Ziel bis 2014 insgesamt 100.000 Studierenden und Wissenschaftlern aus Brasilien einen Studien- oder Forschungsaufenthalt im Ausland zu ermöglichen. Auch an der TU Bergakademie studieren seit 2012 brasilianische Stipendiaten. Im Studiengang Keramik, Glas- und Baustofftechnik sind seit 2012 aus diesem Stipendienprogramm 7 brasilianische Studenten immatrikuliert. Ein großes Problem ist in den vergangenen drei Jahren die sinkende Zahl der Einschreibungen. Dem gegenüber wächst die Zahl der Studenten, die die Regelstudienzeit von 10 Semestern deutlich überschreiten (10% aller Studenten!).

2.2 Rahmenbedingungen für Lehre und Studium Für jedes Studienfach gibt es an der TU Bergakademie einen sogenannten Prüfungsausschuss. Der Prüfungsausschuss ist für alle Fragen im Zusammenhang mit der Prüfungsordnung zuständig, insbesondere für

‐ die Anrechnung von Studienzeiten sowie von Prüfungsleistungen ‐ die Aufstellung der Prüfer- bzw. Beisitzerlisten ‐ die inhaltlichen Aufgaben bei der Organisation der Prüfungen.


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Mitglieder des Prüfungsausschusses Keramik, Glas- und Baustofftechnik (Diplom, Master): Prof. Dr. Thomas A. Bier, Studiendekan bis SS 2015 Prof. Dr. Heiko Hessenkemper, stellvertretender Studiendekan bis SS 2015,

Studiendekan ab WS 2015/16 Prof. Dr. Christos G. Aneziris, stellvertretender Studiendekan ab WS 2015/16 Dipl.-Ing. Kathrin Häußler, Beauftragte für Bildung Studentische Vertreter: Fabian Zschocke (Diplom), Ting Quin (Master) Die Studienkommission (StuKo) ist eine ständige Kommission des Studienganges und das einzige Hochschulgremium, das paritätisch (gleichberechtigt) mit Studenten besetzt ist. Die StuKo berät den Fakultätsrat bei der Organisation des Lehr- und Studienbetriebes sowie bei Gegebenheiten, die den Studienablauf an sich beeinflussen. Außerdem überarbeitet sie Studien- und Prüfungsordnungen um zu gewährleisten, dass das Studium in der Regelstudienzeit abgeschlossen werden kann, aber auch um sie dem Stand der Wissenschaften anzupassen. Eine weitere wichtige Aufgabe ist die regelmäßige Befragung der Studenten zur Qualität der Lehre (Evaluation), welche gemeinsam mit dem Studentenrat durchgeführt werden soll. Mitglieder der Studienkommission: Prof. Dr. Thomas A. Bier, Vorsitzender bis SS 2015 Prof. Dr. Heiko Hessenkemper, stellvertretender Vorsitzender bis SS 2015, Vorsitzender

ab WS 2015/16 Prof. Dr. Christos G. Aneziris, stellvertretender Vorsitzender ab WS 2015/16 Dipl.-Ing. Kathrin Häußler, Beauftragte für Bildung Studentische Vertreter: Philipp Erdmann (Master KGB) Ting Qin (Master KGB) Wiebke Walther (Diplom KGB) Fabian Zschocke (Diplom KGB)


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2.3 Studiengänge


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2.4 Preise Georgius-Agricola-Preis 2015 – Freiberg – 07.11.2015

‐ Sophie Bresch (Absolventin des Diplomstudiengangs Keramik, Glas- und Baustofftechnik)

Vorstandvorsitzender des Vereins Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg Prof. H.-J. Kretschmar, Jonas Treumer (Fak. 1), Romy Hoffmann (Fak. 2), Sebastian Hellmann (Fak. 3), Sophie Bresch (Fak. 4 - Diplomstudiengang KGB), Markus Schürmann (Fak. 5), Lars Reichert (Fak. 6), Rektor der TU Bergakademie Freiberg Prof. Dr. K.-D. Barbknecht, Prorektorin für Bildung Prof. Dr. S. Rogler (v.l.n.r.) Im Bestreben, die wissenschaftlichen Leistungen des deutschen Humanisten und Montan-Gelehrten Georgius Agricolas gebührend zu würdigen, und die herausragenden fachlichen Leistungen der besten Studierenden der TU Bergakademie besonders anzuerkennen, stiftet der Rektor und der Senat der TU Bergakademie jährlich die „Georgius-Agricola-Medaille“. An die Vergabe der „Georgius-Agricola-Medaille“ ist der „Agricola-Preis“, gestiftet vom Verein der Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg (VFF), gebunden. Die „Georgius-Agricola-Medaille“ wird an Diplom-, Bakkalaraureus- oder Magister-Absolventen der TU Bergakademie Freiberg verliehen, die die Abschlussprüfung mit „sehr gut“ bestanden haben. Jährlich werden maximal 6 Absolventen mit der Georgius-Agricola-Medaille“ ausgezeichnet.


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2.5 Studienwerbung Das Institut präsentierte sich wie in den vergangenen Jahren auf zahlreichen Veranstaltungen der zentralen Studienwerbung der TU Bergakademie Freiberg wie zu den Tagen der offenen Tür mit Exponaten und Informationsmaterial am Fakultätsstand sowie durch Vorträge von Frau Häußler. Erstmals wurde für Schülerinnen und Schüler aus MINT-EC Schulen (Exzellenzschulen) ein sog. MINT-Camp angeboten, was komplett ausgebucht war. 20.-22.10.2015 - 11. Schülerkolleg „Ceramics meet Steel“

‐ Stahlpraktika und Vorlesung ‐ Praktika zum Thema Keramik und Email ‐ Vorlesung „Email – Hochzeit von Glas und Stahl“ ‐ Exkursion zu Edelstahlwerken Freital ‐ Exkursion zu Duravit Meißen ‐ Exkursion zu Omeras Lauter

24.-27.11.2015 - MINT-EC Camp „Werkstoffe aus einem Guss“

‐ Vorlesung und Praktika ‐ Praktika zum Thema ‐ Exkursion

Ein Kerzenleuchter aus Beton – MINT-Schüler zu Gast an der TU Bergakademie Freiberg

27. November 2015

MINT-Schüler an der TU Bergakademie Freiberg

© TU Bergakademie Freiberg

Wie werden Glas, Keramik und weitere Baustoffe hergestellt? Und was muss man dazu wissen? Diesen und weiteren Fragen gingen bis 27. November vier Tage lang Schüler der Sekundarstufe II im MINT-EC Camp nach. Vier Tage lang forschten Sie an der TU Bergakademie in Freiberg.


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Die 23 Gymnasiasten, rund die Hälfte davon weiblich, kamen aus allen Teilen Deutschlands und sogar aus der Türkei. Alle sind hochbegabt und belegen naturwissenschaftliche Leistungskurse, besuchen zum Teil sogar Spezialgymnasien. Melissa Merz zum Beispiel belegt die Leistungskurse Chemie und Physik. Die siebzehnjährige aus dem hessischen Butzbach freute sich, während der vier Tage an der Universität nicht nur Gleichgesinnte zu treffen sondern auch, etwas Praktisches tun zu können: „Das Lehrbergwerk ,Reiche Zeche’ war schon sehr beeindruckend und auch abenteuerlich. Wie Baustoffforschung unter Tage betrieben wird, das bekommt man nirgends sonst zu sehen. Sehr gut gefallen hat mir auch der Besuch bei DURAVIT in Meißen. Zu erleben, wie aus einem Guss ein Waschbecken oder eine Toilette entsteht und das auch detailliert erklärt zu bekommen, fand ich sehr interessant.“

Die Veranstaltungen hatten universitäres Niveau. So erfuhren die Camp-Teilnehmer im Rahmen verschiedener Vorlesungen und in einem Nachtlabor beispielsweise, was Glas alles kann und wie es hergestellt wird. Und sie konnten im Rahmen eines Praktikums selbst kleine Weihnachtsgeschenke basteln, in dem sie Beton herstellten und gossen. So entstand beispielsweise ein betonierter Eierbecher oder ein Kerzenleuchter.

Ob bei Gesprächen mit Professoren und Wissenschaftlern oder mit Erstsemestern – überall spürte Melissa Merz Begeisterung für die jeweilige Fachrichtung, die Universität und auch die Stadt. Sie habe sich schon die Universitäten in Frankfurt, Gießen und Aachen angeschaut, aber von Freiberg habe sie einen besonderen Eindruck – vor allem von dem intensiven Betreuungsverhältnis: „Zu zwanzigst in einer Vorlesung zu sitzen, mal kurz beim Professor an der Tür zu klopfen und seine Fragen stellen zu können, das ist schon etwas Besonderes.“ Kommt sie wieder? „Ich würde gern noch einmal zur Sommer-Uni vorbeischauen. Und vielleicht studiere ich hier ja auch. Die Uni gefällt mir und auch die Stadt.“

Das Camp wurde organisiert und veranstaltet vom MINT-EC e.V., gemeinsam mit dem Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik sowie der Abteilung Marketing und Studienberatung. Es war bereits das dritte Camp dieser Art an der TU Bergakademie Freiberg.

Weitere Informationen: https://mint-ec.de


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Mitteilung an die Presse 21/2015 Werkstoffe aus einem Guss MINT-EC-Camp vom 24. bis 27. November 2015 an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg Berlin/Freiberg . 23.11.2015. Glas, Keramik, Baustoffe mit diesen Werkstoffen befassen sich die 20 MINT-EC-Schülerinnen und -Schüler aus ganz Deutschland und der Türkei vom 24. bis 27. November in Freiberg. Das Camp für Schülerinnen und Schüler des nationalen Excellence-Schulnetzwerks MINT-EC wird inhaltlich gestaltet vom Institut für Keramik, Glas und Baustoffe der Technischen Universität (TU) Bergakademie Freiberg. Vier Tage lang beschäftigen sich die Teilnehmenden auf universitärem Niveau mit den anorganischen nichtmetallischen Materialien, die Forschungs- und Ausbildungsgegenstand des einladenden Instituts der TU Bergakademie Freiberg sind. Es geht um fließfähige Hochleistungsbetone sowie hochviskose Gläser, die in Form gebracht werden, aber auch um verschiedene Keramiken, die mittels moderner Gießverfahren zu Bauteilen geformt werden. Warum und wie das funktioniert erfahren die Jungforschenden in Vorträgen und durch eigenes Experimentieren. Die Verarbeitung und Verwendung dieser Werkstoffe in der Industrie lernen die Jugendlichen während Besichtigungen der Unternehmen Duravit Sanitärporzellan in Meißen und Narva Lichtquellen in Brand-Erbisdorf kennen. Absolventen des Institutes stellen dort ihre Tätigkeit als Ingenieure vor und führen durch die Betriebsstätten. Der Austausch mit ehemaligen und derzeitigen Studierenden der TU Bergakademie Freiberg unterstützt die MINT-EC-Schülerinnen und -Schüler in ihrer Studien- und Berufsorientierung. Das Programm des MINT-EC-Camps umfasst außerdem ein Besuch der terra mineralia, der größten Mineralienausstellung Deutschlands sowie des Lehr- und Forschungsbergwerks „Reiche Zeche“. MINT-EC – Das nationale Excellence -Schulnetzwerk MINT-EC ist das nationale Excellence-Netzwerk von Schulen mit Sekundarstufe II und ausgeprägtem Profil in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik (MINT). Es wurde im Jahr 2000 von den Arbeitgebern gegründet und arbeitet eng mit deren regionalen Bildungsinitiativen zusammen. MINT-EC bietet ein breites Veranstaltungs- und Förderangebot für Schülerinnen und Schüler sowie Fortbildungen und fachlichen Austausch für Lehrkräfte und Schulleitungen. Das Netzwerk mit derzeit 247 zertifizierten Schulen mit rund 270.000 Schülerinnen und Schülern sowie 21.000 Lehrkräften steht seit 2009 unter der Schirmherrschaft der Kultusministerkonferenz der Länder (KMK).


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Kontakt MINT-EC e. V. Jana Zielsdorf – Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Poststraße 4/5 | 10178 Berlin Tel.: 030-4000 67-37| Fax: 030-4000 67-35 E-Mail: [email protected] Internet: www.mint-ec.de https://www.facebook.com/vereinmintec Schulliste der Teilnehmenden Schule, Ort Bundesland Robert-Mayer-Gymnasium, Heilbronn Baden-Württemberg Käthe-Kollwitz-Gymnasium, Berlin Berlin Ökumenisches Gymnasium, Bremen Bremen Kaiserin-Friedrich-Gymnasium, Bad Homburg Hessen Modellschule Obersberg, Bad Hersfeld Hessen Weidigschule, Butzbach Hessen Gymnasium am Markt, Achim Niedersachsen Ubbo-Emmius-Gymnasium, Leer Niedersachsen Ceciliengymnasium, Bielefeld Nordrhein-Westfalen Gymnasium Leopoldinum, Detmold Nordrhein-Westfalen J.-G.-Herder-Gymnasium, Köln Nordrhein-Westfalen Röntgen-Gymnasium, Remscheid Nordrhein-Westfalen Max-Planck-Gymnasium, Trier Rheinland-Pfalz Ernst-Abbe-Gymnasium, Eisenach Thüringen Istanbul Lisesi, Cağaloğlu-Istanbul Türkei


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2.6 Stipendiaten / Gaststudenten im IKGB M.Sc. Mingliang Li Zhengzhou University, Henan / China 01.12.2010 – 31.12.2015 M.Sc. Junfeng Chen Wuhan University of Science and Technology / China 01.09.2015 – 29.02.2016 M.Sc. Enera Xhaferri Polytechnic University of Tirana / Albanien DAAD Stipendium (PhD) Oktober 2013 – Oktober 2016 M.Sc. Adrian Bajrami Polytechnic University of Tirana / Albanien DAAD Stipendium (PhD) Oktober 2013 – Oktober 2016

Maria Ferreira Vasconcelos Federal University of Minas Gerais (UFMG) / Brasilien CsF-Stipendium der brasilianischen Regierung

Oktober 2013 – September 2015 Raquel Carolina Wesseling Federal Technological University of Paraná / Brasilien CsF-Stipendium der brasilianischen Regierung Oktober 2013 – März 2015 Ana Laura Ribeiro D´Elia Federal Technological University of Paraná / Brasilien CsF-Stipendium der brasilianischen Regierung Oktober 2013 – März 2015 Amanda de Oliveira Silva Instituto Federal da Bahia / Brasilien

CsF-Stipendium der brasilianischen Regierung April 2015 – März 2016 Sepideh Karkouti Oskoe University of Tehran / Iran IAESTE Juni – Juli 2015 Nasiru Salifu Kwame Nkrumah University Kumasi / Ghana IAESTE Juli – August 2015


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Gustavo Henrique Linhares Silva

Universidade Federal de São Paulo / Brasilien IAESTE Juni – August 2015 Anxhelina Qorellari University of Tirana / Albanien DAAD April – Juni 2015 Ramadan Aliti University of Tetova / Mazedonien DAAD Mai – Juni 2015 Denis Askuhaj Polytechnic University of Tirana / Albanien DAAD Mai – Juni 2015 Irida Markja Polytechnic University of Tirana / Albanien DAAD Juni – Dezember 2015 Ali Janjua National University of Science and Technology Islamabad /

Pakistan DAAD Juli – August 2015 Urva Abid National University of Science and Technology Islamabad /

Pakistan DAAD Juli – August 2015 Milazim Zogaj University of Prishtina / Kosovo DAAD August – Oktober 2015 Erjola Reufi University of Tirana / Albanien DAAD September – Oktober 2015 Olta Çakaj University of Tirana / Albanien DAAD September – Oktober 2015


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Luan Kola University of Elbasan / Albanien DAAD Oktober – November 2015

2.7 Gastwissenschaftler im IKGB Dr. Kozo Onoue University of Miyazaki / Japan Alexander von Humboldt-Stiftung 01.02.2015 – 31.01.2016 Prof. Dr. Syed Ali Rizwan

National University of Science and Technology Islamabad / Pakistan DAAD 01.08.2015 – 31.08.2015


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2.8 Exkursionen Fachexkursion VŠCHT Prag und IKGB der TU Bergakademie Freiberg 29.11.-3.12.2015 Die traditionelle internationale Studenten-Exkursion fand in der Zeit vom 29.11.-03.12.2015 in Deutschland statt. Neben Besichtigungen der Labore und Technika des Institutes für Keramik, Glas- und Baustofftechnik wurde eine Führung in der terra mineralia organisiert. Die Exkursionsteilnehmer aus Prag und Freiberg besichtigen u.a. die Firmen NARVA Brand-Erbisdorf, euroglas Haldensleben, DURAVIT Meißen und die Staatliche Porzellanmanufaktur Meissen.

Ausgewählte Exkursionen im Rahmen von Vorlesungen 27.01.2015 - Exkursion im Rahmen der Vorlesung „Sinter- und Schmelztechnik – Teil Schmelztechnik“ zu NARVA Lichtquellen Brand-Erbisdorf, Betreuer: Dr. R. Weigand 29.01.2015 - Exkursion im Rahmen der Vorlesung „Alternative Baustoffe“ zum Kornhaus in Freiberg (Sanierung), Betreuer: Dr. G. Schmidt, Dr. Benedix

26.06.2015 - Exkursion im Rahmen der Vorlesung „Wärme- und Feuchteschutz“ - Sanierung Café Hartman in Freiberg, Betreuer: Dr. G. Schmidt, Herr Werner (Architekturbüro Werner)


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2.9 Absolvententreffen 2015 Am 08.-09.05.2015 fand bereits das XXVIII. Absolvententreffen der Freiberger Silikattechniker und Keramik, Glas- und Baustofftechniker statt. Programm Freitag, den 08.05.2015

13:00-13:10

Begrüßung und Eröffnung des XXVIII. Absolvententreffens

Vorstellung des Freiberger Alumni Netzwerkes FAN

Vorstand des Instituts für Keramik, Glas- und Baustofftechnik 13:10-13:30

"Keramik- und Feuerfestforschung für die Zukunft"

Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris (Professur Keramik, TU BAF) 13:30-13:50

"Sensorik, Steuerung und Brenner zur Optimierung der Befeuerung von Glasschmelzwannen"

Dr.-Ing. P. Hemmann (STG Combustion Control GmbH & Co. KG, Cottbus) 13:50-14:10

"Entwicklungsstand der Extrusionstechnik auf dem Gebiet der traditionellen Silikatkeramik und HL-Keramik"

Dr.-Ing. R. Bartusch (KI Keramik-Institut GmbH, Meißen)


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14:30-14:50

"Neue Entwicklungen für die Massenglasindustrie"

Prof. Dr.-Ing. H. Hessenkemper (Professur Glas und Emailtechnik, TU BAF) 14:50-15:10

"Zementfreie Feuerbetone – Eigenschaften, Anwendungsbeispiele und Erfahrungen"

Dr.-Ing. Th. Schemmel (Refratechnik Steel GmbH, Düsseldorf) 15:10-15:30

"Calderys High Performance Gunning Castables"

Dipl.-Ing. U. Klippel (Calderys, Saint Quentin Fallavier, Frankreich)


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15:50-16:10

"Traditionelle und innovative Anwendungen Zement gebundener Bau- bzw. Werkstoffe"

Prof. Dr.-Ing. T.A. Bier (Professur Baustofftechnik, TU BAF) 16:10-16:30

"Der Ziegel als Zehnkämpfer"

Dipl.-Ing. R. Borrmann (Röben Tonbaustoffe GmbH, Zetel) 16:30-16:50

"Veredelung feuerfester Materialien für Hochtemperaturprozesse"

Dr.-Ing. R. Weigand (ancorro GmbH, Freiberg)

13:00-18:00

Firmenkontaktbörse in der Neuen Mensa


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Programm Samstag, den 09.05.2015

9:00-12:00

Geführte Besichtigungen folgender Institutseinrichtungen:

- Technikum für Maschinen- und Verfahrensentwicklung, Lampadiusstr. 7

neue Baustofflabore

- Haus Silikattechnik, Agricolastr. 17

neues Hochtemperaturlabor

Technikum

Gartenhaus

- Erich-Rammler-Bau, Leipziger Str. 28

Labore der Professur Glas

Technika


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Professur für Keramik


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3 Professur für Keramik

3.1 Publikationen

3.1.1 Veröffentlichungen in Zeitschriften, Fachbüchern und Tagungsbändern Fruhstorfer, J., Schöttler, L., Dudczig, S., Schmidt, G., Gehre, P., Aneziris, C.G.: Erosion and corrosion of alumina refractory by ingot casting steels. Journal of the European Ceramic Society (2015), Article in Press. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.11.038.

Hesky, D., Aneziris, C.G., Groß, U., Horn, A.: Water and waterglass mixtures for foam glass production. Ceramics International (2015), Article in Press. DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.06.088. Klenert, F., Fruhstorfer, J., Aneziris, C.G.: Investigation of transmittance and thermal conductivity properties of silica gels for application as transparent heat insulation materials. Journal of Sol-Gel Science and Technology (2015), Article in Press. DOI: 10.1007/s10971-015-3856-4. Moritz, K., Ballaschk, U., Schmidt, G., Hubálková, J., Aneziris, C.G.: Oxide ceramics with unidirectional pore channels by electrophoretic deposition. Journal of the European Ceramic Society (2015), Article in Press. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.07.006. Sarkar, N., Lee, K.S., Park, J.G., Mazumder, S., Aneziris, C.G., Kim, I.J.: Mechanical and thermal properties of highly porous Al2TiO5–Mullite ceramics. Ceramics International (2015), Article in Press. DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.11.002. Storti, E., Dudczig, S., Schmidt, G., Colombo, P., Aneziris, C.G.: Short-time performance of MWCNTs-coated Al2O3-C filters in a steel melt. Journal of European Ceramic Society, accepted (2015), Article in Press. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.10.036.

Wenzel, C., Aneziris, C.G., Pranke, K.: Metal-Matrix Composites Prepared by Paper-Manufacturing Technology. Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science (2015), Article in Press. DOI: 10.1007/s11661-015-2819-2. Werner, J., Aneziris, C.G.: The influence of pyrolysis temperature on Young׳s modulus of carbon-bonded alumina at temperatures up to 1450 °C. Ceramics International (2015), Article in Press. DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.10.143.


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Berek, H., Ballaschk, U., Aneziris, C.G., Losch, K., Schladitz, K.: The correlation of local deformation and stress-assisted local phase transformations in MMC foams. Materials Characterization 107 (2015), pp. 139-148. Brachhold, N., Schafföner, S., Aneziris, C.G.: Investigation of alkali corrosion resistance of potassium aluminosilicates using statistical techniques. Ceramics International 41 (2015) 1 Part B, pp. 1447-1456. Brachhold, N., Schönherr, K., Schlegel, E., Aneziris C. G.: Potassium Aluminates as Refractory Materials. Proceedings 170 of the 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, ISBN 978-3-9815813-1-7. Cölle, D., Gerlach, N., Aneziris, C. G.: Functionalized Systems for Monolithics and Prefabs. Refactories Worldforum 7 (2015) [3], pp. 49-58. Dopita, M., Emmel, M., Salomon, A., Rudolph, M., Matěj, Z., Aneziris, C.G., Rafaja, D.: Temperature evolution of microstructure of turbostratic high melting coal-tar synthetic pitch studied using wide-angle X-ray scattering method. Carbon 81 (2015) 1, pp. 272-283. Ehinger, D., Krüger, L., Martin, U., Weigelt, C., Aneziris, C.G.: Buckling and crush resistance of high-density TRIP-steel and TRIP-matrix composite honeycombs to out-of-plane compressive load. International Journal of Solids and Structures 66 (2015), pp. 207-217. Emmel, M., Aneziris, C.G.: Implementation of Novel Carbon Bonded Filter Materials for Steel Melt filtration – an Overview. refractories worldforum 7 (2015) [1], pp. 73-82.

Fankhänel, B., Stelter, M., Voigt, C., Aneziris, C.G.: Wettability of AlSi5Mg on Spodumene. Metallurgical and Materials Transactions B: Process Metallurgy and Materials Processing Science 46 (2015) 3, pp. 1535-1541. Fischer, U., Chaves, H., Aneziris, C.G., Schmidt, G.: Investigation of glaze layer formation on green ceramic bodies. International Journal of Applied Ceramic Technology 12 (2015) 1, pp. 81-94. Fruhstorfer, J., Möhmel, S., Thalheim, M., Schmidt, G., Aneziris, C.G.: Microstructure and strength of fused high alumina materials with 2.5 wt% zirconia and 2.5 wt% titania additions for refractory applications. Ceramics International 41 (2015) [9 Part A], pp. 10644-10653. Fruhstorfer, J., Barlag, S., Thalheim, M., Schöttler, L., Aneziris, C.G.: Upright die pressing of refractory hollowware for steel ingot casting with reduced clay content. Ceramics International 42 (2015) [2 Part B], pp. 3219-3228. Galea, L., Alexeev, D., Bohner, M., Doebelin, N., Studart, A.R., Aneziris, C.G., Graule, T.: Textured and hierarchically structured calcium phosphate ceramic blocks through hydrothermal treatment. Biomaterials 67 (2015), pp. 93-103.


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Gehre, P., Aneziris, C.G., Berek, H., Parr, C., Reinmöller, M.: Corrosion of magnesium aluminate spinel-rich refractories by sulphur-containing slag. Journal of the European Ceramic Society 35 (2015) 5, pp. 1613-1620. Gehre, P., Aneziris, C.G., Klinger, M., Schreiner, M., Neuroth, M.: Influence of TiO2- and ZrO2-addition on the interaction of alumina castable with molten coal and gasifier slag. Fuel 150 (2015), pp. 252-260. Gehre, P., Aneziris, C.G., Parr, C.: Self-glazing SiC-andalusite refractories for high temperature gasification applications. China's Refractories 24 (2015) 1, pp. 11-14. Gehre, P., Klinger, M., Aneziris, C.G.: Evaluation of new chromia free refractories by field test in a slagging gasifier. Proceedings 121 of the 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, ISBN 978-3-9815813-1-7. Gerlach, N., Aneziris, C. G., Lange, F., Grote, H.: Coarse-Grained Ceramic Heat Shields made by Pressure Slip Casting. Refractories Worldforum 7 (2015) [2], pp. 101-104. Hölscher, T., Schneider, H.-J., Schlegel, E., Aneziris C.G.: Alkali Salt Corrosion of Calcium Silicates. Proceedings 101 of the 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, ISBN 978-3-9815813-1-7. Klemm, Y., Solarek, J., Aneziris, C.G., Biermann, H.: Mechanical characterisation of carbon bonded alumina (Al2O3-C) at temperatures up to 1500 °C. Proceedings 454 of the 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, ISBN 978-3-9815813-1-7. Klenert, F., Fruhstorfer, J., Aneziris, C.G., Gross, U., Trimis, D., Reichenbach, I., Vijay, D., Horn, A.: Microstructure and transmittance of silica gels for application as transparent heat insulation materials. Journal of Sol-Gel Science and Technology 75 (2015) 3, pp. 602-616. Mertke, A., Aneziris, C.G.: The influence of nanoparticles and functional metallic additions on the thermal shock resistance of carbon bonded alumina refractories. Ceramics International 41 (2015) 1, pp. 1541-1552. Moritz, K., Aneziris, C.G.: Electrophoretic method for fabricating porous ceramics - Application to different oxide materials. Key Engineering Materials 654 “Electrophoretic Deposition: Fundamentals and Applications V” (2015), pp. 101-105. Oelschlägel, M., Rückert, C.; Kalinowski, J.; Schmidt,G. ; Tischler, D.; Schlömann, M.: Sphingopyxis fribergensis sp. nov., a soil bacterium with the ability to degrade styrene and phenylacetic acid. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 65 (2015) 10, pp. 3008-3015. Oppelt, M., Aneziris, C.G.: Analysis and evaluation of different influencing factors in processing of hollow and full beads based on TRIP steel. Journal of Alloys and Compounds 634 (2015), pp. 43-49.


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Oppelt, M., Aneziris, C.G.: Analysis and evaluation of different influencing factors in processing of hollow and full beads by alginate gelation based on zirconia and TRIP steel, Materials Science Forum 825-826 (2015), pp. 158-166. Pavlyuchkov, D., Martin, S., Reichel, B., Weigelt, C., Fabrichnaya, O.: Thermal stability of the commercial Mg-PSZ powders. Advanced Engineering Materials 17 (2015) 9, pp. 1323-1331. Regonini, D., Schmidt, A., Aneziris, C.G., Graule, T., Clemens, F.J.: Impact of the Anodizing Potential on the Electron Transport Properties of Nb-doped TiO2 Nanotubes. Electrochimica Acta 169 (2015), pp. 210-218. Salomon, A., Dopita, M., Emmel, M., Dudczig, S., Aneziris, C.G., Rafaja, D.: Reaction mechanism between the carbon bonded magnesia coatings deposited on carbon bonded alumina and a steel melt. Journal of the European Ceramic Society 35 (2015) 2, pp. 795-802. Sarkar, N., Park, J.G., Mazumder, S., Pokhrel, A., Aneziris, C.G., Kim, I.J.: Effect of amphiphile chain length on wet foam stability of porous ceramics. Ceramics International 41 (2015) 3, pp. 4021-4027. Sarkar, N., Park, J.G., Mazumder, S., Pokhrel, A., Aneziris, C.G., Kim, I.J.: Al2TiO5-mullite porous ceramics from particle stabilized wet foam. Ceramics International 41 (2015) 5, pp. 6306-6311. Sarkar, N., Park, J.G., Mazumder, S., Aneziris, C.G., Kim, I.J.: Processing of particle stabilized Al2TiO5/ZrTiO4 foam to porous ceramics. Journal of the European Ceramic Society 35 (2015) 14, pp. 3969-3976. Sarkar, N., Park, J.G., Seo, D.N., Mazumder, S., Pokhrel, A., Aneziris, C.G., Kim, I.J.: Influence of amphiphile on foam stability of Al2O3-SiO2 colloidal suspension to porous ceramics. Journal of Ceramic Processing Research 16 (2015) 4, pp. 392-396. Schafföner, S., Aneziris, C.G., Berek, H., Hubálková, J., Rotmann, B., Friedrich, B.: Corrosion behavior of calcium zirconate refractories in contact with titaniumaluminide melts. Journal of the European Ceramic Society 35 (2015) 3, pp. 1097-1106. Schafföner, S., Aneziris, C.G., Berek, H., Rotmann, B., Friedrich, B.: Investigating the corrosion resistance of calcium zirconate in contact with titanium alloy melts. Journal of the European Ceramic Society 35 (2015) 1, pp. 259-266. Schlegel, E., Hölscher, T., Schneider, H.-J., Aneziris, C.G.: Alkali Salt Corrosion of Calcium Silicate Thermal Insulation Materials. Interceram 64 (2015) 4-5, Special Edition 2015 Refractories Manual II/2015, pp. 188-192.


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Schlegel, E., Hölscher T., Schneider, H.-J., Aneziris, C. G.: Die Korrosion von Kalziumsilikat-Wärmedämmstoffen durch Alkalisalze, Teil 1. Keramische Zeitschrift 67 (2015) 4, S. 200-207. Schlegel, E., Hölscher T., Schneider, H.-J., Aneziris, C. G.: Die Korrosion von Kalziumsilikat-Wärmedämmstoffen durch Alkalisalze, Teil 2. Keramische Zeitschrift 67 (2015) 5, S. 308-314. Storm, J., Abendroth, M., Kuna, M.E., Aneziris, C.G.: Influence of curved struts, anisotropic pores and strut cavities on the effective elastic properties of open-cell foams. Mechanics of Materials 86 (2015), pp. 1-10.

Storti, E., Emmel, M., Dudczig, S., Colombo, P., Aneziris, C.G.: Development of multi-walled carbon nanotubes-based coatings on carbon-bonded alumina filters for steel melt filtration. Journal of the European Ceramic Society 35 (2015) 5, pp. 1569-1580. Voigt, C., Aneziris, C.G., Hubálková, J.: Rheological characterization of slurries for the preparation of alumina foams via replica technique. Journal of the American Ceramic Society 98 (2015) 5, pp. 1460-1463. Voigt, C., Fankhänel, B., Aneziris, C.G., Stelter, M.: Influence of the filter surface chemistry on the filter filtration of aluminum. Proceedings 188 of the 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, 15.-18. September 2015, ISBN 978-3-9815813-1-7. Voigt, C., Fankhänel, B., Jäckel, E., Aneziris, C.G., Stelter, M., Hubálková, J.: Effect of the filter surface chemistry on the filtration of aluminum. Metallurgical and Materials Transactions B 46 (2015) [2], pp. 1066-1072. Weigelt, C., Aneziris, C.G.: Verbundwerkstoffe aus Stahl und Keramik - Hochbelastbare Materialien mit Leichtbaupotential. Keramische Zeitschrift 67 (2015) 4, S. 216-218. Weigelt, C., Aneziris, C.G., Ehinger, D., Eckner, R., Krüger, L., Ullrich, C., Rafaja, D.: Effect of zirconia and aluminium titanate on the mechanical properties of transformation-induced plasticity-matrix composite materials. Journal of Composite Materials 49 (2015) 28, pp. 3567-3579. Weigelt, C., Jahn, E., Berek, H., Aneziris, C.G., Eckner, R., Krüger, L.: Joining of Zirconia Reinforced Metal-Matrix Composites by a Ceramics-Derived Technology. Advanced Engineering Materials 17 (2015) 9, pp. 1357-1364. Weigelt, C., Berek, H., Aneziris, C.G., Wolf, S., Eckner, R., Krüger, L.: Effect of minor titanium additions on the phase composition of TRIP steel/magnesia partially stabilised zirconia composite materials. Ceramics International 41 (2015) 2 Part A, pp. 2328-2335. Weigelt, C., Berek, H., Aneziris, C.G., Eckner, R., Krüger, L.: Joining of zirconia reinforced metal-matrix composites. Materials Science Forum 825-826 (2015), pp. 498-505.


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Wenzel, C., Aneziris, C.G.: Novel metal-matrix composites prepared by paper-manufacturing technology. Materials Science Forum 825-826 (2015), pp. 117-124. Werner, J., Aneziris, C.G.: The influence of pyrolysis temperature on Young׳s modulus of carbon-bonded alumina at temperatures up to 1450 °C. Proceedings 389 of the 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, 15.-18. September 2015, ISBN 978-3-9815813-1-7. Zienert, T., Dudczig, S., Fabrichnaya, O., Aneziris, C.G.: Interface reactions between liquid iron and alumina-carbon refractory filter materials. Ceramics International 41 (2015) 2, pp. 2089-2098.


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3.1.2 Vorträge und Poster Aneziris, C.G., Moritz, K., Dudczig, S.: Mikrorissstabilität und Temperaturwechsel-beständigkeit Al2O3-reicher Magnesiumaluminat-Spinell-Werkstoffe mit Al2TiO5-Dotierungen für feuerfeste Anwendungen. 6. Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 08.-09.12.2015, Vortrag und Poster. Berek, H., Weigelt, C., Aneziris, C.G.: The Interaction of Martensitic Phase Transformations in MMC Based on TRIP-steel with Zirconia Particle Reinforcement. International Conference on Solid-Solid Phase Transformations in Inorganic Materials (PTM 2015), Whistler, Canada, 28.06.-03.07.2015, Vortrag. Brachhold, N., Schönherr, K., Schlegel, E., Aneziris C. G.: Potassium Aluminates as Refractory Materials. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Vortrag. Fruhstorfer, J., Möhmel, S., Schmidt, G., Thalheim, M., Aneziris, C.G.: influence of the phase composition on the thermomechanical properties of fused alumina-zirconia-titania materials. 90. DKG-Jahrestagung, Bayreuth, 15.-19.03.2015, Vortrag. Fruhstorfer, J., Schöttler, L., Dudczig, S., Fricke, R., Schmidt, G., Aneziris, C.G.: Corrosion of alumina refractory by ingot casting steels. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Vortrag. Fruhstorfer, J., Schöttler, L., Aneziris, C.G.: Entwicklung innovativer kohlenstoffgebundener Feuerfestsysteme für den Einsatz im Untergussverfahren zum Vergießen von Stahl. 6. Freiberger Feuerfestforum, Freiberg, 08.-09.12.2015, Vortrag und Poster. Gehre, P., Aneziris, C.G.: Coarse and fine grained carbon bonded refractories for advanced steel metallurgy applications. 5th German-Japanese Joint Symposium, Freiberg, 21.07.2015, Vortrag. Gehre, P., Klinger, M., Aneziris, C.G.: Evaluation of new chromia-free refractories by field test in an entrained-flow gasifier. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Vortrag. Gerlach, N., Aneziris, C. G: Bindersystem für den Druckschlickerguss grobkörniger Keramiken. DKG-Jahrestagung, Bayreuth, 18.03.2015, Vortrag. Hölscher, T., Schneider, H.-J., Schlegel, E., Aneziris C.G.: Alkali Salt Corrosion of Calcium Silicates. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Vortrag.


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Hubálková, J., Aneziris, C.G.: Experimental study of the compression behavior of refractory castables using in-situ X-ray microtomography. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Vortrag. Ludwig, S., Roungos V., Aneziris, C. G.: Influence of coking temperature on properties of self-glazing Al2O3-C components. 14th International Conference of the European Ceramic Society ECerS, Toledo, Spanien, 21.-25.06.2015, Vortrag. Ludwig, S., Roungos V., Aneziris, C. G.: Alumina-graphite based functional components for application under industrial conditions. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Vortrag. Klemm, Y., Solarek, J., Aneziris, C.G., Biermann, H.: Mechanical characterisation of carbon bonded alumina (Al2O3-C) at temperatures up to 1500 °C. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Vortrag. Ode, C., Emmel, M., Dudczig, S., Aneziris, C. G.: Development of a novel process for the production of filter structures based on carbon-bonded alumina. 90. DKG-Jahrestagung, Bayreuth, 15.-19.03.2015, Vortrag (Hans-Walter-Hennicke-Vortragswettbewerb). Oppelt, M., Aneziris, C.G.: Herstellung von Voll- und Hohlkugeln aus ZrO2 und TRIP-Stahl mit Hilfe von Alginatgelierung - Analyse und Bewertung verschiedener Einflussfaktoren. 20. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, Wien, 02.07.2015, Vortrag. Schafföner, S., Aneziris, C.G., Berek, H., Rotmann, B., Bartosinski, M., Friedrich, B.: Calcium zirconate: A promising refractory material for titanium based melts. 14th International Conference of the European Ceramic Society ECerS, Toledo, Spanien, 21.-25.06.2015, Vortrag. Schafföner, S., Aneziris, C.G., Berek, H., Rotmann, B., Bartosinski, M., Friedrich, B.: Understanding the interaction of calcium zirconate in contact with titanium and titanium alloy melts. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Vortrag von J. Fruhstorfer gehalten (in Vertretung von S. Schafföner). Schafföner, S., Freitag, L., Hubálková, J., Aneziris, C.G.: Pressure slip casting of graded coarse grained oxide ceramics for refractory applications. 14th International Conference of the European Ceramic Society, Toledo, Spanien, 21.-25.06.2015, Vortrag.


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Schlegel, E.: Zur Historie des Fachgebietes Keramik, Glas, Baustoffe. Tag der Technikwissenschaften 2015. Gemeinsame Veranstaltung der Technik-wissenschaftlichen Klasse der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig, der TU Bergakademie Freiberg und des Vereins Deutscher Ingenieure VDI, Freiberg, 04.12.2015, Vortrag. Schmidt, A., Regonini, D., Clemens F.J., Graule T., Aneziris C.G.: Development of Nb-doped TiO2 photoanodes for solar water splitting by anodization and sol-gel process. 90. DKG-Jahrestagung, Bayreuth, 15.-19.03.2015, Vortrag (Hans-Walter-Hennicke-Vortragswettbewerb). Voigt, C., Fankhänel, B., Aneziris, C.G., Stelter, M.: Influence of the filter surface chemistry on the filter filtration of aluminum. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Vortrag. Valalas, T., Surville, A., Trevlopoulos, C., Ulbricht, J., Faßauer, C., Aneziris, C.G.: Investigation on Thermolith Olivine. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Poster. Weigelt, C., Berek, H., Aneziris, C.G., Eckner, R., Krüger, L.: Joining of Zirconia Reinforced Metal-Matrix Composites. 20. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde (DGM), Wien, Österreich, 01.-03.07.2015, Poster. Weigelt, C., Wenzel, C., Aneziris, C.G.: TRIP-Matrix-Verbundwerkstoffe. 90. DKG-Jahrestagung, Bayreuth, 15.-19.03.2015, Vortrag. Wenzel C., Aneziris C. G.: Entwicklung von papierabgeleiteten Metall-Matrix Verbundwerkstoffen, 20. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde (DGM), Wien, Österreich, 01.-03.07.2015, Vortrag. Werner, J., Aneziris, C.G.: The influence of pyrolysis temperature on Young׳s modulus of carbon-bonded alumina at temperatures up to 1450 °C. 14th Biennial Worldwide Congress UNITECR 2015, Wien, Österreich, 15.-18.09.2015, Vortrag.


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3.1.3 Erteilte Patente Aneziris, C.G., Gerlach, N., Grote, H., Klippel, U., Lange, F., Schafföner, S., Speicher, H.: Pressure casting slip and refractory ceramic produced therefrom for gas turbine units. United States Patent US 9,221,718 B2. Offenlegungstag: 21.02.2013, Datum der Patenterteilung: 29.12.2015. Gehre, P., Aneziris, C.G., Meyer, B.: Verwendung eines oxidkeramischen Werkstoffes aus CaZrO3 als Auskleidungsmaterial für Vergasungsanlagen. Patentschrift Nr. 10 2012 003 478 A1. Anmeldetag: 21.02.2012, Offenlegungstag: 22.08.2013, Veröffentlichungstag der Patenterteilung: 06.08.2015. Aneziris, C.G., Gehre, P., Meyer, B.: Verfahren zur Verbesserung der Thermoschockbeständigkeit von feuerfesten Erzeugnissen.. Offenlegungsschrift Nr. 10 2014 008 892 A1. Anmeldetag: 12.06.2014, Offenlegungstag: 17.12.2015. Aneziris, C.G., Schafföner, S.: Verfahren zur Herstellung Kohlenstoff enthaltener feuerfester Bauteile. Offenlegungsschrift Nr. 10 2014 010 441.9, Anmeldetag: 16.07.2014, Offenlegungstag: 22.01.2015.

3.1.4 Patentanmeldungen Aneziris, C.G., Dudczig, S., Emmel, M., Ode, C.: Verfahren zur Herstellung von kohlenstoffhaltigen keramischen Bauteilen; Deutsche Patentanmeldung DE 10 2015 221 853.8. Anmeldedatum: 06.11.2015.

Goorman, F.H.J., Van Vliet, M.R.P., Aneziris, C.G.: Method for producing dead burned magnesia and products obtainable thereby. Internationale Patentanmeldung WO 2015/122772 A1. Internationales Anmeldedatum: 13.02.2015, Internationales Veröffentlichungsdatum: 20.08.2015. Baaske, A., Verhoeven, M., Aneziris, C.G., Roungos, V., Mertke, A., Ludwig, S.: Carbon-containing or carbon-bonded refractory prodicts with a hybrid glazing system, and method for producing same. Internationale Patentanmeldung WO 2015/044378 A1. Internationales Anmeldedatum: 26.09.2014, Internationales Veröffentlichungsdatum: 02.04.2015.


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3.2 Forschungsprojekte

3.2.1 Abgeschlossene Forschungsprojekte Sonderforschungsbereich SFB 920 der Deutschen Forschungsgemeinschaft „Multifunktionale Filter für die Metallschmelzefiltration – ein Beitrag zu Zero Defect Materials“

Geplante Laufzeit: 2011 – 2023 Erster Projektzeitraum: 2011 – 2015 Sprecher des SFB 920: Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Aneziris, IKGB, TU BAF Die Forderung nach erhöhter Metallqualität und geringeren Ausschussraten seitens der Anwender und Weiterverarbeiter verlangt nach einer gleichmäßigeren Einstellung der chemischen Zusammensetzung und nach einer verstärkten Kontrolle des Reinheitsgrades metallischer Werkstoffe. Die Vision des SFB 920 ist die Einstellung exzellenter, an die Bauteilbeanspruchung angepasster funktionaler und adaptiver mechanischer Eigenschaften für einen Innovationsschub in Sicherheits- und Leichtbaukonstruktionen. Dieses Ziel soll mittels einer erheblichen Reduzierung von anorganischen nichtmetallischen Einschlüssen in der Metallmatrix beim Einsatz intelligenter Filterwerkstoffe bzw. Filtersysteme erreicht werden. Bereits die erste Förderperiode des SFB ergab erste innovative Filterwerkstoffe mit funktionalisierten Filteroberflächen auf Basis aktiver, keramischer Beschichtungen, die in Kombination mit maßgeschneiderten Druckverhältnissen Einschlüsse mit ähnlicher Chemie und Kristallsysteme in Stahlschmelzen bei 1600 °C und in Aluminiumschmelzen bei 740 °C erheblich reduziert haben. Einen weiteren Beitrag leisteten reaktive Filteroberflächen, die mit den in den Schmelzen gelösten Gasen reagierten und damit auch Gasverunreinigungen weltweit erstmalig deutlich reduzierten. Die erfolgreiche Arbeit des SFB beruht auf einer intensiven Zusammenarbeit in vier bereichsübergreifenden Arbeitsgruppen zwischen hochmotivierten Doktorandinnen und Doktoranden und zwischen den Teilprojekten ebenso wie auf einem Austausch von Ideen und Erfahrungen über Ländergrenzen und Kulturen hinweg. Die erfolgreichen internationalen Sommer- und Herbstschulen als auch die Forschungsaufenthalte im Ausland haben den Nachwuchswissenschaftler-Kreis erheblich bereichert und führten zu einem tieferen Verständnis und Vernetzung entlang der modellhaften Prozess- und Erkenntnisketten. Diese Art interner und internationaler Vernetzung führt zu einem innovativen SFB-Kreislauf von Erforschung, Werkstoffdesign und Verständnis der Grundwirkungsmechanismen der aktiven bzw. reaktiven Filterwerkstoffe sowie zu Demonstratoren und Übertragung der Ergebnisse auf weitere Metallschmelzen bzw. andere Anwendungsfelder mit Unterstützung der Mitglieder des Industriebeirates und Generierung von DFG-Transfer-Projekten.


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Als Ergebnis der erfolgreichen Forschungsarbeit im SFB 920 konnten mehr als 140 wissenschaftliche Beiträge in Fachzeitschriften und Konferenzbänden publiziert werden. Davon sind 80 Veröffentlichungen in Publikationsorganen mit einer wissenschaftlichen Qualitätssicherung erschienen, von denen 70 % als vernetzte Publikationen der Teilprojekte untereinander aufgeführt werden können. Es wurden drei Patente im Projektbereich „Filterwerkstoff“ erteilt.

SFB 920 – Teilprojekt A01 Kohlenstoffgebundene Filterwerkstoffe und Filterstrukturen mit aktiven und reaktiven Funktionshohlräumen

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. M. Emmel

Dipl.-Ing. A. Schmidt Laufzeit: 07/2011 – 06/2015 (1. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Zusammenfassung der Ergebnisse Im Rahmen der ersten Förderperiode wurden neuartige, kohlenstoffgebundene Aluminiumoxid-Filter bzw. Filtersubstrate für die Stahlschmelzefiltration erforscht. Durch die gezielte Einstellung der Grenzflächenspannungen an der Kontaktstelle feste Filterwand/fester Einschluss/metallische Schmelze ist es mit dem Auftragen von „aktiven“, reinen Aluminiumoxidbeschichtungen gelungen, eine hohe Abscheidungseffizienz insbesondere für feine exogene und endogene Aluminiumoxid-einschlüsse kleiner 10 m zu realisieren. Auch die kohlenstoffgebundenen Aluminiumoxidfilter mit einem Aluminiumoxidanteil von 70 Gew.% führten zu einer hohen Abscheidungseffizienz von aluminiumoxidhaltigen und silikatischen Einschlüssen. Dabei reagiert der Kohlenstoff des Filters mit. mit der Al2O3-Körnung des Filters, führt zu in situ gebildeten gasförmigen Reaktionsprodukten Al, AlO und Al2O, die mit dem Sauerstoff aus der Stahlschmelze reagieren und zur in situ Bildung einer dichten, transluzenten, kristallinen Aluminiumoxidschicht führen. Auf dieser Schicht scheiden sich feine, endogene Al2O3-Einschlüsse auf der Stahlschmelze ab, die als aktive Schicht für die Abscheidung, Bildung und Vernetzung weiterer endogener Einschlüsse fungieren. Die in situ gebildete Schicht wurde auch bei den Al2O3-C-Filtern registriert, die mit einer reinen Aluminiumoxid-Oberflächenschicht funktionalisiert worden sind. Die in situ gebildete Schicht widerspiegelt dabei das Oberflächenrelief der bewusst aufgebrachten reinen Al2O3-Oberflächenschicht; dabei bestimmt die Korngrößenverteilung dieser Schicht die Rauigkeit der in situ gebildeten Schicht. Darüber hinaus wurde der Sauerstoff in der Schmelze reduziert („reaktiver Beitrag“). Dieser reaktive Beitrag konnte durch das Aufbringen einer neuartigen MgO-C-Beschichtung um ca. 30% gesteigert werden.


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In Versuchen in einem konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop wurde die Bewegung endogener Einschlüsse zu gezielt eingebrachten oxidischen Partikeln in Stahlschmelzen in Echtzeit mit Hilfe einer Autofokus-Einheit untersucht. Im Gegensatz zu der bisherigen Abscheidungstheorie (dass jeder anorganisch-nichtmetallischer Einschluss, der die Filterwand trifft, auch abgeschieden wird) wurde bestätigt, dass die Chemie und insbesondere das Kristallsystem der aktiven Beschichtung kompatibel mit der Chemie und dem Kristallsystem der Einschlüsse sein sollte.

SFB 920 – Teilprojekt A02 Oxidische Filterwerkstoffe und Filterstrukturen mit aktiven und reaktiven Funktionshohlräumen

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Voigt Laufzeit: 07/2011 – 06/2015 (1. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Zusammenfassung der Ergebnisse Im Rahmen der ersten Förderperiode wurde eine reine 30 ppi Aluminiumoxidstruktur mit nur 5% Gesamtschwindung nach der Sinterung generiert und mit aktiven und reaktiven Beschichtungen beaufschlagt. Eine modifizierte Replika-Technik mit einer Beschichtung der Endschicht mittels Zentrifugieren führte zu deutlich homogeneren Stegdicke-Verteilungen und höheren Festigkeiten. Insbesondere die Problematik der Erfassung der Kaltdruckfestigkeit wurde mit unterschiedlichen eigenen und industrieetablierten Filterstrukturen untersucht. Schwerpunktmäßig wurde die Grenzfläche zwischen Substratwerkstoff und funktionaler Beschichtung als auch zwischen funktionaler Beschichtung und Aluminiumschmelze bzw. Einschluss erforscht. In der Nähe der Filteroberfläche wurden überwiegend langgestreckte Einschlussagglomerate oder vernetzte Einschlüsse unterschiedlicher Chemie detektiert.


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SFB 920 – Teilprojekt C01 Erfassung der Filtereffizienz von aktiven und reaktiven Filterwerkstoffen in Kontakt mit Metallschmelzen durch die Bestimmung von Clogging-Faktoren

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris /

Dipl.-Ing. S. Dudczig Laufzeit: 07/2011 – 06/2015 (1. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Zusammenfassung der Ergebnisse In der ersten Förderperiode wurden aktive und reaktive Beschichtungen auf Düsen bzw. Filtern und deren Clogging-Phänomene mit bewusst eingebrachten exogenen Einschlüssen bzw. mit bewusst in situ gebildeten endogenen Einschlüssen in Stahlschmelze erforscht. REM, EDX, EBSD und CT-Aufnahmen haben zum Studium von Reaktionsschichten, der Abscheidung von Einschlüssen bzw. Grenzflächen an den Reaktionsschichten und der Bildung von geclusterten Einschlüssen und von Clogging-Schichten beigetragen.

SFB 920 – Teilprojekt S01-II Probenpräparation, Filtrationswirkungsgrad, Computertomographie


Dr.-Ing. J. Hubálková Laufzeit: 07/2011 – 06/2015 (1. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Zusammenfassung der Ergebnisse Im Rahmen des Teilprojektes S01-II wurden CT-Aufnahmen von keramischen Filterstrukturen und Filterkomponenten, Ausgussdüsen, Tiegelsegmenten vor und nach den Abgüssen mit einem Computertomographen durchgeführt.


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SFB 920 – Teilprojekt MGK Integriertes Graduiertenkolleg des SFB 920

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. U. Fischer Laufzeit: 07/2011 – 06/2015 (1. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Zusammenfassung der Ergebnisse

In der ersten Phase des SFB 920 waren insgesamt 7 Doktorandinnen und 20 Doktoranden in das Graduiertenkolleg integriert und nahmen an mehr als 40 Veranstaltungen zur Vermittlung von Schlüsselqualifikationen, Schulungen, Workshops, Forschungsaufenthalten und den jährlichen Doktorandentreffen teil. Mehr als 30 Gastwissenschaftler aus dem In- und Ausland vermittelten den Doktoranden ihr Wissen aus angrenzenden Wissenschaftsgebieten. Es konnten vier Doktorandenstipendien für jeweils 6 bzw.12 Monate an ausgewählte ausländische Doktoranden vergeben werden. Zusätzlich brachten sich zwei RISE-Stipendiaten aus den USA und Kanada in die Arbeit des SFB 920 ein. Für ihre umfangreichen wissenschaftlichen Leistungen erhielten zwei Doktoranden des SFB 920 ein Auslandsstipendium in Brasilien. Zwei Doktorandinnen, ein Doktorand sowie ein Postdoktorand konnten jeweils einen Forschungsaufenthalt in Frankreich, Italien, in der Tschechischen Republik und in Norwegen absolvieren. Weitere Auszeichnungen waren ein „Best Paper Award“, der „Third Place IEEE SciVis Contest 2012“ und der 2. Platz beim „Gustav-Eirich-Award 2014“ für eine hervorragende Promotionsarbeit. Insgesamt konnten drei Promotionsverfahren, davon eines mit Auszeichnung, abgeschlossen werden.


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SFB 920 – Teilprojekt Z Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. U. Fischer Dipl.-Kffr. A. Penzkofer

Laufzeit: 07/2011 – 06/2015 (1. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Zusammenfassung der Ergebnisse Im zentralen Verwaltungsprojekt wurden die organisatorischen und administrativen Aufgaben des SFB 920 durch den Sprecher des SFB und die Geschäftsführerin wahrgenommen. Darüber hinaus wurden die wissenschaftlichen Publikationen in Sammelheften, Posterpräsentationen, wissenschaftliche Veranstaltungen, wissenschaftliche Kooperationen außerhalb der Hochschule, Gründung eines Industriebeirates, Doktorandentreffen, Vorstandssitzungen, Mitglieder-versammlungen, Vergleichs-Großgießversuche bei den Mitgliedern des Industriebeirates, nationale und internationale Gastwissenschaftler, die Tätigkeit der interdisziplinären Arbeitsgruppen, die Öffentlichkeitsarbeit und ein barrierefreier Internetauftritt des SFB 920 sowie die Vorbereitung des Fortsetzungsantrages für den zweiten Förderzeitraum koordiniert und realisiert. Durch die Aktivitäten des zentralen Verwaltungsprojekts wurden die TP-Leiter und wissenschaftlichen Mitarbeiter in organisatorischen, wissenschaftlichen und administrativen Fragen unterstützt. Von der Geschäftsführung des SFB wurden alle zentralen Maßnahmen des SFB 920 organisiert und koordiniert. Das zentrale Verwaltungsprojekt realisierte die gesamte Projektbuchhaltung für alle Teilprojekte des SFB 920, von der Mittelabforderung über die Mittelverteilung an die Teilprojekte bis zur Erstellung des Verwendungsnachweises. Es stellte somit die Schnittstelle zwischen den Teilprojekten, dem SFB-Vorstand, der Universitätsleitung und -verwaltung sowie der DFG dar.


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Schwerpunktprogramm SPP 1418 der Deutschen Forschungsgemeinschaft "Feuerfest - Initiative zur Reduzierung von Emissionen - FIRE"

Geplante Laufzeit: 2009 – 2015 Zweite Förderperiode: 2012 – 2015 Koordinator des SPP 1418: Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Aneziris, IKGB, TU BAF Im Rahmen des SPP 1418 sollen Grundlagen für eine völlig neue Generation kohlenstoffarmer bzw. kohlenstofffreier Feuerfestwerkstoffe geschaffen werden, die an die Stelle der bisher üblichen kohlenstoffhaltigen Materialien treten. Bei einem Verzicht auf Kohlenstoff müssen für eine ausreichende Thermoschockbeständigkeit grundlegende werkstoff- und verfahrenstechnische Konzepte in der Mikrostruktur- (Werkstoffdesign) und Makrostrukturentwicklung (Werkstoffverbund) einschließlich der Funktionalisierung der Feuerfestbauteile für Schlüsselaufgaben in Hochtemperaturprozessen erarbeitet werden. (www.tu-freiberg.de/ze/fire)

SPP 1418 (1. Projektbereich: Werkstoffe) – DFG-Vorhaben AN 322/15-2 Mikrorissstabilität und Temperaturwechselbeständigkeit Al2O3-reicher Magnesiumaluminat-Spinell-Werkstoffe mit Al2TiO5-Dotierungen für feuerfeste Anwendungen

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. K. Moritz Laufzeit: 06/2012 – 05/2015 (2. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Motivation Ziel des Teilprojektes im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogrammes 1418, „Feuerfestinitiative zur Reduzierung von Emissionen – FIRE“, war die Entwicklung kohlenstofffreier, oxidischer Feuerfestmaterialien mit verbesserter Temperatur-wechselbeständigkeit. Während der Herstellungsprozess kohlenstoffgebundener Materialien immer einen Pyrolyseprozess des eingesetzten Kunstharzes oder Steinkohlenteerpeches beinhaltet, wobei je nach Art des Kohlenstoffträgers mehr oder weniger stark gesundheitsschädigende gasförmige Produkte freigesetzt werden, erfolgt die Verdichtung der kohlenstofffreien Feuerfestkeramiken über einen Sinterbrand. Die genannten schädlichen Emissionen werden somit vermieden. In der ersten Phase des Teilprojektes (2009 - 2012), deren Inhalt Al2O3-reiche Materialien mit ZrO2-, TiO2- und/oder SiO2-Dotierungen waren, erwies sich eine Keramik mit einer Zusammensetzung von 95 Ma.-% Al2O3, 2,5 Ma.-% ZrO2 und 2,5 Ma.-% TiO2


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als besonders erfolgreich. Da einer während der Sinterung gebildeten Aluminiumtitanatphase ein wichtiger Beitrag zur hervorragenden Thermoschock-beständigkeit dieser AZT-Keramik zugesprochen wurde, sollte in der zweiten Projektphase die Möglichkeit der Erzeugung temperaturwechselbeständigerer Al2O3-reicher Magnesiumaluminatspinell-Werkstoffe durch Zusatz oder in-situ-Bildung von Al2TiO5 untersucht werden. Zusammenfassung der Ergebnisse Die unter Zugabe von 12 Ma.-% Aluminiumtitanat oder dessen Ausgangsoxiden hergestellten Proben zeigten im Vergleich zum reinen MA-Spinell eine höhere Verdichtung und ein verstärktes Kornwachstum während der Sinterung. Zwar wiesen die gesinterten Proben mit Al2TiO5 geringere Porositäten auf, die Porengrößen-verteilungen wurden jedoch zu höheren Porendurchmessern hin verschoben. Die 3-Punkt-Biegebruchfestigkeiten und der dynamische Elastizitätsmodul, ermittelt über Ultraschallverfahren und Impulsanregungs-messungen, waren gegenüber den Proben ohne Al2TiO5 deutlich erniedrigt. Gleichzeitig verbesserte sich die Thermoschockbeständigkeit, untersucht durch Abschreckversuche in Wasser, signifikant. Es kann angenommen werden, dass die Ausbildung eines Mikrorissgefüges wesentlich zu diesem Verhalten beiträgt. Dieses kommt auch in einem charakteristischen Verlauf des E-Moduls als Funktion der Temperatur mit ausgeprägter Hysterese zum Ausdruck. Im Gegensatz zur AZT-Keramik wurde in den Spinellproben auch nach fünfmaligem Abschrecken von 1150 °C, einer im Instabilitätsbereich von Al2TiO5 liegenden Temperatur, keine mittels Röntgenbeugung nachweisbare Zersetzung des Aluminiumtitanats festgestellt. Das gleiche gilt für eine zweistündige Temperaturbehandlung bei 1150 °C, die durchgeführt wurde, um Hinweise auf eine mögliche Al2TiO5-Zersetzung während der Hochtemperatur-E-Modul-Messungen zu erhalten. Der positive Einfluss der Al2TiO5-Phase auf die Thermoschockbeständigkeit konnte sowohl für Keramiken aus einer Korngrößen-fraktion des Spinellrohstoffs < 20 μm als auch für Werkstoffe, die aus Mischungen gröberer Fraktionen mit einer Maximalkorngröße von 1 mm oder 3 mm hergestellt worden waren, nachgewiesen werden.


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SPP 1418 (1. Projektbereich: Werkstoffe) – DFG-Vorhaben AN 322/16-2 Einsatz von Halbleiter- und Nanopartikel-Zusätzen zur Reduzierung des Kohlenstoffgehaltes in kohlenstoffgebundenen Feuerfesterzeugnissen

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. A. Mertke Laufzeit: 06/2012 – 05/2015 (2. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Motivation Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird die Wechselwirkung halbleitender Zusätze mit dem organischen Bindemittel kohlenstoffgebundener Feuerfestwerkstoffe im Zusammenspiel mit nanoskaligen Additiven auf der Basis von Kohlenstoff-nanoröhrchen (CNT's) und Alumina-Nanoplättchen untersucht. Als halbleitendes Material kommt dotiertes Silizium zum Einsatz, welches standardmäßig in der Halbleiterindustrie eingesetzt wird. Ziel ist die Steigerung des Kohlenstoffanteils, der aus dem eingesetzten organischen Binderharz gewonnenen wird. Hierdurch soll der eingesetzte Primärkohlenstoffgehalt (Thermalruß, Graphit) gesenkt werden unter Beibehaltung bzw. Verbesserung der thermomechanischen Eigenschaften. Damit soll ein Beitrag geleistet werden, den Kohlendioxidausstoß weltweit deutlich zu senken. Darüber hinaus können metallurgische Prozesse revolutioniert werden mit dem Ziel, neue hochwertige Stahlarten zu erschmelzen.

SPP 1418 (1. Projektbereich: Werkstoffe) – DFG-Vorhaben AN 322/17-2 Koordinierungsaufgabe und Stahlgusssimulator im Schwerpunktprogramm 1418 „Feuerfestinitiative zur Reduzierung von Emissionen“


Dipl.-Ing. N. Brachhold Laufzeit: 06/2012 – 05/2015 (2. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Motivation Das Koordinierungsprojekt soll den Sprecher des Schwerpunktprogramms bei der Organisation und der Zusammenarbeit mit den einzelnen Teilprojekten unterstützen. Die Ziele des Programms erfordern eine starke interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den Wissenschaftlern und einen engen Kontakt zu potenziellen, industriellen Anwendern. Arbeitstreffen, Schulungen und Exkursionen sollen die Zusammenarbeit fördern. Die interdisziplinär aufgestellten Teilprojekte des SPP 1418 sollen im Rahmen dieser Veranstaltungen für die Komplexität der gestellten Aufgabe sensibilisiert werden und gemeinsame Lösungsansätze entwickeln. Das Koordinierungsprojekt hat durch


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die Bereitstellung des Stahlgusssimulators eine Dienstleistungsaufgabe für alle Teilprojekte. Ziel ist die Prüfung der entwickelten Materialien und Bauteile unter praxisnahen Bedingungen hinsichtlich ihrer Thermoschock- und Korrosionsbeständigkeit im Kontakt mit Stahlschmelzen.

SPP 1418 (1. Projektbereich: Werkstoffe) – DFG-Vorhaben AN 322/27-1 Entwicklung innovativer kohlenstoffgebundener Feuerfestsysteme für den Einsatz im Untergussverfahren zum Vergießen von Stahl


Dipl.-Ing. J. Fruhstorfer Laufzeit: 06/2012 – 05/2015 (2. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Deutsche Edelstahlwerke GmbH (DEW)

Motivation Ziel des Projektes ist die Kombination des Al2O3-ZrO2-TiO2 (AZT) - Werkstoffes aufgrund seiner sehr guten Temperaturwechselbeständigkeit mit der Kohlenstoffbindung und Nanoadditivzugabe zur Generierung eines neuen Werkstoffes mit ausgezeichneter Temperaturwechselbeständigkeit und Korrosions-beständigkeit. Dieser Werkstoff soll die aktuell eingesetzten Schamotteerzeugnisse ersetzen können. Der Kohlenstoff reduziert die Benetzung mit der Stahlschmelze und erhöht die Bruchdehnung des Verbundwerkstoffs, was eine nochmalige Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit zur Folge hat. Durch die Zugabe von nanoskaligen Additiven soll der Kohlenstoffgehalt auf einem minimalen Niveau eingestellt werden, wobei gleichzeitig alle entscheidenden Vorteile der Kohlenstoff-bindung erhalten bleiben sollen, wie zum Beispiel die hervorragenden thermomechanischen Eigenschaften. Zusammenfassung der Ergebnisse Ein niedriger Kohlenstoffgehalt von 4 Ma.-% reichte aus, um die Benetzung so stark zu verringern, dass keine Korrosion bei Korrosionsversuchen in großformatigen Tiegeln im Stahlgusssimulator auftrat. Jedoch hatte die Matrix aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehaltes keine ausreichende Festigkeit. Die nanoskaligen Additive erhöhten die Festigkeit des Alumina-C-Nanos-Versatzes, führten aber im AZT-C-Nanos-Versatz zu einer beschleunigten Zersetzung des Aluminiumtitanates in reduzierender Umgebung und im Mullit-C-Nanos-Versatz zu einer beschleunigten Phasenumwandlung des eingesetzten 2:1-Schmelzmullitrohstoffes in 3:2-Mullit.


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„Validierung des Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung“ – VIP Selbstglasierende kohlenstoffgebundene Funktionalbauteile für die Stahlmetallurgie und die Gießerei mit Selbstheilungseigenschaften (Förderkennzeichen: 16V0128)

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / M.Sc. V. Roungos / Dipl.-Chem. S. Ludwig

Laufzeit: 11/2011 – 10/2014 Partner: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Motivation Kohlenstoffhaltige und kohlenstoffgebundene Feuerfesterzeugnisse haben in den letzten 30 Jahren bedingt durch die schärferen Thermoschock-Beanspruchungsbedingungen der modernen Stahlerzeugungsverfahren – kontinuierlicher Strangguss, kombinierte Sekundärmetallurgie, einschlussarme Gießereiprozessführung - besondere Bedeutung erlangt. Die Grundlagen für die Herstellung von neuartigen glasurfreien, kohlenstoffgebundenen Funktionalbauteilen (Monoblock-Stopfen, Eintauchausgüsse und Pfannenverteilerrohre) sind in den letzten Jahren am Lehrstuhl für Keramik entwickelt worden. Bezüglich der Herstellung fällt der gesamte Prozess des Glasierens zum Sauerstoffoxidationsschutz aus. Dies führt zur Einsparungen der gesamten Investitions-, Produktions- und Energiekosten. Darüber hinaus kann eine Erhöhung der Lebensdauer mit Hilfe von selbstheilenden Mechanismen die gesamte Prozesstechnik im Stahlwerk oder im Gießereibetrieb revolutionieren. Die ständige Bereitschaft zur Neubildung einer Selbstglasur aus dem Inneren des Werkstoffes gibt den Bauteilen die Möglichkeit zur Ausführung eines Selbstheilungsprozesses. Die schwächsten Produktionsglieder in der Gesamtlogistik bei der Handhabung von Metallschmelzen sind häufig die Funktionalbauteile; deren Lebensdauer bestimmt aus sicherheits- und qualitätsrelevanten Gründen oft die Lebensdauer und die Kontinuität des Gießprozesses. Eine Minute Stillstandzeit führt zu Verlusten in einer Höhe von ca. 10.000 Euro. Der erfolgreichen Validierung schließt sich eine Verwertung der Ergebnisse über die Vergabe von Verfahrens- und Produktlizenzen in einem Zeitraum von ca. drei Jahren an. Zusammenfassung der Ergebnisse Im ersten Schritt war es notwendig, die Kenntnisse aus Vorarbeiten bezüglich der Herstellung derartiger Materialien weiter zu entwickeln. Dazu erfolgte die Übertragung der uniaxialen auf die kaltisostatische Pressroute, was erfolgreich geschah. Die so erzeugten Bauteile wurden hinsichtlich ihrer Eigenschaften (Porosität, Biegefestigkeiten, Thermoschock) untersucht. Die erreichten Werte waren besser oder vergleichbar mit den üblichen kohlenstoffgebundenen Funktional-bauteilen. Für die nächsten Arbeitsetappen war es von großer Bedeutung, die Thermoschock- und Korrosions-/ Erosionsbeständigkeit gegenüber Stahl zu testen. Dazu wurden


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Stabproben mehrfach in flüssigen Stahl getaucht. Die Proben ergaben sehr gute Beständigkeiten und zeigten kein Abfließen der Selbstglasur vom Substrat. Mit diesen Kenntnissen war es nun möglich, größere Bauteile beziehungsweise Pilotbauteile herzustellen. Im Fokus des Projektes stand von Anfang der Test unter industrienahen Bedingungen. Daher wurden selbstglasierte Pilotbauteile (ca. 120 x 380 mm) hergestellt und in Zusammenarbeit mit einer Gießerei hinsichtlich ihrer Beständigkeit gegenüber Stahl, Schlacke und Temperaturwechsel untersucht.

Glasige Selbstglasur auf kohlenstoffgebundenem Funktionalbauteil, digitalmikroskopische Aufnahme Trotz der enormen Temperaturwechsel (ca. 1700 °C) konnten keinerlei Risse festgestellt werden und der Verlust der Festigkeit war nur gering. Weiterhin war kein Abfließen der Glasur oder Auflösen des Materials zu beobachten. In der letzten Arbeitsetappe wurde versucht, den Versatz weiter zu optimieren. Dazu erfolgte der Einsatz von nanoskaligen Zusätzen oder das Anpassen des Pressprogrammes. Allerdings ergaben die Variationen der Parameter nur geringe Veränderungen. Es wird daher Gegenstand geplanter Projekte sein, vor allem hinsichtlich der Pressprogramme die Bauteile weiter zu optimieren.

Funktionalbauteil während des Einsatzes unter industrienahen Bedingungen (links) und nach dem Einsatz, noch rot glühend und mit anhaftender Schlacke (rechts)


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3.2.2 Laufende Forschungsprojekte Sonderforschungsbereich SFB 799 der Deutschen Forschungsgemeinschaft

„TRIP-Matrix-Composite – Design von zähen, umwandlungsverstärkten Verbundwerkstoffen und Strukturen auf Fe-ZrO2-Basis“

Geplante Laufzeit: 2008 – 2020 Zweiter Projektzeitraum: 2013 – 2016 Sprecher des SFB 799: Prof. Dr.-Ing. habil. Horst Biermann, Institut für Werkstofftechnik, TU BAF Stellvertretender Sprecher des SFB 799: Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Aneziris, IKGB, TU BAF

Moderne Industriegesellschaften verlangen innovative Materialsysteme und Herstellungstechnologien, die zudem ressourceneffiziente und bezüglich der Herstellung und Anwendung umweltgerechte Lösungen zulassen. In diesem Spannungsfeld kommt Verbundwerkstoffen eine große Bedeutung zu. Ihre Implementierung setzt jedoch ein tiefgründiges Verständnis der Zusammenhänge zwischen Eigenschaften der Ausgangswerkstoffe, Verbundmechanismen, Herstellungs- und Bearbeitungsverfahren und der Gestaltung von Bauteilen voraus. Der SFB 799 verfolgt die Vision, neue Verbundwerkstoffe auf der Basis innovativer TRIP-Stähle (TRIP: transformationinduced plasticity) und Zirkondioxid-Keramiken, die neuartigen TRIP-Matrix-Composite zu erforschen und deren Eigenschaften gezielt auf die Erfordernisse verschiedener Beanspruchungen anzupassen. Die weltweit in dieser Systematik einzigartige „Hochzeit“ der Stähle mit der Zirkonoxid-Keramik ermöglicht die Erzeugung einer ganzen Werkstofffamilie von Stahlmatrix-Verbundwerkstoffen. Das Ziel des SFB 799 ist die Erforschung von Werkstoffen, die durch das Wechselspiel der martensitischen Phasenumwandlungen im Stahl und in der Keramik sowie durch die mechanische Zwillingsbildung im Stahl herausragende Eigenschaften aufweisen. Diese Eigenschaften prädestinieren sie besonders für Sicherheitsanwendungen in der Verkehrstechnik, z. B. für Crash-Strukturen, und für verschleißbeanspruchte Komponenten im Maschinenbau. Eine systematische Analyse der Mikrostrukturen, die theoretische und experimentelle Aufklärung der Phasengrenzflächen sowie der Verformungs- und der Schädigungsmechanismen identifiziert den Zusammenhang zwischen den Werkstoffen, ihren Eigenschaften und den Herstellungstechnologien.


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SFB 799 - Teilprojekt A1 Herstellung von TRIP-Matrix-Verbundwerkstoffen mittels Gießformgebung


Dipl.-Ing. C. Wenzel / Dipl.-Ing. M. Oppelt Laufzeit: 01/2013 – 06/2016 (2. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Motivation Das Teilprojekt A1 befasst sich mit der Erforschung und Entwicklung von stahl- bzw. keramikreichen sowie gradierten Verbundwerkstoffen mit Hilfe von schlickerbasierter Formgebungsverfahren. Verschiedene Formgebungsverfahren wie zum Beispiel der Druckschlickerguss wurden erfolgreich auf die Verbundwerkstoffentwicklung übertragen. Die Mikro- und Makrostrukturentwicklung der Komposite/Bauteile mit Grob- und Feinkornfraktionen bis max. 3 mm für Keramikpartikel soll untersucht werden Verbundwerkstoffe basierend auf dieser Urformgebungstechnologie werden vordergründig hinsichtlich ihrer Verschleißbeständigkeit untersucht. Eine weitere Aufgabe des Teilprojektes A1 besteht in der Erforschung und Fertigung von metallokeramischem Papier. Dieses ist als Leichtbaukomponente für eine Vielzahl von Anwendungen interessant. Voll- oder Hohlkugeln (Ballotines) mit Durchmessern von 0,5-5 mm aus reinem Zirkoniumdioxid, reinem TRIP (TRansformation Induced Plasticity)-Stahl sowie Variationen der Keramik und Stahlgehalte sollen erforscht werden. Derartige Kugeln können zum Beispiel als Füllstoff in Rohrkonstruktionen von Crashkörpern eingesetzt werden.

SFB 799 - Teilprojekt A5 Bildsame Formgebung für die Herstellung von TRIP-Matrix-Compositen

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. C. Weigelt Laufzeit: 01/2013 – 06/2016 (2. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Motivation Inhalt des Teilprojekts A5 ist die Entwicklung eines neuartigen Verbundwerkstoffes aus TRIP-Stahl und MgO-teilstabilisiertem Zirkoniumdioxid, der die mechanischen Vorteile des TRIP-Stahles mit der Umwandlungsverstärkung der ZrO2-Keramik kombiniert und im Kaltzustand aus einer bildsamen Masse durch Extrudieren zu komplizierten Bauteilgeometrien geformt und anschließend gesintert werden kann. Durch Zugabe von metallischen/keramischen Additiven sollen die hervorragenden


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Materialeigenschaften wie gute Dehnbarkeit, Festigkeit und Verfestigung sowie hohe Energieabsorption bei einem sehr geringen Bauteilgewicht weiter gesteigert werden.

SFB 799 - Teilprojekt B5 2D und 3D in-situ-Charakterisierung von Verformung und Schädigung

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. H. Biermann / Dr.-Ing. A. Weidner Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.rer.nat. Dr.-Ing. habil. H. Berek

Laufzeit: 01/2013 – 06/2016 (2. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Motivation Für den zweiten Förderzeitraum ergeben sich für die in situ-Untersuchungen drei wesentliche Ziele: (1) Die Aufklärung der Schädigungsmechanismen in den Verbundwerkstoffen und -strukturen, (2) die Untersuchung der Kinetik der identifizierten Verformungs- und Schädigungsmechanismen im TRIP- bzw. TWIP-Stahl-Matrix-Werkstoff und im Verbundwerkstoff sowie (3) die Untersuchung des Einflusses der Festigkeitssteigerung über Ausscheidungshärtung und/oder Mischkristallhärtung wie auch über ultrafeinkörniges, austenitisches Ausgangsgefüge auf das Schädigungsverhalten. Besonders starkes Interesse gilt den Mechanismen des Partikel- und Grenzflächenversagens bzw. der Rissinitiierung und -ausbreitung. Im Röntgen-Computertomographen werden gestoppte in situ-Druckverformungs-experimente sowohl an Werkstoffen mit einem ZrO2-Anteil von 0 bis 100 % und Gradientenwerkstoffen aus den TP A5 und A6 als auch an Strukturen (Wabenkörper, Hohl- und Vollkugeln etc.) durchgeführt. Eine besondere Herausforderung stellt neben der räumlichen Abbildung der Schädigungsprozesse die Korrelation zu den ablaufenden Mikrostrukturprozessen (martensitische Phasenumwandlung) ins-besondere in der Keramik dar. Dazu werden unter Verwendung der Bildkorrelation im CT-Scan Schnittebenen definiert, die nach geeigneter Präparation EBSD-Messungen an dieser CT-Schnittebene erlauben. Damit wird, in Analogie zu 3D-EBSD-Messungen unter Verwendung der FIB-Technik, erstmals eine Korrelation zwischen Phasenumwandlung und Schädigungsentwicklung in der Keramik in der räumlichen Darstellung an CT-Schnitten möglich. Zur Beschreibung von lokalen Verformungsfeldern soll die digitale Bildkorrelation (digital image correlation, DIC) zunächst auf 2D CT-Schnitte angewendet und später auf 3D Volumenkorrelationen erweitert werden.


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Sonderforschungsbereich SFB 920 der Deutschen Forschungsgemeinschaft „Multifunktionale Filter für die Metallschmelzefiltration – ein Beitrag zu Zero Defect Materials“

Geplante Laufzeit: 2011 – 2023 Zweiter Projektzeitraum: 2015 – 2019 Sprecher des SFB 799: Prof. Dr.-Ing. habil. Christos G. Aneziris, IKGB, TU BAF Stellvertretender Sprecher des SFB 799: Prof. Dr.-Ing. habil. Horst Biermann, Institut für Werkstofftechnik, TU BAF In der zweiten Phase des SFB 920 werden insbesondere funktionale Schichten für eine Multifiltration von unterschiedlichen Einschlüssen mit einer funktionalen Schicht untersucht und es wird angestrebt, die Reduzierung von Einschlüssen direkt nach ihrer Genese mit Hilfe von metastabilen Phasen in den funktionalen Schichten zu ermöglichen.

Die Erforschung neuartiger Filterwerkstoffe sowie ein an die Filtrationstechnik angelehntes modellunterstütztes Filterdesign der Mikro- und Makrostruktur ermöglichen die Herstellung von dünn- als auch dickwandigen, höchstbeanspruchbaren Komponenten auf Basis Stahl, Eisen, Aluminium und Magnesium mit bahnbrechenden Eigenschaften - Festigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsresistenz - für die Sicherheit der Insassen von Kraft-, Schienen- und Luftfahrzeugen. Darüber hinaus werden zukunftsträchtige Anwendungsfelder in der Elektronikindustrie am Beispiel Filtration von Kupfer und Silizium, in der Verpackungsindustrie am Beispiel Aluminiumfolien und in der Filtrationstechnik und Konditionierung von Behandlungsschlacken erschlossen. Das Ziel einer höheren Materialeffizienz sowie der Reduktion des Energieaufwandes und der CO2-Emissionen rückt damit in greifbare Nähe.


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SFB 920 - Teilprojekt A01 Kohlenstoffgebundene Filterwerkstoffe und Filterstrukturen mit aktiven und reaktiven Funktionshohlräumen

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. P. Gehre / Dipl.-Ing. A. Schmidt


Motivation

In der zweiten Förderperiode werden kohlenstoffgebundene Filterwerkstoffe mit aktiven und reaktiven Beschichtungen erforscht, die zwei generelle Ziele verfolgen. Einerseits steht die Multifiltration von stabilen und metastabilen Einschlussarten und die Abscheidung von deren feineren Fraktionen (500 nm – 10 μm) mit einer Effizienz > 90 % im Mittelpunkt. Eine Art „Hybrid-Funktionalität“ soll über Filter generiert werden, die sowohl aktive, als auch reaktive Beiträge leisten. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Verstärkung der Filterbauteile für größere und komplexere Filterbauteilgeometrien mit höheren Filtrationskapazitäten. Folgende Konzepte werden verfolgt:

a) Gradierter Schichtaufbau mit variierendem Oxidanteil, b) in situ faserverstärkte, kohlenstoffgebundene Werkstoffe durch Zugabe von TiO2 und Al, c) Vernetzung der Oxidphasen mit der Kohlenstoffmatrix über Zugabe nanoskaliger Zusätze, d) Schichten aus dem System Al2O3-ZrO2-TiO2 mittels Flammspritzens, e) neuartiges Urformgebungsverfahren auf Basis der so genannten Alginatroute.

SFB 920 - Teilprojekt A02 Oxidhaltige Filterwerkstoffe und Filterstrukturen mit aktiven und reaktiven Funktionshohlräumen

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Voigt M. Eng. E. Storti


Motivation

Ziel des Teilprojektes A02 ist die Erforschung aktiver und reaktiver Filterwerkstoffe zur Aluminiumschmelze-Filtration für die Herstellung dünn- und dickwandiger Aluminiumbauteile. Durch die gezielte Einstellung der Grenzflächenspannungen an der Kontaktstelle zwischen Filterwand, festem Einschluss und metallischer Schmelze soll


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die Filtrationseffizienz für Einschlüsse mit einer Größe von 1 bis 100 μm von derzeit ca. 75 % auf deutlich über 90 % gesteigert werden. Es werden drei grundsätzliche Werkstoffkonzepte für die Funktionalisierung der Filteroberflächen verfolgt:

a) Aktive, stabile und metastabile Aluminiumoxid - Beschichtungen auf A2O3-Trägermaterialien,

b) aktive Beschichtungen zur Variation der Oberflächen- und Porenstruktur auf Aluminiumoxid-Trägermaterialien, z.B. mit Hilfe der Elektrophorese,

c) alternative Filter-Spaghettistrukturen mittels bildsamer Formgebung.

SFB 920 - Teilprojekt C01 Erfassung der Filtrationseffizienz von reaktiven Filterwerkstoffen in Kontakt mit Metallschmelzen durch die Bestimmung von Clogging-Faktoren


Dipl.-Ing. S. Dudczig Laufzeit: 07/2015 – 06/2019 (2. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Motivation Im Rahmen dieses Teilprojektes soll über die Erfassung von so genannten Clogging-Faktoren die Filtrationseffizienz verschiedener aktiver und reaktiver Filterwerkstoffe charakterisiert werden. Die experimentellen Untersuchungen werden unter Verwendung von Metallschmelzen mit in situ erzeugten endogenen Einschlüssen in einem Metallgusssimulator durchgeführt. Dabei werden prismenförmige, düsenförmige sowie reale Filterstrukturen aus aktiven und reaktiven Materialien unterschiedlicher Art, Beschichtung, Korngröße, Porosität und Rauigkeit, an denen das – für die Filtration erwünschte - Clogging-Verhalten systematisch untersucht.

In dem Metallgusssimulator mit voll kontrollierter Atmosphäreneinstellung und Überwachung werden die Wechselwirkungen zwischen Metallschmelze, bewusst in situ erzeugten endogenen Einschlüssen und Filterwerkstoff bei unterschiedlichen Gießtemperaturen und Atmosphären erforscht. Die Evaluierung des Clogging-Prozesses bzw. der Filtrationswirkung wird über das Verhältnis von theoretischem Metallmassenstrom zu tatsächlichem Metallmassenstrom je keramische Düse durchgeführt. Da mehrere Düsen simultan beansprucht werden, kann erstmals eine statistische Ergebnisauswertung erfolgen. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen, EDX- und EBSD-Analysen im REM sowie computertomographische Untersuchungen unterstützen die Interpretation der Ergebnisse, insbesondere der Strukturbildung einschließlich der Benetzung und Haftung der Einschlüsse an der Filterwand und deren Grenzflächen. Die Quecksilberhochdruckporosimetrie dient der


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Erfassung der Porengrößenverteilung am Düsenwerkstoff im Ausgangszustand und nach dem Metallschmelzeversuch. Über die Registrierung der tatsächlichen Clogging-Faktoren, der Metallschmelzemasseraten, im Vergleich mit den Benetzungswinkeln, Abrollwinkeln und der Ermittlung der dynamischen Adhäsionsarbeit und den Ergebnissen aus anderen Teilprojekten werden entscheidende Beiträge für das Verständnis der Kinetik der Clogging-Mechanismen im Sinne der Abscheidung von Einschlüssen an Filterkeramiken in Kontakt mit Metallschmelzen erbracht. Darüber hinaus wird eine Korrelation zwischen Clogging-Faktor und Filtrationswirkungsgrad mit den Ergebnissen aus den realen Schmelzversuchen angestrebt. Daraus kann dann der tatsächliche Beitrag der aktiven Filterwerkstoffe für eine erhöhte Filtrationseffizienz identifiziert werden.

SFB 920 - Teilprojekt S01- II Probenpräparation, Filtrationswirkungsgrad, Computertomographie

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. J. Hubálková / Dr.-Ing. K. Moritz


Motivation Im Rahmen des SFB fallen verschiedene Dienstleistungen an, die Service–Charakter haben und für mehrere Teilprojekte zur Verfügung gestellt werden müssen. Hierbei handelt es sich insbesondere um metallographische Untersuchungen, mikroskopische Untersuchungen und Aufnahmen mit einem Computertomographen.

Die computertomographischen Aufnahmen werden mit Hilfe eines 225 kV Computertomographen durchgeführt. Es werden unterschiedliche Filterzustände der Filterstrukturen aus den TP A01 und A02 nach der Urformgebung, der Filterstrukturen nach der thermischen Wärmebehandlung (Pyrolyse, Sinterbrand) und der Filterstrukturen nach dem Gießprozess mit anhaftenden, nichtmetallischen Einschlüssen (TP C01, TP C03 und TP C04) untersucht. Insbesondere in der zweiten Phase werden in situ im CT die Filterstrukturen unter Druck belastet und Mechanismen des Versagens der Substrate als auch des Werkstoffverbunds Substrat/funktionale Schicht untersucht.


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SFB 920 - Teilprojekt MGK Integriertes Graduiertenkolleg des SFB 920

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. U. Fischer Laufzeit: 07/2015 – 06/2019 (2. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Motivation Das Ziel des Graduiertenkollegs ist es, Doktoranden zu einer selbstständigen, exzellenten Forschungstätigkeit zu befähigen. Das Graduiertenkolleg bietet dazu eine ganzheitliche Ausbildung an, die sowohl Fach- und Methodenkenntnisse als auch soziale und kommunikative Fähigkeiten umfasst. Durch diese komplexe Herangehensweise sollen hochqualifizierte Nachwuchskräfte auf eine Laufbahn in der Wissenschaft bzw. in der Wirtschaft vorbereitet werden. Die Strukturen des Graduiertenkollegs sollen eine individuelle Betreuung und Förderung ermöglichen sowie Kollegiaten motivieren, sich mit ihrem Wissen, ihren Ideen und ihrer Kreativität in den SFB einzubringen.

SFB 920 - Teilprojekt Z Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereiches 920

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. U. Fischer

Dipl.-Kffr. Anja Penzkofer Laufzeit: 07/2015 – 06/2019 (2. Förderperiode) Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Motivation Im Zentral-Projekt werden die organisatorischen und administrativen Aufgaben des SFB 920 gebündelt. Insbesondere wird die Koordination der wissenschaftlichen Arbeiten für die Berichte (Jahres- und Abschlussbericht) und den Verlängerungs-antrag durch die Geschäftsführerin übernommen. Die Geschäftsführerin steht für die TP-Leiter und die wissenschaftlichen Mitarbeiter in allen organisatorischen und administrativen Fragen zur Verfügung. Weiterhin sollen die finanziellen Angelegenheiten, die den SFB als Ganzes betreffen, durch das Zentralprojekt übernommen werden. Dies betrifft das Rechnungswesen, die Verwaltung der zentral zugewiesenen Mittel, die Verwaltung der Mittel für das Integrierte Graduiertenkolleg und für das Service-Projekt sowie die Mittel für die Programmpauschale, soweit diese nicht an die Teilprojekte direkt zugewiesen werden.


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Das Zentralprojekt stellt damit die Schnittstelle zwischen den Teilprojekten mit dem Vorstand des SFB, der Hochschulleitung, der Hochschulverwaltung sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft dar.

Für die zweite Förderperiode sind Mittel für eine Gastprofessur / Mercator-Fellow für Prof. Paolo Colombo von der Universitá di Padová, Italien geplant. Der inhaltliche Bezug der wissenschaftlichen Tätigkeit von Prof. Colombo im SFB ist den TP A01 und A02 zuzuordnen.

Wässrige Druckschlickergussformgebung grobkörniger, kohlenstoffhaltiger Feuerfestmaterialien (DFG-Projekt AN 322/31)

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. K. Moritz /

Dipl.-Ing. N. Gerlach Laufzeit: 04/2015 – 03/2018 Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Motivation Inhalt des Projektes sind Grundlagenuntersuchungen, in denen geeignete Bedingungen für die Anwendung des Druckschlickergießens zur Formgebung grobkörniger, kohlenstoffhaltiger Feuerfestmaterialien zu erarbeiten sind. Damit soll die Basis für eine endabmessungsnahe Fertigung von Bauteilen mit komplexer Geometrie und verbesserten Werkstoffeigenschaften aus diesen Materialien geschaffen werden. Schwerpunkte sind die Ermittlung des Einflusses der Korngrößenverteilung des Ausgangsmaterials, die Entwicklung geeigneter Schlickerzusammensetzungen unter Verwendung eines umweltfreundlichen Bindersystems, die Untersuchung der Scherbenbildung in einer Druckfiltrationsapparatur und schließlich Formgebungsversuche in einer Druckschlickergussanlage. Die Charakterisierung der erzeugten Formkörper erfolgt unter anderem mittels Computertomographie.


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Innovative Feuerfest- und Induktionsschmelzsysteme für Titan und Titanlegierungen (DFG-Transferprojekt AN 322/32-1)


Dr.-Ing. S. Schafföner Laufzeit: 12/2015 – 11/2018 Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Institut für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling, RWTH Aachen, Refratechnik Steel GmbH, Indutherm Gießtechnologie GmbH

Motivation Vakuuminduktionschmelzen bietet die Möglichkeit der effizienten pyrometallurgischen Herstellung, des Recyclings sowie einer günstigeren Gießroute von Titanwerkstoffen. Eine wesentliche Herausforderung stellt allerdings die Korrosion der eingesetzten feuerfesten Werkstoffe dar, da Titanbasislegierungen aufgrund der hohen Sauerstoffaffinität äußerst aggressiv sind. Weiterhin haben die Gasatmosphäre, thermomechanische Spannungen und die Legierungszusammensetzung einen großen Einfluss auf den Verschleiß der feuerfesten Werkstoffe. Im Rahmen des vorliegenden Projektantrages soll auf Grundlage der Kooperation aus der ersten Phase der DFG-Forschergruppe FOR 1372 das Schmelzen von Titan und Titanlegierungen in feuerfesten Werkstoffen auf Calciumzirkonat-Basis soweit erforscht werden, dass ein Transfer in die industrielle Praxis erfolgen kann. Gemeinsam mit den Anwendungspartnern erfolgt sowohl eine Erforschung von Fertigtiegeln für den Formguss (kaltisostatisches Pressen und Druckschlickerguss) als auch eine apparative Anpassung durch die Entwicklung von Gieß- und Stampfmassen für Großtiegelbauteile für das Recycling und die Primärmaterialherstellung von Titanwerkstoffen in großen Schmelzöfen. Dabei bringen die Anwendungspartner ihre Expertise und Leistungen bezüglich der Gießereitechnik (Indutherm) und der Herstellung und Anwendung von Gieß- und Stampfmassen (Refratechnik) ein.


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Feinguss von hochschmelzenden und hochreaktiven Titanlegierungen (IGF-Vorhaben Nr. 18598BG)


Dr.-Ing. S. Schafföner / Dipl.-Ing. C. Faßauer / Dipl.-Ing. L. Freitag

Laufzeit: 01/2015 – 12/2016 Partner: fem Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie, AiF / IGF

Motivation Das Thema des Forschungsvorhabens ist der Feinguss von hochschmelzenden und hochreaktiven Titanlegierungen. Obwohl Feinguss ein etabliertes Fertigungsverfahren darstellt, besteht bei Titanlegierungen die besondere Herausforderung in der Reaktivität der Legierungen. Durch Reaktionen mit dem keramischen Tiegel und der Formschale wird die Legierung verunreinigt und versprödet, insbesondere an der Kontaktfläche mit der Formschale. daher ist die Herstellung von filigranen Bauteilen für Anwendungen in der Medizintechnik, Feinwerktechnik oder in der Schmuckbranche momentan sehr erschwert. Durch die Entwicklung von neuen Formschalenwerkstoffen und Tiegeln mit geringerer Reaktion im Vergleich zu kommerziellen Produkten soll das Formschalen-Feinguss-Verfahren zum Guss von Kleinteilen für dekorative und technische Anwendungen ermöglicht bzw. deutlich verbessert werden, damit hochschmelzende und reaktive Legierungen, insbesondere Ti-Legierungen und NiTi Formgedächtnislegierungen durch Feingießen erfolgreich verarbeitet werden können. Die Arbeit ist in sieben Arbeitspakete bei zwei Forschungsstellen gegliedert. Die Arbeitspakete werden in enger Abstimmung zwischen den Forschungsstellen und dem Projektausschuss bearbeitet. Der Projektausschuss wird aus KMU entlang der gesamten Wertschöpfungskette (Material- und Anlagenherstellern, Feingießereien und Endanwendern aus versch. Branchen) gebildet. Dadurch ist eine breite Streuung der Projektergebnisse in der Industrie und ein direkter Transfer zur schnellen industriellen Umsetzung der Forschungsergebnisse gewährleistet.


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IKOSEZ - Innovative korrosionsbeständige Ofenwandkonstruktionen von Hochtemperaturanlagen für die Verbrennung von Sekundärbrennstoffen, insbesondere in der Zement- und Kalkindustrie (BMBF-Vorhaben Nr. 03X3590F)


Dr.-Ing. N. Brachhold / Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. E. Schlegel

Laufzeit: 10/2013 – 09/2016 Partner: Bundesministerium für Bildung und Forschung

(Projektträger Jülich), Lafarge Zement Karsdorf GmbH, Refratechnik Cement GmbH Göttingen, Calsitherm Verwaltungs GmbH Bad Lippspringe, AS Schöler + Bolte GmbH Witten, Stahlzentrum Freiberg e.V., TU Dresden, Institut für Werkstoffwissenschaft Forschungszentrum Jülich GmbH

Motivation Das Projekt hat das Ziel, die Spitzenstellung der deutschen Zementindustrie und des deutschen Zementanlagen- und -maschinenbaues in der Welt auch in der Zukunft zu erhalten, sie auszubauen und am prognostizierten Aufbau neuer Zement- und Kalkwerke und der Modernisierung alter Betriebe, insbesondere im Export, führend beteiligt zu sein. Die Erforschung des Zusammenwirkens der feuerfesten, wärmedämmenden und metallischen Einzelbauteile der Ofenwände zur Einschränkung bis Verhinderung deren Korrosion und damit die Lebensdauerverlängerung der Anlagen sind das Hauptziel des Projektes. Die Beherrschung der Korrosionsprobleme ist die Voraussetzung für eine erfolgreiche und gesellschaftlich sinnvolle Nutzung der Sekundärbrennstoffe (brennbare Abfälle) in Hochtemperaturanlagen anstelle konventioneller Brennstoffe. Damit hat das Forschungsprojekt neben seinem ökonomischen Effekt geringerer Brennstoffkosten auch das ökologische Ziel der Lebensdauerverlängerung von Anlagen, der Einsparung von Materialien und der Schonung von Ressourcen.


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KontinenD - Kontinuierliche, endabmessungsnahe Fertigung von komplexen Schlüsselbauteilen auf Basis grobkörniger Feuerfestmaterialien mittels Druckschlickergießverfahren für Hochtemperaturanwendungen (BMBF-Vorhaben Nr. 03VP00060)

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. N. Gerlach

Laufzeit: 12/2015 – 11/2018 Partner: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Siemens Power Generation AG, Deutsche Edelstahlwerke GmbH Motivation Im Projekt KontinenD soll die Anwendung des Druckschlickergießens für die Fertigung von Schlüsselbauteilen auf Basis von grobkörnigen, oxidhaltigen Feuerfestmaterialien für Hochtemperaturanwendungen erprobt werden. Damit soll die Basis zur Erzeugung dieser Schlüsselbauteile über ein kontinuierliches, endabmessungsnahes Formgebungsverfahren geschaffen werden, das die Realisierung komplexer Bauteilgeometrien mit Korngrößen größer 1 mm ermöglicht, verbesserte Endeigenschaften mit geringeren und geringeren Dichtegradienten erwarten lässt, keinen Bruch des Grobkorns wie bei der konventionellen Pressformgebung hervorruft und schließlich automatisierbar ist. Potentielle Einsatzfelder der mittels Druckschlickerguss generierten grobkörnigen Feuerfestkeramiken sind die so genannten Schlüsselbauteile im Bereich Feuerfest. Zum einen ist dabei die Auskleidung von Gasturbinen zu nennen, die neben einer hohen Anwendungstemperatur und vielen Temperaturwechseln, auch korrosiven Angriffen standhalten muss. Zum anderen werden diese Bauteile im Bereich von Gießereien eingesetzt und ermöglichen erst mit ihrem Einsatz komplexe metallurgische Prozesse. Nach dem Arbeitsprogramm des Vorhabens werden druckschlickergegossene Modellbauteile in Form von Platten und Düsen hergestellt, die dann für Untersuchungen in betriebsnahen Bedingungen zur Verfügung stehen. Dabei sollen zum einen Thermoschocktests durchgeführt und zum anderen Düsen in einem einzigartigen Stahlgusssimulator des Lehrstuhles für Keramik eingesetzt werden. Nach einer erfolgreichen Erprobung der Modellbauteile werden im nächsten Arbeitsschritt Pilotbauteile hergestellt. Diese Pilotbauteile werden dann unter realen Bedingungen bei der Firma Siemens Power Generation AG in einem Hochtemperatur-Prüfstand für Hitzeschilde und in der Gießerei der Deutschen Edelstahlwerke GmbH eingesetzt.


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FinAlGuss - Innovative Beiträge zur Korrosionsbeständigkeit von kohlenstoffhaltigen Calciumsilikat-Funktionswerkstoffen beim Guss von Aluminium-Legierungen (BMBF-Vorhaben Nr. 03XP0022C)


Dipl.-Ing. J. Fruhstorfer / Dr.-Ing. J. Werner Laufzeit: 12/2015 – 11/2018 Partner: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Calsitherm Verwaltungs GmbH, TRIMET Aluminium SE Aluminium-Werke Wutöschingen AG & Co. KG,

Motivation Aluminium-Speziallegierungen mit hohen Gehalten an Si, Cu, Mg und Li führen in der Anwendung zu einem unkalkulierbaren Versagen der feuerfesten Bauteile. Die Verschleißmechanismen sind unbekannt. Calciumsilikat-Grafit-Werkstoffe haben durch die Kohlenstoffkomponente eine schlechtere Benetzung durch die Aluminiumschmelze und eine höhere Temperaturwechselbeständigkeit. Allerdings verliert das Material seine guten Eigenschaften mit Oxidation. Durch eine Steigerung der Oxidationsbeständigkeit und eine Verringerung der chemischen Wechselwirkung durch eine reduzierte Benetzung soll die Bauteillebensdauer erhöht und die Gesamtproduktivität gesteigert werden. Um den Verschleiß zu senken sollen die Wechselwirkungen des Werkstoffes in Kontakt mit Aluminiumlegierungen erforscht werden.

Verbesserung der Thermoschockbeständigkeit keramischer Werkstoffe durch Entwicklung neuer modellhafter Werkstoffsysteme mit besonders thermoschockbeständigen Gefügen und durch Entwicklung eines aussagekräftigen Prüfverfahrens für Thermoschockbelastung (IGF-Vorhaben Nr. 18732 BG)

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. J. Werner Laufzeit: 07/2015 – 06/2017 Partner: AiF / Forschungsgemeinschaft Feuerfest e.V. (FGF) Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Motivation Verbesserung der Thermoschockbeständigkeit keramischer feuerfester Werkstoffe durch Entwicklung neuer modellhafter Werkstoffsysteme mit besonders thermoschockbeständigen Gefügen und durch Entwicklung eines aussagekräftigen Prüfverfahrens für Thermoschockbelastung.


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XEFOK - Entwicklung eines neuartigen Adsorbers auf der Basis von Xerogelformkörpern und Einsatz zur Reinigung von biogenen Gasen (Förderkennzeichen: KF 2216821554) Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. F. Klenert Laufzeit: 05/2015 – 04/2017 Partner: AiF (ZIM),

Lehmann UMT GmbH, Deutsches Biomasseforschungszentrum DBFZ gGmbH

Motivation Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Adsorbersystems zur Entschwefelung und Siloxanentfernung aus biogenen Gasen unterschiedlicher Erzeugungsart, z. B. aus organisch belasteten Abwässern, Deponiematerial oder Biomasse. Die werkstofftechnische Grundlage ist ein poröser Xerogel-Werkstoff mit multimodaler Porenverteilung (Nanometer-Mikrometer-Millimeterbereich), der eine Kompositstruktur besitzt und zu einem frei dimensionierbaren Formkörper entwickelt wird (XEFOK). Dazu werden Untersuchungen zur Werkstoff-zusammensetzung, Formgebung und den Eigenschaften durchgeführt. Im Mittelpunkt steht vor allem die Eignungsprüfung zur Entfernung von Schadgasen wie H2S und flüchtigen Siloxanen im Labor- und Industriemaßstab. Außerdem werden Untersuchungen zur Regenerierung des Adsorbers, dessen Widerstand gegen thermomechanische Belastungen sowie die Effizienz der H2S-Umwandlung zu weiterverwendbarem Schwefel durchgeführt.


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Spinellhaltige Bindemittel bei in-situ spinellbildenden Tonerde-Feuerbetonen für Bauteilinnovation in der Stahltechnologie

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. N. Gerlach

Laufzeit: 05/2014 – 02/2016 Partner: EKW Motivation Ziel des Forschungsvorhabens ist die Evaluierung von Alumina-Spinell-Feuerbetonen mit hohen spinellbildenden Bestandteilen, welche auf Basis eines neuen spinellreichen Bindemittels (MA-Zement) hergestellt werden. Durch die Ermittlung der Verarbeitungseigenschaften, mechanischen und thermomechanischen Eigenschaften sowie dem Korrosionswiderstand gegenüber einem Stahl/Pfannenschlacke-System bei Variation des Sauerstoffpartialdruckes in der Stahlschmelze, soll eine erfolgreiche Überführung der spinellbildenden Werkstoffe vom Labor in die großtechnische Anwendung ermöglicht werden.

Beiträge des Elastizitätsmoduls zur MgO-C – Werkstoff-Evolution für die Stahl- und Vergasungsindustrie

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Ode Laufzeit: 05/2014 – 04/2016 Partner: Alexander Tutsek - Stiftung

Motivation MgO-C-Werkstoffe finden bei der Zustellung von Hochtemperaturschmelzanlagen bei der Eisen- und Stahlherstellung Anwendung. Aufgrund der geringen Benetzbarkeit durch Stahlschmelze und Schlacken sowie der hohen „Flexibilität“ der Kohlenstoffkomponente zeichnen sich diese Materialien durch eine sehr gute Korrosions- und Thermoschockbeständigkeit aus. Neben der Kohlenstoffkomponente bestehen MgO-C-Werkstoffe aus MgO verschiedener Körnungen, einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel (Kunstharz, Pech) und Antioxidationsmittel zum Schutz vor Kohlenstoffausbrennen in oxidischer Atmosphäre. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, einerseits den Einfluss der spezifischen Materialkomponenten (MgO-Körnung, Kohlenstoffmenge und -art, Bindemittel und Antioxidationsmittel) auf den Elastizitätsmodul in Abhängigkeit der Temperatur zu ermitteln. Die Kenntnis des E-Moduls erlaubt gezielte Materialentwicklungen hinsichtlich einer verbesserten Thermoschockbeständigkeit der Feuerfesterzeugnisse. Andererseits ist ein Einsatz von


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MgO-C als Auskleidungsmaterialien in Vergasungsanlagen, in denen Kohle in Synthesegas umgewandelt wird, denkbar, um im Vergleich zu den derzeit eingesetzten Cr2O3-haltigen Feuerfestwerkstoffen eine Standzeitverlängerung zu erzielen. Hier sind grundlegende Untersuchungen zur Eignung unter den vorherrschenden Bedingungen und folglich eine spezielle Optimierung nötig.

Calciumzirkonat-Werkstoffe für die Anwendung in der Stahl- und Vergasungsindustrie

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Jahn Laufzeit: 05/2014 – 4/2016 Partner: Alexander-Tutsek-Stiftung

Motivation CaZrO3 ist aufgrund seines hohen Schmelzpunktes, der reichlichen und preiswerten Verfügbarkeit der Rohstoffe und der hohen Stabilität ein vielversprechender Werkstoff gegenüber reinen Zirkondioxidwerkstoffen. Für einen künftigen Einsatz von Calciumzirkonat als Feuerfestmaterial müssen sowohl Grob- als auch Feinkorn aus CaZrO3 zur Verfügung stehen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, CaZrO3-Werkstoffe mit verschiedenem Phasen- und Gefügebestand zu entwickeln. Dazu soll einerseits schmelzgegossenes Grobkorn und andererseits in situ gebildete synthetisierte Körner während der Sinterung eingesetzt werden. Die Synthese von ZrO2 und CaO-Rohstoff (CaCO3, Ca(OH)2) bei verschiedenen Rohstoffverhältnissen und Sintertemperaturen erlaubt die gezielte Steuerung des Phasenbestandes. Abhängig vom Phasenbestand und der Gefügebeschaffenheit offenbart sich die Thermoschock- und Korrosionsbeständigkeit der CaZrO3-Werkstoffe. Um die Thermoschockbeständigkeit zu erfassen, erfolgt die Ermittlung des Elastizitätsmoduls über die Temperatur. Die Kenntnis des Hochtemperatur-E-Moduls erlaubt gezielte Materialentwicklungen hinsichtlich einer verbesserten Temperaturwechsel-beständigkeit der Feuerfesterzeugnisse. Die entwickelten CaZrO3-Feuerfest-erzeugnisse sollen als Auskleidungsmaterial in der Stahlproduktion und in Synthese-gasanlagen Anwendung erforscht werden. Dabei sind grundlegende Untersuchungen zur Korrosionsbeständigkeit unter den vorherrschenden Bedingungen und zur Beständigkeit unter CO-Atmosphäre nötig, was eine spezielle Optimierung erfordert. Auf Basis der Ergebnisse des Vorhabens wird eine gezielte Materialentwicklung hinsichtlich verbesserter Korrosions- und Thermoschock-beständigkeit ermöglicht und somit eine Feuerfestanwendungen der CaZrO3-Werkstoffe in industriellen Bereichen, besonders auf dem Gebiet der Stahl- und Vergasungsindustrie, erzielt.


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Harzfreie isostatisch gepresste Bauteile mit Carbores P Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris /

Dipl.-Chem. S. Ludwig Laufzeit: 09/2014 – 08/2016 Partner: RÜTGERS Basic Aromatics GmbH

Motivation Die Motivation besteht in der Herstellung harzfreier kalt-isostatisch gepresster Erzeugnisse mit CARBORES P. Dabei sollen Funktionalbauteil (Monoblock-Stopfen) basierend auf Alumina, Grafit und CARBORES P mittels Kaltmischen erzeugt werden. Es ist notwendig, ein geeignetes Bindemittel zur Granulierung zu nutzen, welches allerdings weitgehend umweltfreundlich sein soll. Dabei kommen zuckerbasierte Lösungen, Zellulose und weitere Bindemittel aus der Lebensmittelindustrie zum Einsatz. Die Granulierung erfolgt in einem Eirich-Mischer und die generierten Granalien werden mittels kaltisostatischem Pressen in Stopfengeometrien überführt. Anhand der Rohdichten, offenen Porositäten und Kaltbiegefestigkeiten erfolgt die Auswahl eines favorisierten Versatzes, welcher für die Anwendung in einer Gießerei vorgesehen ist. Vor dem Einsatz in einer Gießerei werden Finger-Tests im Stahlgusssimulator durchgeführt, welche die Korrosions-/ Erosionsbeständigkeit gegenüber flüssigen Stahl und die Temperaturwechselbeständigkeit für den Industrieversuch garantieren sollen. Es schließen sich dann die Tests unter industrienahen Bedingungen an, wobei post mortem Untersuchung die Performance des Materials darstellen werden.

Flame spraying of calcium aluminates for the nonferrous metallurgy

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. P. Gehre Laufzeit: 07/2014 – 08/2016 Partner: Kerneos SA

Motivation Feuerfeste Werkstoffe auf CA6-Basis zeigen eine geringe Benetzung gegenüber Aluminium-Schmelze und gelten daher als potenzielle Auskleidungswerkstoffe für Schmelz- oder Warmhalteöfen in der Aluminiummetallurgie. Aufgrund der vergleichsweise hohen Porosität der CA6-Aggregate besitzen die Gießmassen jedoch eine hohe offene Porosität, welche Infiltration begünstigt. Ziel des Forschungsprojektes ist es, Calciumaluminat-Zemente zu Stäben zu formen und diese anschließend mittels Flammspritztechnologie als Coating auf Feuerfestsubstrate aufzubringen.


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Duktile Verbundwerkstoffe als Feuerfestauskleidung für die Aluminiummetallurgie


Dipl.-Ing. P. Schubert Laufzeit: 02/2015 – 01/2016 Partner: ZPF GmbH, Siegelsbach

Motivation In Schmelzöfen für die Aluminiumindustrie werden derzeit nahezu nur Feuerbetone zur Auskleidung der Aggregate verwendet. Es besteht der Wunsch, Feuerfestauskleidungen bzw. diverse funktionale Bauteile auf Basis von Stahl einzusetzen, was wesentlich mehr konstruktive Freiheiten erlauben würde. Allerdings ist das Medium Aluminiumschmelze sehr reaktiv und löst Bauteile auf Stahlbasis rasch auf. Eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit des Stahles gegenüber der Aluminiumschmelze ist existenziell für die Bauteile. Die neu entwickelten metallokeramischen Verbundwerkstoffe sollen mehrere Aufgaben gleichzeitig erfüllen. Durch die Vereinigung der Funktion als Feuerfestauskleidung mit den konstruktiven, tragenden Funktionen des Stahls entstehen größere konstruktive Freiheiten. Es könnten auch Funktionsbauteile mit verbesserten konstruktiven Möglichkeiten im Vergleich zu den Freiheiten der alleinigen keramischen Materialien hergestellt werden. Zudem erweitern die Fügetechniken der Metalltechnologie (z.B. Schweißen) den möglichen Einsatzbereich der neu entwickelten metallokeramischen Verbundwerkstoffe. Ein weiteres Ziel des Projektes ist die Herstellung „dünnerer“ Substrate z.B. Bleche der erfolgreichsten Zusammensetzungen, welche über die bildsame Formgebung umgeformt werden und als Auskleidung des Schmelztiegels und der „Gießrinne – Brücke“ nach dem Sinterbrand ebenfalls Langzeitversuchen unterzogen und anschließend charakterisiert werden.

Si-Schmelze

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. D. Veres Laufzeit: 09/2011 – 12/2015 Partner: ELKEM

Motivation Es sollen neue feuerfeste Materialien auf Basis von kohlenstoffgebundenen Erzeugnissen für Silizium-Schmelzen entwickelt werden. Ziel der Arbeit ist es, korrosionsbeständige, kostengünstig herstellbare, feuerfeste Auskleidungen und Bauteile zu entwickeln, die später im Si-Schmelzverfahren Einsatz finden können.


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3.3 Studentische Arbeiten

3.3.1 Ingenieurpraktika Microwave Synthesis of Hydroxyapatite

Verfasser: Sophie Bösler Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. K. Moritz

Prof. B. Vaidhyanathan (Loughborough University) Zusammenfassung: The presented report suggests the feasibility of microwave assisted synthesis of hydroxyapatite. Crystallized hydroxyapatite with a fine particle size was produced in shorter period of time (between 30 and 50 minutes) compared to conventional precipitation methods. Water was boiled out after 25-35 minutes and a dry looking powder remained in the flask. During microwave irradiation the pH value of the mixed solution increased slightly. XRD patterns and FTIR spectra confirmed carbonate and phosphorous groups in the prepared powder. Nevertheless impurities of other materials such as carbon and a high content of absorbed water occurred in all precipitated HaP powder. TEM images represented fine HaP particles in nano-scale region with rod-like shapes. All in all a faster formation of HaP has been acknowledged, but the crystallinity and purity was not as high compared to commercial HaP.

Sinteruntersuchungen am Glaskeramik-System LATP

Verfasser: Marco Küttner (Bachelorstudiengang Verfahrenstechnik) Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris Dr.-Ing. J. Schilm (IKTS, Dresden)


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Untersuchungen an Rohstoffen und Massen unter Beachtung der Formgebung hinsichtlich Optimierung des Brennverhaltens zum Zweck der Qualitätsverbesserung

Verfasser: Julius Hain Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. G. Schmidt

Dr.-Ing. B. Wiener (Staatliche Porzellan-Manufaktur Meissen, Meißen)

Zusammenfassung: Es sollten an allen verwendeten Schlickern und Massen unter Beachtung des Formgebungsprozesses Grundlagenuntersuchungen durchgeführt werden, um eine Qualitäts-verbesserung am Produkt zu erzielen. Dabei wurden sowohl die verwendeten Rohstoffe als auch die Schlicker und Massen in die Untersuchungen einbezogen. Der Untersuchungsumfang war dabei sehr umfangreich und es konnten vor allem aufgrund der Abhängigkeit einiger Eigenschaften von der Brenntemperatur wichtige Schlussfolgerungen für die Produktion gezogen werden.

Weiterentwicklung eines bestehenden Versatzes für DeNOx-Wabenkörper für die Entstickung von Rauchgasen

Verfasser: Axel Hertler Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. G. Schmidt Dipl.-Ing. M. Teichgräber (KI Keramikinstitut Meißen) Zusammenfassung: Ziel war die Entwicklung eines keramischen Verstzes für die Herstellung eines SCR-DeNOx-Katalysators im oxidischen System TiO2-WO3-V2O5. Für die Anwendungstemperaturen von 150°C wurde ein Wabenkörper durch Extrusion hergestellt und in einem externen Testlabor auf seine katalytische Aktivität untersucht. Neben der Optimierung des keramischen Versatzes wurde die Verfahrenstechnologie für die Herstellung, Trocknung und Sinterung eines Wabenkörpers weiterentwickelt und verbessert. Insbesondere über die Anpassung der Hilf- und Zusatzstoffe konnte eine Masse mit ausreichenden keramischen und mechanischen Eigenschaften für das plastische Formgebungsverfahren gefunden werden. Die katalytische Aktivität der Probekörper übertraf bisher erzielte Werte deutlich.


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Optimum use of recycled materials in refractory castables

Verfasser: Tony Wetzig Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. J. Fruhstorfer

Dipl.-Ing. U. Klippel (Calderys, Saint Quentin Fallavier, Frankreich)

Zusammenfassung: Rezyklatmaterialien wurden analysiert und anschließend untersucht, ob es möglich ist diese an Stelle von neuen Rohstoffen in feuerfesten Gieß- und Spritzmassen einzusetzen. Drei Bauxit-Rezyklate verschiedener Hersteller zeigten, dass es große Unterschiede gibt, da teilweise der notwendige Alumina-Gehalt durch das Abmischen mit technischer Keramik beim Rezyklatlieferanten eingestellt wird. Versätze mit mehr Eisenverunreinigungen zeigten nicht die erwartungsgemäße Verschlechterung der Heißeigenschaften. Das größte Problem zeigte sich bei der Erhöhung des CaO-Gehaltes durch die Rezyklatzugabe, wodurch die Massen oft automatisch einer höheren Klasse (ULCC → LCC) zuzuordnen waren als das Produkt in dem neue Rohstoffe eingesetzt wurden. In den Massen führten die Rezyklate außerdem zu einer gebremsten Abbindung.

Untersuchungen an Rohstoffen und Massen unter Beachtung der Formgebung hinsichtlich Optimierung des Brennverhaltens zum Zweck der Qualitätsverbesserung

Verfasser: Julius Hain Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. G. Schmidt

Dr.-Ing. B. Wiener (Staatliche Porzellan-Manufaktur Meissen, Meißen)

Zusammenfassung: Es sollten an allen verwendeten Schlickern und Massen unter Beachtung des Formgebungsprozesses Grundlagenuntersuchungen durchgeführt werden, um eine Qualitäts-verbesserung am Produkt zu erzielen. Dabei wurden sowohl die verwendeten Rohstoffe als auch die Schlicker und Massen in die Untersuchungen einbezogen. Der Untersuchungsumfang war dabei sehr umfangreich und es konnten vor allem aufgrund der Abhängigkeit einiger Eigenschaften von der Brenntemperatur wichtige Schlussfolgerungen für die Produktion gezogen werden.


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3.3.2 Studienarbeiten Einfluss der Bindungsart auf die temperaturabhängigen mechanischen Eigenschaften von Alumina- und Alumina-Zirkonia-Titania-Feuerfestwerkstoffen

Verfasser: Tony Wetzig Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. J. Fruhstorfer

Beitrag zur Entwicklung gradierter TRIP-Stahl/ZrO2-Composite mittels bildsamer Formgebung

Verfasser: Martin Freiwald Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. C. Weigelt

Untersuchung der Einflussparameter bei der Rheometermessung von Schlickern mit verschiedenen Viskositäten

Verfasser: Christin Dietze Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Voigt

Zetapotentialmessungen an Suspensionen fein- und grobkörniger Al2O3-Pulver

Verfasser: Julius Hain Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. K. Moritz Zusammenfassung: Mit Hilfe eines auf der Basis elektroakustischer Effekte arbeitenden Messsystems wurde das Zetapotential wässriger Suspensionen einer Reaktivtonerde sowie verschiedener Fraktionen einer Tabulartonerde in Abhängigkeit vom pH-Wert und Dispergierhilfsmittelgehalt gemessen. Obwohl die Methode vorrangig für Pulver mit einer mittleren Teilchengröße < 10-20 μm ausgelegt ist, konnten der isoelektrische Punkt und das Optimum der Zusatzmengen zweier Dispergierhilfsmittel mit ähnlichen Ergebnissen auch für gröbere Fraktionen mit einem Medianwert der Partikelgröße von bis zu ca. 70 μm bestimmt werden. Zudem wurden die Möglichkeit der Messung an Filterkuchen grobkörniger Pulverfraktionen gezeigt und geeignete Messbedingungen ermittelt.


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Untersuchung des Einflusses nanoskaliger Zusätze auf die Eigenschaften kohlenstoffgebundener Al2O3-Filter

Verfasser: Sophie Bösler Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. A. Schmidt Zusammenfassung: Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss verschiedener nanoskaliger Zusätze (Kohlenstoff- Nanoröhrchen und Aluminiumoxid-Nanoplättchen) auf die mechanischen und mikro-strukturellen Eigenschaften kohlenstoff-gebundener Al2O3-Filter zu untersuchen. Dazu wurden zunächst keramische Filter mit Hilfe der Replika-Technik hergestellt und bei 800 °C unter reduzierender Atmosphäre verkokt. Die Additive wurden sowohl dem Imprägnier- als auch dem Sprühschlicker zugegeben, so dass ihre sehr hohe spezifische Oberfläche und die damit verbundene hohe Reaktivität auf zweierlei Weise ausgenutzt werden kann. Zum einen können sich festigkeitssteigernde Strukturen im Inneren des Filtermaterials ausbilden und somit die mechanischen und thermomechanischen Eigenschaften verbessern. Andererseits kann die hohe Reaktivität an der Filteroberfläche die Reaktionen mit der Stahlschmelze beschleunigen und somit die Filtereffizienz steigern. Hierbei hat sich gezeigt, dass die Zugabe von nanoskalige Additiven eine geringere Schwindung der Proben und eine deutliche Festigkeitssteigerung bewirkten.

Untersuchung der Porenausbildung in Kaliumaluminiumsilikaten in Abhängigkeit von den Herstellungsparametern

Verfasser: Mark Kelemen Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. N. Brachhold


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3.3.3 Diplomarbeiten/Masterarbeiten Entwicklung und Herstellung von Quarzguterzeugnissen

Verfasser: Karsten Rohland Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. S. Schafföner

A. Schriener (P-D Industriegesellschaft mbH) Zusammenfassung: Als Zielstellung der Arbeit stand die Entwicklung eines Schlickerversatzes bzw. Vibroversatzes auf Basis von amorphem Siliziumdioxid. Als Ergebnis sollte eine Produktionstechnologie für die Herstellung schlickergegossener oder vibrogeformter Quarzguterzeugnisse stehen, die den Qualitätsanforderungen für den Einsatz in der Glasindustrie gerecht werden. Zum Erreichen des Zieles wurden schlickerguss- und vibrationsgeformte Erzeugnisse hinsichtlich ihrer physikalischen Gütewerte und Oberflächenqualität verglichen und bezüglich des Einsatzes in der Glasindustrie bewertet. Weiterhin wurde der Einfluss der Brenntemperatur und des Brennaggregats untersucht. Abschließend erfolgte die Fertigung eines Speiserbeckens aus Fused Silika unter Dokumentation der einzelnen Produktionsschritte.

Schaumfilter mit metastabilen Oberflächen aus Aluminiumoxid für die Filtration von Aluminium

Verfasser: Sophie Nietsche, geb. Hoch Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Voigt Zusammenfassung: Ziel dieser Arbeit war die Herstellung von aluminiumoxidbasierenden Schäumen mit metastabilen Aluminiumoxidschichten. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnten Schäume hergestellt werden, die mit metastabilem Aluminiumoxid auf Basis von Gibbsit und Böhmit beschichtet sind. Diese bestanden auch den Impingementtest. Bei Betrachtung der Schichten im Rasterelektronenmikroskop nach dem Abguss von Aluminiumschmelze durch diese Filter konnten aber keine aktiven Beschichtungen mehr nachgewiesen werden.


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Entwicklung von Feingussformen auf Basis von Calciumzirkonat

Verfasser: Lisa Freitag Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris /

Dr.-Ing. Stefan Schafföner Zusammenfassung: Im Rahmen aktueller Arbeiten am Lehrstuhl für Keramik steht der Feinguss von hochschmelzenden und hochreaktiven Titanlegierungen im Mittelpunkt. Um die endkonturnahe Fertigung komplexer Titangussteile zu ermöglichen, sollte Calciumzirkonat (CaZrO3) als neuer feuerfester Werkstoff für die Herstellung von Feingussformschalen eingesetzt werden. Ziel der Arbeit war es, die Technologie der Formschalenherstellung nach dem Wachsausschmelzverfahren für CaZrO3 zu entwickeln. Zunächst wurden grobkeramische Schlicker auf Basis von CaZrO3 hergestellt und mittels rheologischer Untersuchungen charakterisiert. Es folgte eine Beschichtung von Feinguss-Wachsformen durch Eintauchen in den keramischen Schlicker mit anschließender Besandung. Abschließend wurden die keramischen Formen ausgewachst, gebrannt und untersucht. Es ist gelungen, homogene Formschalen mit einer ausreichenden Schichtdicke, einer hohen offenen Porosität sowie einem großen mittleren Porendurchmesser herzustellen.

Optimierung eines Masseversatzes mit halbleitendem Additiv und Nanopartikeln auf der Basis Al2O3-C

Verfasser: Alexander Heinz Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. A. Mertke Zusammenfassung: Das Ziel dieser Diplomarbeit bestand darin, die Kohlenstoffausbeute in kunstharzgebundenem Al2O3-C durch Zugabe von dotiertem Silizium und verschiedenen Nanomaterialien (CNT, alumina sheets) zu erhöhen. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf den Untersuchungen des Mikrogefüges mit Hilfe von REM/EDX und REM/EBSD. Darüber hinaus wurden das Erhärtungsregime und der Pressdruck optimiert.


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Processing of ultra-high temperature ceramic composites

Verfasser: Christin Pietsch Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Voigt

Prof. Dr. J. Binner (University of Birmingham, Großbritannien) Zusammenfassung: Within this work an alternative approach to gain uniformly impregnated HfB2 ultra-high temperature ceramic (UHTC) composites was tested and compared to the current route of needling stacked layers of fabric. Therefore separate layers of carbon fibre cloth were painted individually with slurry, stacked and vacuum bagged for green strength. After pyrolysis the uniformity of the impregnation and strength of the compact were investigated and compared with the samples of the current route.

Herstellung von TiO2-haltigen Calciumaluminat-Flammspritzschichten zur Anwendung in der Aluminium-Metallurgie

Verfasser: Enrico Schieberling Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dr.-Ing. P. Gehre Zusammenfassung: CA6- sowie Calciumaluminat-Zemente, dotiert mit TiO2, wurden auf ihre Eignung als Coating für feuerfeste Materialien für die Aluminiummetallurgie untersucht. Dazu erfolgte die Überführung der Mischungen in Stäbe, um diese anschließend mittels Flammspritztechnologie als Beschichtung aufzubringen. Es hat sich gezeigt, dass bei den Schichten auf Basis CA6 sowie CA-Zementen sich die offene Porosität und mittlere Porengröße durch TiO2-Zugabe reduzieren, was ein Eindringen der Aluminiumschmelze während des Einsatzes erschwert. Die Benetzung/ Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung wurde anschließend mittels Fingertest bei 800 °C in einer AlSi7Mg-Schmelze untersucht. Infolge der unterschiedlichen WAK kam es während des Abkühlens nach dem Korrosionstest zu einem Abheben der Beschichtung von den FF-Stäben. Ein Korrosionsangriff im Sinne von Auflösung oder Elementdiffusionen konnte hingegen unabhängig von den Ausgangsrohstoffen oder der TiO2-Zugabe im REM nicht beobachtet werden, was grundlegend für weitere Untersuchungen in dieser Thematik spricht.


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Alumina-SrO composites for industrial woodcutting

Verfasser: Elisabeth Jahn Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris

Prof. Dr.-Ing. T. Graule / Dr. G. Blugan / Dipl.-Ing. J. Kübler (EMPA, Dübendorf, Schweiz)

Zusammenfassung: The aim of this thesis was to produce light weight cutting blades based on Al2O3-SrO composite for industrial wood cutting which are able to machine a similar quality compared to WC. The compositions were characterized in microstructure and mechanical behavior as far as possible. As no material property exists to predict cutting performance, all samples were tested in short term cutting tests. The most promising compositions were tested in long term cutting tests in order to find out the best performing materials for industrial wood cutting.

Experimentelle Verschleißuntersuchungen an Verbundwerkstoffen

Verfasser: Jun Yang (Masterstudiengang Maschinenbau) Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Wenzel

Prof. Dr.-Ing. M. Kröger / Dr.-Ing. Kristin de Payrebrune (IMKF, TU Bergakademie Freiberg)

Zusammenfassung: Im Teilprojekt A1 des Sonderforschungsbereiches 799 „TRIP-Matrix Composite“ steht unter Anderem die Entwicklung von keramikreichen Verbundwerkstoffen mittels Gießformgebung über den Druckschlickerguss. Im Rahmen der angefertigten Arbeit wurde das Verschleißverhalten von keramikreichen Verbundwerkstoffen experimentell untersucht und Vergleiche zwischen den verschiedenen Kompositen gezogen werden.


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Verschleißuntersuchungen an keramikreichen Verbundwerkstoffen

Verfasser: Christian Krumbiegel (Diplomstudiengang Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie, Studienrichtung Werkstofftechnik)

Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. H. Biermann / Dr.-Ing. A. Weidner / Dipl.-Ing. A. Dalke (IWT, TU Bergakademie Freiberg) Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Dipl.-Ing. C. Wenzel

Zusammenfassung: Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 799 werden im Teilprojekt A1 Keramik-Metall-Verbundwerkstoffe über das Druckschlickergießen entwickelt. Die Stahlmatrix bestand aus hochlegiertem austenitischem Cr-Mn-Ni Stahl. Als keramische Komponente wurde MgO-teilstabilisiertes ZrO2 eingesetzt. Aufgrund der geringen Härte des Zirkoniumdioxids wurden zusätzlich Verbundwerkstoffe basierend auf Al2O3 entwickelt. In der Masterarbeit wurde das Verschleißverhalten erster Verbundwerkstoffe auf Basis von Al2O3 und ZrO2 ohne sowie mit geringen Metall-Anteilen (10%, 20%) untersucht.


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3.4 Promotionen

3.4.1 Abgeschlossene Promotionen Beiträge zu den thermophysikalischen Eigenschaften flüssiger Metallschmelzen

Verfasser: Dipl.-Ing. Tobias Dubberstein Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris

Zusammenfassung:

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Methoden adaptiert und neu entwickelt, um die Oberflächenspannung (σ) und die Viskosität (η) von hochlegierten manganhaltigen Cr-Ni-Stählen erstmalig experimentell zu bestimmen und anhand von ausgewählten Legierungselementen wie Mangan, Nickel, Phosphor, Schwefel und Selen zu modifizieren. Mit der Methode des Blasendruckes wurde die Oberflächenspannung untersucht. Die Adsorption von oberflächenaktiven Spezies wie Schwefel wurde mit einer Gibbs-Langmuir Adsorptionsisotherme abgebildet. Mit einem in dieser Arbeit neu entwickelten Vibrationskörperviskosimeter wurde erstmalig die Viskosität dieser Stahllegierungen ermittelt. Abhängigkeiten der Viskosität von Nickel- und Phosphorzusätzen wurden abgeleitet. Stähle, modifiziert in ihren Materialeigenschaften der Flüssigphase, wurden erstmalig mit einer Vakuuminertgasverdüsungsanlage zu Pulver zerstäubt. Es wurde eine Korrelation des mittleren Partikeldurchmessers (d50,3) mit den Stoffeigenschaften herausgearbeitet. Sinkende Oberflächenspannungs- und Viskositätswerte der untersuchten Cr-Ni-Stähle führten zu einer Verschiebung der Partikelverteilung zu kleineren Partikeldurchmessern.

Calcium Zirconate as a Refractory Material for Titanium and Titanium Alloy Melts

Verfasser: Dipl.-Ing. Stefan Schafföner Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris

Zusammenfassung: In the present thesis, calcium zirconate (CaZrO3) was investigated as a novel refractory material for titanium and titanium alloy melts, exhibiting very promising properties. In addition, the corrosion of refractory materials by titanium melts was reviewed. A general dissolution model was developed which explains the corrosion of different refractories by titanium melts better than previous studies. In the experimental part, a coarse grained CaZrO3 raw material necessary for refractory applications was prepared in cooperation with an industrial partner. This raw material was used to


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prepare crucibles for the vacuum induction melting of three common titanium materials (commercially pure titanium (cp-Ti), Ti6Al4V, and TiAl). Especially the performance of CaZrO3 in contact with Ti6Al4V having the highest market share of all titanium materials was very encouraging. The contamination level of the melts was comparable to Y2O3 and much lower than for CaO. Somewhat disappointing, however, was the strong corrosion of CaZrO3 by TiAl and cp-Ti melts. It is expected that the results of the present thesis may contribute to a more efficient extraction, recycling, and processing of titanium materials for mass applications.

Alkalikorrosionsbeständige Wärmedämmstoffe

Verfasser: Dipl.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. Nora Brachhold Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris / Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.h.c. E. Schlegel

Zusammenfassung Die Problematik der Alkalikorrosion in Hochtemperaturanlagen wird durch den zunehmenden Einsatz von Sekundärbrennstoffen verschärft, da diese höhere Anteile an Alkalien, sowie Chlor- und Schwefelverbindungen als konventionelle Energieträger enthalten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde deshalb am Beispiel der Zementindustrie ein neues Werkstoffkonzept erarbeitet, das von ternären Alkalialumosilikaten ausgeht, die als Korrosionsprodukte in der Hochtemperaturanlage auftreten. Die Untersuchungen umfassten systematische Syntheseversuche der Verbindungen über thermische und/oder hydrothermale Prozessschritte, um geeignete Materialien zu identifizieren. Ausgewählte Versätze wurden hinsichtlich der gebildeten kristallinen Phasen und ihres strukturellen Charakters analysiert, um zur Aufklärung des Verhaltens der Reaktionsprodukte unter Alkalibelastung beizutragen. Die Prüfung der Alkalikorrosionsbeständigkeit der Syntheseprodukte ergab eine passende Zusammensetzung, die verfahrenstechnisch bis zum Einsatz in einem Industriezementofen umgesetzt werden konnte.


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3.4.2 Laufende Promotionen

Interne Doktoranden unter Betreuung von Prof. Aneziris

Appr. Apoth. Christiane Biermann Umweltfreundliche Bindemittel auf pharmazeutischer Basis für Feuerfesterzeugnisse

Dipl.-Ing. Ivan Datsko

Kriechbeständige feuerfeste Erzeugnisse auf MgO-Basis

Dipl.-Ing. Steffen Dudczig Entwicklung von TWB-beständigen Feuerbetonen für den Einsatz in einem Stahlgusssimulator

Dipl.-Ing. Jens Fruhstorfer Entwicklung innovativer kohlenstoffgebundener Feuerfestsysteme für den Einsatz im Untergussverfahren zum Vergießen von Stahl

Dipl.-Ing. Nora Gerlach

Thermoschockbeständige Gießmassen auf Aluminiumoxidbasis Dipl.-Ing. Daniela Hesky

Urformgebung poröser Wärmedämmstoffe Dipl.-Ing. Friederike Klenert

Urformgebung poröser Wärmedämmstoffe M.Sc. Mingliang Li

Hochtemperaturwerkstoffe im Energiebereich Dipl.-Chem. Susann Ludwig

Selbstglasierende kohlenstoffgebundene Funktionsbauteile für die Stahlmetallurgie und die Gießerei mit Selbstheilungseigenschaften

Dipl.-Ing. Annika Mertke

Einsatz von Mikro- und Nanopartikel- Zusätzen zur Reduzierung des Kohlenstoffgehaltes in kohlenstoffgebundenen Feuerfesterzeugnissen

Dipl.-Ing. Marie Oppelt

Alternative Herstellungsmethoden für Verbundwerkstoffe

Dipl.-Ing. Susanne Pinka Analysemethoden poröser Werkstoffe


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M.Eng. Ashish Pokhrel Non-conventional production of filter structures

M.Sc. Vasileios Roungos

Kohlenstoffgebundene Erzeugnisse für Feuerfestanwendungen

Dipl.-Ing. Anne Schmidt Funktionale Beschichtungen für die Stahlschmelzefiltration

Dipl.-Ing. Pia Schubert Urformgebung poröser Wärmedämmstoffe

Dipl.-Ing. Claudia Voigt Oberflächenfunktionalisierte Schaumkeramikfilter für die Aluminiumschmelzefiltration Dipl.-Ing. Claudia Wenzel

Phasenumwandlungsverstärkte, zirkondioxidreiche Verbundwerkstoffe mit TRIP-Stahl- Partikelzusätzen

Externe Doktoranden unter Betreuung von Prof. Aneziris Dipl.-Min. Daniel Cölle

Leichtbauweise im Feuerfestbau Dipl.-Ing. Daniel Ganzer

Transparente Optokeramik

Dipl.-Ing. Judit Heinecke Three dimensional shaping of cellular ceramic materials from radiation curable colloidal dispersions

Dipl.-Ing. Uwe Klippel

Beitrag zu modernen MgO-C-Erzeugnissen Dipl.-Ing. Michal Kotrč

Simulation von Spannungen und Rissen während des Trocknungsprozesses von Keramiken

Dipl.-Ing. Jakob Kübler

Verbundwerkstoffsysteme auf der Basis Hochleistungskeramik


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Dipl.-Ing. Anne Mannschatz Entwicklung von Keramik-Keramik-Verbundbauteilen über das Zwei-Komponenten-spritzgießen

Dipl.-Ing. Thomas Oberbach

Biokeramik Dipl.-Ing. Dominik Andrzej Polsakiewicz

Untersuchung von Struktur- und Eigenschaftsänderung oxidkeramischer Feuerfestmaterialien durch gradierte Strukturierung mittels eines neuentwickelten dreidimensionalen Drucksystems

Dipl.-Ing. Nils Rosenberger Einfluss der Porosität und Porengrößenverteilung auf das Verschleißverhalten von Hochofenrinnenmassen

Dipl.-Ing. Pascal Seffern

Untersuchung und Identifizierung rheologischer Wechselwirkungen tonmineralhaltiger Rohstoffe in wässrigen Systemen mithilfe der Entwicklung eines Mess- und Bewertungsverfahrens auf der Basis der Rotationsviskosimetrie

Dipl.-Ing. Mehdi Salehi

Keramische Membran auf Perowskit-Basis

Dipl.-Ing. Evelyn Schlenther Al2O3-Steel composites fabricated by Ti-activated infiltration

Dipl.-Ing. Leandro Schöttler

Funktionalisierte feuerfeste Werkstoffe für den Unterguss von legierten Stahlgüten Dipl.-Ing. Christoph Sorg

Keramisches Papier M.Sc. Xian Xun Yi

Refractory materials for the slide gate application


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3.5 Habilitationen

3.5.1 Laufende Habilitationen Dr. Réka Barabás

Process design to obtain HAP-based materials with desired properties

Dr. rer. nat. Roland Bayer Celluloseether-Bindemittel für die bildsame Formgebung

Dr. Dmitry Borzov

Einsatz von neuartigen umweltfreundlichen Bindemitteln für kohlenstoffhaltige Feuerfesterzeugnisse

Dr.-Ing. Patrick Gehre Funktionalisierung von keramischen Bauteilen für Hochtemperaturanwendungen mittels thermischen Spritzens

Dr. Andreas Mertke Untersuchungen zum betrieblichen Verschleiß von MgO-C-Pfannen gleichartiger Zustellung

Dr. Ewald Pfaff

Mischleiter auf Perowskit-Basis Dr.-Ing. Wolfgang Schärfl

Innovative Fertigungsverfahren in der keramischen Technologie Dr.-Ing. Stefan Schafföner

Functional Composites based on Refractories Dr.rer.nat. Johannes Södje

Evaluierung von Korrosionsphänomenen und Lösungsansätze in der Zementindustrie und Stahlaggregaten

Dr.-Ing. Christian Weigelt

Metallokeramische Verbundwerkstoffe für metallurgische Anwendungen


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3.6 Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften Prof. Dr.-Ing. habil. C.G. Aneziris

- Ordentliches Mitglied der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig - Vorstandsmitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG) - Vorstandsvorsitzender des Vereins MORE-Freiberg e.V. - Leiter des Fachausschusses „Feuerfestwerkstoffe“ der DGM e.V. - Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) - Mitglied des Vereins Deutscher Eisenhüttenleute e.V. (VDEh) Fachausschuss „Feuerfeste Baustoffe“ - Mitglied des Redaktionsausschusses in Ceramic Forum International (cfi) - Mitglied des Redaktionsausschusses in Refractories World Forum - Mitglied des Redaktionsausschusses in Advanced Engineering Materials (AEM) - Mitglied des Forschungsbeirates der AiF - Mitglied des Dresdener Gesprächskreises für Wissenschaft und Wirtschaft e.V. - Mitglied des Vereins Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg e.V.

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. E. Schlegel

- Ordentliches Mitglied der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig - Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften acatech

München/Berlin - Mitglied des Dresdener Gesprächskreises für Wissenschaft und Wirtschaft e.V. - Mitglied des Advisory Board der Zeitschrift „Ceramics“, Praha - Mitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V. - Mitglied des Vereins der Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg

e.V. - Mitglied des „Rates für gute wissenschaftliche Praxis“ des Internationalen

Hochschulinstituts Zittau - Mitglied des Vereins Altersversorgung für angestellte Professoren und

Hochschullehrer neuen Rechts und Angestellte im höheren Dienst der Behörden in den neuen Bundesländern e.V. (VAV)

- Mitglied des Hochschullehrerverbands Dr.-Ing. U. Fischer

- Mitglied der Rektoratskommission „Gleichstellung“ (RKG) der TU BAF als Vertreterin der wissenschaftlichen Mitarbeiter

Dr.-Ing. habil. J. Ulbricht

- Mitglied des Kollegiums der Techniker, Ingenieure und Wirtschaftler Deutschlands - Mitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG) - Mitglied der Humboldt-Gesellschaft - Gründungsmitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V.


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- Mitglied des Vereins Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg e.V. - Gründungs- und Vorstandsmitglied des Vereins „@ktivEnergiehaus-Institut e.V.“ - Mitglied des Hochschullehrerverbands

Dr. rer. nat. Dr.-Ing. habil. H. Berek

- Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) Dr.-Ing. S. Schafföner

- Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) - Mitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG) - Member of the American Ceramic Society (AcerS) - Mitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V. - Mitglied des Vereins Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg e.V.

Dr.-Ing. G. Schmidt

- Mitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG) - Mitglied des Vereins Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg e.V.

Dr.-Ing. C. Weigelt

- Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) Dr.-Ing. P. Gehre

- Mitglied und Schatzmeister des Vereins MORE-Freiberg e. V.

Dr.-Ing. H. Seifert - Gründungsmitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V. - Mitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG) - Mitglied des Vereins Freunde und Förderer der TU Bergakademie Freiberg e.V.

Dr. rer. nat. B. Ullrich

- Mitglied der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG) Vorsitzender des Fachausschusses „Geschichte der keramischen Technik“

Dipl.-Ing. Christina Faßauer

- Mitglied des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) - Mitglied der DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.

V. - Mitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V.


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3.7 Teilnahme an Konferenzen, Kolloquien, Seminaren und Messen

90. DKG-Jahrestagung – Bayreuth – 18.03.2015

- Prof. C.G. Aneziris, Dr. C. Weigelt, N. Gerlach, C. Voigt, S. Schafföner, J. Fruhstorfer, A. Mertke, A. Schmidt, C. Ode

QUANTACHROME-Workshop „Oberflächen- und Porencharakterisierung“ – Leipzig – 03.06.2015

- S. Pinka

Messe METEC / GIFA 2015 – Düsseldorf – 18.-19.06.2015 - C. Jahn, C. Ode

14th International Conference of the European Ceramic Society – Toledo, Spanien – 21.-25.06.2015

- Dr. S. Schafföner, S. Ludwig International Conference on Solid-Solid Phase Transformations in Inorganic Materials (PTM 2015) – Whistler, Canada – 28.06.-03.07.2015

- Dr. H. Berek

20. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde – Wien – 01.-03.07.2015 - Dr. C. Weigelt, C. Wenzel, M. Oppelt

5th German-Japanese Joint Symposium – Freiberg – 20.-21.07.2015

- Dr. P. Gehre 14th UNITECR – Wien, Österreich – 15.-18.09.2015

- Prof. C.G. Aneziris, Dr. P. Gehre, Dr. J. Werner, Dr. J. Hubálková, S. Ludwig, C. Voigt, N. Brachhold, J. Fruhstorfer, C. Faußauer, A. Mertke, N. Gerlach, C. Jahn, C. Ode

DGM Werkstoffwoche – Dresden – 14.-17.09.2015

- Dr. U. Fischer, Dr. C. Weigelt, A. Schmidt, S. Dudczig VDEh-Seminar Reinheitsgradnorm EN10247, Stahlakademie – Dresden – 14.-15.09.2015

- S. Dudzcig, Dr. U. Fischer 7. Sammlungstagung zu universitären Forschungs- und Lehrsammlungen „Zwischen Kellerdepot und Forschungsolymp“ - Freiberg und Dresden - 17.-19.09.2015

- Dr. G. Schmidt


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Messe Ceramitec 2015 – München – 22.10.2015

- Dr. G. Schmidt, Dr. C. Weigelt, N. Gerlach, S. Dudczig, C. Voigt, N. Brachhold, A. Schmidt, C. Faßauer, C. Jahn, C. Ode, J. Höhne

Seminar Induktives Schmelzen & Gießen von Eisen- und Nichteisenmetallen – Essen – 23.- 24.11.2015

- S. Dudczig, R. Fricke

6. Freiberger Feuerfestforum – TU Bergakademie Freiberg – 08.-09.12.2015 - Prof. C.G. Aneziris, Prof. Dr. E. Schlegel, Dr. P. Gehre, Dr. U. Fischer,

Dr. J. Ulbricht, Dr. H. Seifert, Dr. K. Moritz, Dr. S. Schafföner, Dr. N. Brachhold, Dr. J. Hubálková, S. Dudczig, J. Fruhstorfer, C. Voigt, C. Biermann, C. Faßauer, A. Mertke, N. Gerlach, C. Jahn, C. Ode, A. Schmidt


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3.8 Preise und Auszeichnungen Dresdner Barkhausen-Nachwuchswissenschaftler-Preis 2015 – Dresden – 17.09.2015

- Dr.-Ing. Stefan Schafföner

Frau Dr. K. Dittes (Materialforschungsverbund Dresden e.V.), Dr. Ben Newland (Leibniz-Institut für Polymerforschung, Dresden und Cardiff University), Dr. S. Schafföner (IKGB, TU Bergakademie Freiberg), Prof. Dr. N. Meyendorf (Fraunhofer IKTS, Berlin und TU Dresden), v.l.n.r. Heinrich Barkhausen wirkte an der Technischen Hochschule Dresden von 1911 bis 1953. Als Leiter des Instituts für Schwachstromtechnik erzielte er bahnbrechende Ergebnisse auf dem Gebiet der Nachrichtentechnik und in der Grundlagenforschung über Elektronenröhren. International bekannt geworden ist Heinrich Barkhausen vor allem durch den nach ihm benannten Effekt des Barkhausen-Rauschens. In Würdigung seiner Leistung vergeben der Materialforschungsverbund Dresden (MFD), das Fraunhofer-IKTS Dresden und die TU Dresden seit 2006 den internationalen Dresdner Barkhausen Award, seit 2015 zwei Dresdner Barkhausen-Nachwuchswissenschaftler-Preise für herausragende wissenschaftliche Leistungen bzw. Ergebnisse in der angewandten Forschung und Entwicklung auf dem Grenzgebiet zwischen Physik, Materialwissenschaft und Elektrotechnik vergeben. Die Barkhausen-Nachwuchswissenschaftler-Preise 2015 erhielten Dr. Ben Newland (Wellcome Trust Fellow at Leibniz-Institut für Polymerforschung in Dresden and Cardiff University, UK), für seine Arbeit "Homopolymerization of di-vinyl monomers for new "knot" structured polymer materials" und Dr.-Ing. Stefan Schafföner, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik, für seine Arbeit: "Calciumzirkonat: Ein Zukunftsmaterial für das Vakuuminduktions-schmelzen von Titanwerkstoffen". Quelle: http://www.mfd-dresden.de/veranstaltungen/barkhausen-award.html


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Preis des Dresdner Gesprächskreises der Wirtschaft und der Wissenschaft e.V. für herausragende Forschungsarbeiten junger Wissenschaftler 2015 – Dresden – 06.11.2015

- Dr.-Ing. Stefan Schafföner

v.l.n.r. Michael von Bronk (Präsident des Dresdner Gesprächskreises der Wirtschaft und der Wissenschaft), Dr. Andreas Handschuh (Kanzler der TU Bergakademie Freiberg), Dr.-Ing. Stefan Schafföner (Preisträger TU Bergakademie Freiberg), M.Sc. Stefan Schubert (Preisträger TU Chemnitz), Prof. Dr. Peter Protzel (TU Chemnitz) Der Dresdner Gesprächskreis der Wirtschaft und der Wissenschaft e.V. stiftet jährlich einen Preis für Nachwuchswissenschaftler. Es werden herausragende Abschlussarbeiten junger Wissenschaftler gewürdigt, die an den Technischen Universitäten Chemnitz, Dresden und der TU Bergakademie Freiberg erfolgreich verteidigt worden sind. Das Thema des diesjährigen Preises „Mobilität“ wurde mit einem Vortrag vom Präsidenten des Dresdner Gesprächskreises, Herrn Michael von Bronk, eingeführt. Die Preisverleihung fand im renovierten Lingner Schloss in Dresden in Anwesenheit des Oberbürgermeisters der Landeshauptstadt Dresden, Herrn Dirk Hilbert, des Präsidenten der Fraunhofer-Gesellschaft, Prof. Dr. Reimund Neugebauer, sowie Repräsentanten der sächsischen Mitgliedsuniversitäten und des als Gast eingeladenen Präsidenten der Brandenburgischen Technischen Universität statt. Den diesjährigen Preis des Dresdner Gesprächskreises der Wirtschaft und der Wissenschaft teilte sich Dr. Stefan Schafföner mit Stefan Schubert von der TU Chemnitz. Quelle: http://www.dresdner-gespraechskreis.de/


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3.9 Pressemeldungen Freiberger Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie auf den Punkt gebracht

18. Februar 2015

Cover der Zeitschrift "Im Blickpunkt"

Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM) widmet komplette Ausgabe der Freiberger Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie.

Anlässlich des 250-jährigen Jubiläums der TU Bergakademie Freiberg widmet die DGM eine komplette Ausgabe der Universität in Freiberg. Neben den Studienmöglichkeiten im Bereich der Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie stellt das Magazin in zahlreichen Beiträgen anschaulich dar, an welchen Fragen die Freiberger Wissenschaftler forschen.

„Wir präsentieren die große Vielfalt der Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie in Freiberg. Gerade in diesem Bereich findet in Freiberg Spitzenforschung auf internationalem Niveau statt“, so Prof. Biermann, Dekan der Fakultät für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie und Sprecher des Sonderforschungsbereiches 799, TRIP-Matrix-Composite. Freiberg ist einer der wenigen Standorte in Deutschland, an dem Grundlagenforschung und anwendungsorientierte Entwicklung eine derartige Einheit bieten, häufig unterstützt durch Industriepartner. Es ist kein Zufall, dass gerade hier die beiden Sonderforschungsbereiche angesiedelt sind. „Die besondere Forschungsstärke spiegelt sich in einer großen Zahl koordinierter Forschungsverbünde wie auch in Einzelvorhaben wider. Durch ständige Investitionen in Technika mit teilweise semi-industriellen Anlagen wurden attraktive Forschungsmöglichkeiten geschaffen“, so Prof. Biermann weiter.

In der vorliegenden Ausgabe des Magazins Im Blickpunkt präsentiert sich die Freiberger Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie mit einigen Highlights. Es wird ein


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Überblick über die aktive Forschung gegeben, aber auch über die Studiengänge, die aufeinander abgestimmt sind und den Studenten gefragte Vertiefungen bieten. “Wir sind stolz darauf, dass unsere Absolventinnen und Absolventen in Forschung und Industrie gesucht sind und beste Karrieremöglichkeiten haben“, berichtet Prof. Biermann.

Autoren der Zeitschrift sind die werkstoff- und materialbezogenen Professoren sowie die An-Institute der TU Bergakademie Freiberg. Die Publikation richtet sich an Fachleute aus dem Bereich Materialkunde, aber auch an die interessierte Öffentlichkeit und Industrie. Die Zeitschrift Im Blickpunkt kann kostenlos bei der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) bezogen werden, kann aber auch direkt an der TU Bergakademie Freiberg, in der Abteilung Öffentlichkeitsarbeit, Tel. 03731 39-3461, bestellt werden. Im Blickpunkt ist eine jährliche Publikation der DGM. Im Jahr 2013 wurden die Dresdner Werkstoffwissenschaften vorgestellt und 2014 die Aachener Werkstoffwissenschaften.

Ansprechpartner:

Frau Dr. Schellbach, Tel. -3461

Intelligente Filter für mehr Sicherheit - Fortsetzung des Sonderforschungsbereiches

22. Mai 2015

Abguss einer Stahlschmelze im Stahlgusssimulator am

IKGB (c) Steffen Dudczig

Aneziris: "Damit kommen wir dem Wunsch der Industrie nach einem höheren Reinheitsgrad und geringeren Ausschussraten nach und leisten einen Beitrag zum Recycling von metallischen Werkstoffen." Ein engagiertes Team aus Wissenschaftlern und Doktoranden der TU Bergakademie Freiberg forscht seit vier Jahren im SFB 920 an der Einstellung exzellenter, an die Bauteilbeanspruchung angepasster funktionaler und adaptiver mechanischer Eigenschaften für einen Innovationsschub in Sicherheits- und Leichtbaukonstruktionen. Dieses Ziel soll mittels erheblicher Reduzierung von anorganischen nichtmetallischen Einschlüssen in der Metallmatrix beim Einsatz intelligenter Filterwerkstoffe bzw. Filtersysteme erreicht werden.


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"Damit kommen wir dem Wunsch der Industrie nach einem höheren Reinheitsgrad und geringeren Ausschussraten nach. Die neuen Filtersysteme können unerwünschte anorganische nichtmetallische Einschlüsse in der Metallmatrix erheblich reduzieren. Mit der damit

verbundenen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften metallischer Bauteile können wir einen Beitrag zum Recycling von metallischen Werkstoffen leisten", bringt es Prof. Christos Aneziris, Sprecher des Sonderforschungsbereiches, auf den Punkt.

Gestern (21. Mai) hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft der Fortsetzung des Sonderforschungsbereiches 920 „Multifunktionale Filter für die Metallschmelzefiltration – ein Beitrag zu Zero Defect Materials“ zugestimmt. Bis 2019 werden 22 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus elf Instituten von vier Fakultäten der TU Bergakademie Freiberg gemeinsam an der gezielten Multifiltration von nichtmetallischen Einschlüssen unterschiedlicher Chemie und Kristallsysteme aus Metallschmelzen forschen.

In den kommenden vier Jahren werden insbesondere funktionale Schichten für eine Multifiltration von unterschiedlichen Einschlüssen mit einer funktionalen Schicht untersucht. Dabei wird angestrebt, die Reduzierung von Einschlüssen direkt nach ihrer Genese mit Hilfe von metastabilen Phasen in den funktionalen Schichten zu ermöglichen.

Die Erforschung neuartiger Filterwerkstoffe sowie ein an die Filtrationstechnik angelehntes modellunterstütztes Filterdesign der Mikro- und Makrostruktur ermöglichen die Herstellung von dünn- als auch dickwandigen, höchstbeanspruchbaren Komponenten auf Basis Stahl, Eisen, Aluminium und Magnesium mit bahnbrechenden Eigenschaften – Festigkeit, Zähigkeit, Ermüdungsresistenz – für die Sicherheit der Insassen von Kraft-, Schienen- und Luftfahrzeugen. Darüber hinaus werden zukunftsträchtige Anwendungsfelder in der Elektronikindustrie am Beispiel Filtration von Kupfer und Silizium, in der Verpackungsindustrie am Beispiel Aluminiumfolien und in der Filtrationstechnik und Konditionierung von Behandlungsschlacken erschlossen. Das Ziel einer höheren Materialeffizienz sowie der Reduktion des Energieaufwandes und der CO2-Emissionen rückt damit in greifbare Nähe.

Als Ergebnis der erfolgreichen Forschungsarbeit im SFB 920 konnten bis heute mehr als 140 wissenschaftliche Beiträge in Fachzeitschriften und Konferenzbänden publiziert werden. Davon sind 85 Veröffentlichungen in Publikationsorganen mit einer wissenschaftlichen Qualitätssicherung erschienen, von denen 70 Prozent als vernetzte Publikationen der Teilprojekte untereinander aufgeführt werden können. Die Doktoranden waren an mehr als 80 Prozent der Publikationen als Erstautoren beteiligt. Im Jahr 2014 wurden bereits drei Patente im Projektbereich „Filterwerkstoff“ erteilt.

Bereits im Februar 2015 wurden die bisherigen Ergebnisse und die geplante Forschungsarbeit im SFB 920 von einem Gutachtergremium der DFG mit „sehr gut bis


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exzellent“ bewertet. Auf dieser Grundlage entschied der Bewilligungsausschuss der DFG am 21. Mai 2015 über die Fortsetzung der Förderung des SFB 920 mit rund 9,5 Millionen Euro.

In 21 wissenschaftlichen Teilprojekten werden die Doktoranden und Nachwuchswissenschaftler auf den Gebieten der Materialforschung, Modellierung, Verfahrenstechnik, Prüftechnik, Mathematik, Informatik und Visualisierung eng zusammenarbeiten.

Webseite des Sonderforschungsbereiches 920, u.a. mit Erklärvideos:

http://tu-freiberg.de/forschung/sfb920

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Undine Fischer, Tel. -3324

Werkstoffwoche 2015: Freiberger Sonderforschungsbereiche stellen sich vor

11. September 2015

Abguss einer Stahlschmelze im Stahlgusssimulator am

IKGB (c) Steffen Dudczig

Vom 14. bis 17. September 2015 präsentiert die TU Bergakademie Freiberg ihre beiden Sonderforschungsbereiche (SFB) 799 und 920 auf der Fachmesse „Werkstoffe für die Zukunft“ in Dresden. Unter den zahlreichen nationalen und internationalen Ausstellern auf der Werkstoffwoche ist auch die Freiberger Universität. „Auf der Fachmesse zeigen wir unsere neuesten Erkenntnisse innerhalb der Werkstoffforschung“, so Prof. Horst Biermann, Dekan der Fakultät für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie und Sprecher des Sonderforschungsbereiches 799 „TRIP-Matrix-Composite“. Gerade in den beiden SFB forschen die Freiberger Wissenschaftler auf hohem internationalem Niveau. Ihre bisherigen Ergebnisse stellen sie interessierten Messebesuchern in Dresden auf ihrem Stand in Halle 3 vor.

Die Werkstoffwoche wird von der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM) ausgerichtet. Auf der angeschlossenen Tagung werden in Übersichtsvorträgen und


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Vertiefungsseminaren innovative Werkstoffentwicklungen und -anwendungen aufgezeigt. Die Aussteller und Tagungsteilnehmer erhalten die Möglichkeit, neueste Erkenntnisse, Trends und Tendenzen im Bereich Werkstoffe und Materialien zu diskutieren. Gleichzeitig bringt die Messe Werkstoffforscher mit Herstellern aus der Maschinen- und Anlagenindustrie zusammen. Auf diese Weise werden Produkte und Dienstleistungen zu den Themen Stoffgruppen, Herstellprozesse, Mess- und Prüftechniken sowie Qualitäts- und Zuverlässigkeitsstrategien von Werkstoffen gemeinsam präsentiert.

Zu den Sonderforschungsbereichen der TU Bergakademie Freiberg

Der SFB 799 „TRIP-Matrix-Composite“ erforscht Verbundwerkstoffe auf der Basis innovativer TRIP-Stähle (TRIP: TRansformation Induced Plasticity) und Zirkondioxid-Keramiken und passt deren Eigenschaften gezielt den verschiedenen Beanspruchungen an. Die weltweit in dieser Systematik einzigartige Verbindung von Stählen mit der Zirkonoxid-Keramik ermöglicht über innovative Herstellungstechnologien die Erzeugung einer ganzen Werkstofffamilie von Stahlmatrix-Verbundwerkstoffen. Mit ihren herausragenden Eigenschaften sind sie besonders für Sicherheitsanwendungen in der Verkehrstechnik, z. B. für Crash-Strukturen und für verschleißbeanspruchte Komponenten im Maschinenbau prädestiniert.

Der SFB 920 „Multifunktionale Filter für die Metallschmelzefiltration – ein Betrag zu Zero Defect Materials“ forscht an einer Reduzierung von anorganischen, nichtmetallischen Einschlüssen in der Metallmatrix beim Einsatz intelligenter Filterwerkstoffe bzw. Filtersysteme. Diese neuartigen Werkstoffe sowie ein modellunterstütztes Filterdesign der Mikro- und Makrostruktur ermöglichen die Herstellung von dünn- als auch dickwandigen, höchstbeanspruchbaren Komponenten auf Basis von Stahl, Eisen, Aluminium und Magnesium. Daraus ergeben sich bahnbrechende Eigenschaften wie Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsresistenz, die für die Sicherheit der Insassen von Kraft-, Schienen- und Luftfahrzeugen sorgen.

Weitere Informationen:

http://tu-freiberg.de/forschung/sfb799 http://tu-freiberg.de/forschung/sfb920

http://werkstoffwoche.de/

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Peter Michel, Tel. 03731 39-401


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BMBF fördert Projekt zur Entwicklung Thermoschock- und korrosionsbeständiger Schlüsselbauteile

30. November 2015

Herstellung von druckschlickergegossenen

Modellbauteilen © TU Bergakademie Freiberg

Wie können feuerfeste und hitzebeständige Bauteile für die Energietechnik energiesparend hergestellt werden? Dieser Frage gehen Forscher um Prof. Christos Aneziris, Professor für Keramik am Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik der TU Bergakademie Freiberg nach.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Forschungsprojekt "KontinenD" für die kommenden drei Jahre im Rahmen des Programms „Validierung des technologischen und gesellschaftlichen Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung - VIP+".

Der Fokus des Forschungsprojekts richtet sich vor allem auf die verfahrenstechnische Durchdringung der Herstellung von feuerfesten Funktionalbauteilen für den Stahlguss. Ziel ist es, komplexe metallurgische Prozesse sowie Hitzeschilder für die Gasturbine zu entwickeln, welche neben einer hohen Anwendungstemperatur und vielen Temperaturwechseln auch korrosiven Angriffen standhalten kann. „Wir entwickeln eine neuartige Fertigungstechnologie, durch die Produkteigenschaften verbessert werden können, um Formgebungstechnologien mit hohem Arbeitsaufwand und Energieverbrauch zu ersetzen. Die Machbarkeit der Herstellung komplexer feuerfester Bauteile trägt damit den wachsenden Anforderungen der stahlerzeugenden Industrie als Abnehmer Rechnung und entfaltet dabei ein über die Grenzen der Feuerfestindustrie weit hinausstrahlendes Innovationspotential im Prozess der Stahlherstellung“, sagt Christos G. Aneziris, Professor für Keramik am Institut für Keramik, Glas und Baustofftechnik an der TU Bergakademie Freiberg.

Für das Verfahren werden aus grobkörnigen (> 1 mm) keramischen Schlickern mittels Druckschlickergusstechnologie zunächst Platten und Düsen mit gradierter Mikro- und Makrostruktur hergestellt, um sie anschließend unter betriebsnahen Bedingungen zu testen. An den druckschlickergegossenen Modellbauteilen werden Thermoschocktests


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durchgeführt sowie diese als Düsen in einem Stahlgusssimulator eingesetzt. Nach einer erfolgreichen Erprobung der Modellbauteile werden ausgewählte Schlüsselbauteile hergestellt und unter realen Bedingungen in einem Hochtemperatur-Prüfstand für Gasturbinen bzw. in einer Gießerei eingesetzt, wo sie auf ihre Eignung hin validiert und anschließend optimiert werden.

Prof. Christos G. Aneziris ist von der Innovationskraft des neuen Verfahrens überzeugt: „Damit soll die Basis zur Erzeugung der Schlüsselbauteile über ein kontinuierliches, endabmessungsnahes Formgebungsverfahren geschaffen werden, das die Realisierung komplexer Bauteilgeometrien mit Korngrößen größer 1 mm ermöglicht. So sind verbesserte Endeigenschaften mit geringeren Streuungen und geringeren Dichtegradienten zu erwarten. Im Gegensatz zur konventionellen Pressformgebung wird so kein Bruch des Grobkorns hervorgerufen und das Verfahren wird auch automatisierbar sein.“

Das Förderprogramm „Validierung des technologischen und gesellschaftlichen Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung - VIP+" des BMBF unterstützt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dabei, das Innovationspotenzial von Forschungsergebnissen zu prüfen und nachzuweisen sowie mögliche Anwendungsbereiche zu erschließen.

Bereits von 2011 bis 2014 wurde im Rahmen des Programms VIP+ ein Projekt der Professur für Keramik am Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik unter der Leitung von Prof. Christos Aneziris gefördert. Kern dieses Projekts war die Erforschung selbstglasierender, kohlenstoffgebundener Funktionalbauteile für die Stahlmetallurgie.

Ansprechpartner:

Prof. Christos G. Aneziris 03731 39 2505


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Freiberger Nachwuchswissenschaftler erhält Auszeichnung des Dresdner Gesprächskreises

15. Dezember 2015

v.l.n. Michael von Bronk (Präsident des Dresdner

Gesprächskreises der Wirtschaft und der Wissenschaft), Prof. Dr. Michael Ruck

(Prorektor für Universitätsplanung der TU Dresden), Dr. Andreas Handschuh (Kanzler

der TU Bergakademie Freiberg), Dr.-Ing. Stefan Schafföner (Preisträger TU

Bergakademie Freiberg), M.Sc. Stefan Schubert, (Preisträger TU Chemnitz), Prof. Dr.

Peter Protzel (TU Chemnitz), Prof. Dr. Endrik Wilhelm (Vorstandsmitglied des Dresdner

Gesprächskreises) © TU Bergakademie Freiberg

Über den diesjährigen Preis des Dresdner Gesprächskreises der Wirtschaft und der Wissenschaft für herausragende Abschlussarbeiten durfte sich auch ein Postdoktorand vom Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik der TU Bergakademie Freiberg freuen.

Dr. Stefan Schafföner setzte sich im Rahmen der DFG-Forschergruppe 1372 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit feuerfesten Werkstoffen für Titan- und Titanlegierungsschmelzen auseinander. Titan und Titanlegierungen sind Werkstoffe mit einzigartigen Eigenschaften. Sie kombinieren sehr hohe Festigkeiten mit einer niedrigen Dichte. Gleichzeitig sind sie sehr biokompatibel, haben also keinen negativen Einfluss auf Lebewesen in ihrer Umgebung, und können auch bei hohen Temperaturen angewendet werden. Trotz dieser attraktiven Eigenschaften ist der breitere Einsatz von Titanwerkstoffen wie zum Beispiel in der Automobilbranche aufgrund der komplizierten und teuren Herstellung von Titan bislang ausgeblieben.

„Die von Dr. Stefan Schafföner untersuchten feuerfesten Materialien sind ein Schlüssel für die kostengünstige Herstellung von Titanwerkstoffen“, erklärt Prof. Dr. Christos G. Aneziris, Professur für Keramik an der TU Bergakademie Freiberg. In seiner Arbeit zum Thema „Calcium Zirconate as a Refractory Material for Titanium and Titanium Alloy Melts“ setzte Dr. Stefan Schafföner die Erforschung des neuen feuerfesten Werkstoffs Calciumzirkonat von der Entwicklung des Werkstoffs über geeignete Formgebungsverfahren bis zur Erprobung der hergestellten Tiegelkomponenten in Kooperation mit Industrie und universitären Partnern erfolgreich um. Für seine Dissertation erhielt er die Bestnote „summa cum laude“.


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Der Dresdner Gesprächskreis der Wirtschaft und der Wissenschaft e.V. stiftet jährlich einen Preis für Nachwuchswissenschaftler. Es werden herausragende Abschlussarbeiten junger Wissenschaftler gewürdigt, die an den Technischen Universitäten Chemnitz, Dresden und der TU Bergakademie Freiberg erfolgreich verteidigt worden sind. Das Thema des diesjährigen Preises „Mobilität“ wurde mit einem Vortrag vom Präsidenten des Dresdner Gesprächskreises, Herrn Michael von Bronk, eingeführt. Die Preisverleihung fand im renovierten Lingner Schloss in Dresden in Anwesenheit des Oberbürgermeisters der Landeshauptstadt Dresden, Herrn Dirk Hilbert, des Präsidenten der Fraunhofer-Gesellschaft, Prof. Dr. Reimund Neugebauer, sowie Repräsentanten der sächsischen Mitgliedsuniversitäten und des als Gast eingeladenen Präsidenten der Brandenburgischen Technischen Universität statt. Den diesjährigen Preis des Dresdner Gesprächskreises der Wirtschaft und der Wissenschaft teilte sich Dr. Stefan Schafföner mit Stefan Schubert von der TU Chemnitz.

Mehr Informationen unter: http://www.dresdner-gespraechskreis.de/

Ansprechpartner:

Prof. Christos G. Aneziris, Tel. 39-2505

Intelligente Feuerfestwerkstoffe: Schwerpunktprogramm SPP 1418 erfolgreich abgeschlossen

19. Dezember 2015

v.l. Prof. Dr.-Ing. Alfons Ams, Dekan der Fakultät für

Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik, mit dem neu berufenen

Honorarprofessor Dr.-Ing. habil. Helge Jansen © TU Bergakademie Freiberg

Vom 8. bis 9. Dezember fand in der Alten Mensa der TU Bergakademie Freiberg das Abschlusskolloquium zum Schwerpunktprogramm SPP 1418 „FIRE“ statt. 120 Teilnehmer, davon 55 Industrievertreter als Industriebeirat, verfolgten die Präsentation der Ergebnisse aller Teilprojekte.

Im Rahmen des SPP 1418 "Feuerfest - Initiative zur Reduzierung von Emissionen - FIRE" wurden in zwei Förderperioden (2009-2012 und 2012-2015) Grundlagen für eine


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völlig neue Generation feuerfester Werkstoffe erarbeitet, die an die Stelle der bisher üblichen kohlenstoffhaltigen Materialien treten sollen. Kohlenstoffarme bzw. -freie Feuerfestwerkstoffe tragen dazu bei, den Kohlendioxidausstoß weltweit deutlich zu senken und durch verbesserte Wärmedämmung erhebliche Energieeinsparungen zu erzielen. Darüber lassen sich metallurgische Prozesse durch eine kohlenstofffreie „Clean-Steel-Technologie“ revolutionieren. In 20 Vorträgen und in einer Postersession präsentierten Projektbearbeiter und Projektleiter die erarbeiteten Grundlagen und Erkenntnisse vor DFG-Gutachtern und der DFG-Programmdirektorin Gruppe Ingenieurwissenschaften, Frau Dr.-Ing. Xenia Molodova . Die Ergebnisse des SPP 1418 sollen sowohl in die Auslegung intelligenter Produkte für die Metallurgie als auch in Spin Offs direkt einfließen.

Das Freiberger Feuerfestforum ist eine wichtige Plattform zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Aus diesem Grund stiftet der Verein MORE-Freiberg e.V. jährlich den Theodor-Haase-Preis und zeichnet damit hervorragende Diplom- und Masterarbeiten auf dem Gebiet Feuerfest / Hochtemperaturanwendungen aus. Den diesjährigen Preis erhielt Marcel Bastian von der Hochschule Koblenz für seine Masterarbeit zur Oxidation von nitridgebundenem Siliziumcarbid in Wasserdampfatmosphären bei Temperaturen von 900 - 1000 °C. Der Preis erinnert an den Freiberger Wissenschaftler Prof. Theodor Haase und sein Engagement in der Ausbildung von jungen Ingenieuren auf dem Gebiet der Silikattechnik.

Im Vorfeld des 6. Freiberger Feuerfestforums bestellte Prof. Klaus-Dieter Barbknecht, Rektor der TU Bergakademie, Dr.-Ing. habil. Helge Jansen zum Honorarprofessor für das Fachgebiet „Feuerfeste Erzeugnisse in metallurgischen Prozessen“. Er ist Geschäftsführer der Refratechnik Steel GmbH und bringt seine langjährige Industriekompetenz in der Herstellung feuerfester Materialien in die universitäre Lehre ein.

Mehr Informationen zum SPP 1418:

http://tu-freiberg.de/forschung/forschungsprojekte/grossforschung/spp1418

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Nora Brachhold


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3.10 Sonstiges

- 25.06.2015 - Mitwirkung am Forschertag des Schülerwettbewerbes „Lasst die Balken biegen“ des SFB 799 Betreuung von 8 Schülern am IKGB (M. Oppelt)

- 5.11.2015 - Betreuung/Institutsführung von 21 Schülern vom Albert-Schweitzer-Gymnasium Eisenhüttenstadt (M. Oppelt, P. Schubert)

- 07.05. und 04.06.2015 - Kaffee und Tee bei KGB mit Basteln von Porzellanfolien (C. Voigt)

- 03.12.2015 Kaffee und Tee bei KGB mit Kettenbasteln (A. Schmidt, P. Schubert, C. Voigt)


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6. Freiberger Feuerfestforum - Abschlusskolloquium des SPP 1418

- Alte Mensa, TU Bergakademie Freiberg - 08.-09.12.2015

Programm Dienstag, 08.12.15

11:00 Uhr Mikrorissstabilität und Temperaturwechselbeständigkeit Al2O3-reicher Magnesiumaluminat-Spinell-Werkstoffe mit Al2TiO5-Dotierungen für feuerfeste Anwendungen (TU Bergakademie Freiberg, Dr. Kirsten Moritz)

11:25 Uhr Mikrostrukturelle Prozesse an der Rissflanke beim Einsatz eutektischer Aggregate bei Hochtemperaturwechselbelastung (RWTH Aachen, M.Sc. Jonas Schnieder)

11:50 Uhr Neuartige Aluminiumoxid-Mullit-Werkstoffe für Feuerfestanwendungen: Herstellung und Steuerung der Mikrostruktur (OvGU Magdeburg, Prof. Michael Scheffler)

12:15 Uhr Begrüßung durch Prof. Dr. Klaus-Dieter Barbknecht, Rektor der Bergakademie Freiberg

12:20 – 13:15 Uhr Mittagsimbiss

13:15 Uhr Einsatz von Halbleiter- und Nanopartikel-Zusätzen zur Reduzierung des Kohlenstoffgehaltes in kohlenstoffgebundenen Feuerfesterzeugnissen (TU Bergakademie Freiberg, Dipl.-Ing. Annika Mertke)

13:40 Uhr Flexible Fertigung feuerfester Formteile aus faserverstärktem präkeramischem Papier (PRECERP) (Universität Erlangen-Nürnberg, M.Sc. Alexander Bonet)

14:05 Uhr Herstellung mehrlagiger Feuerfest-Verbundwerkstoffe über das Foliengießverfahren mit optimierten thermischen und chemischen Eigenschaften (Universität Erlangen-Nürnberg, Dipl.-Ing. Daniel Jakobsen)

14:30 Uhr Thermoschockbeständige kohlenstofffreie Feuerfestbauteile durch Mehrschicht-technologien (TU Dresden, Dipl.-Ing. Uwe Scheithauer)


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14:55 Uhr Herstellung, Charakterisierung und Modellierung feuerfester Werkstoffe mit zellularer Matrix (Universität des Saarlandes, Dipl.-Ing. Dirk Quinten / PD Dr.-Ing. Guido Falk)

15:20 – 15:50 Uhr Pause

15:50 Uhr Generativ hergestellte keramische Bauteile mit dreidimensional funktional-gradierten Strukturen (HS Bonn-Rhein-Sieg, Prof. Wolfgang Kollenberg)

16:15 Uhr Einfluss von reaktiven Aluminium- und Magnesiumoxid-Zusätzen auf die Korrosions- und Thermoschockbeständigkeit von spinell-bildenden Feuerbetonen (TU Bergakademie Freiberg, Dr. Torsten Westphal)

16:40 Uhr Ermittlung der Schädigung feuerfester Werkstoffe nach Thermoschock durch Resonanzfrequenz-Dämpfungsanalyse (RWTH Aachen, Dipl.-Ing. Nicolas Traon)

17:05 Uhr Entwicklung innovativer kohlenstoffgebundener Feuerfestsysteme für den Einsatz im Untergussverfahren zum Vergießen von Stahl (TU Bergakademie Freiberg, Dipl.-Ing. Jens Fruhstorfer)

Mittwoch, 09.12.15

08:30 Uhr Mikrostruktursimulationen zur systematischen Mechanismen-orientierten Entwicklung thermoschockbeständiger Materialien mit reduziertem Kohlenstoffgehalt (Universität Bayreuth, Prof. Heike Emmerich)

08:55 Uhr Schädigungsmechanische Multiskalenmodellierung zur Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit und Restfestigkeit oxidischer Feuerfestwerkstoffe durch gezielte Beeinflussung der Mikrostruktur (Universität Kassel, Dipl.-Ing. Janto Gundlach)


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09:20 Uhr Numerische Beanspruchungsanalysen und bruchmechanische Festigkeitskriterien zur Optimierung der Thermoschockbeständigkeit von gradierten und geschichteten Strukturen aus Feuerfestwerkstoffen (TU Bergakademie Freiberg, Dipl.-Ing. (FH) Dipl.-Math. (FH) Jarno Hein)

09:45 Uhr Simulation und Sensitivitätsanalyse der effektiven Wärmeleitfähigkeit neuer kohlenstoffarmen oder kohlenstofffreien keramischen Werkstoffe für die Stahlindustrie (KIT, TU Bergakademie Freiberg, Dipl.-Math. Cornelius Demuth)

10:10 – 10:40 Uhr Pause

10:40 Uhr Thermomechanische Charakterisierung emissionsreduzierter Feuerfestwerkstoffe (Forschungszentrum Jülich GmbH, Dipl.-Geow. Anna Böhm)

11:05 Uhr Physikalische und FE-Simulation des Thermoschockverhaltens (BTU Cottbus, Dr. Wei Zhang)

11:30 Uhr Zyklische und thermozyklische Beanspruchung von Feuerfestwerkstoffen im System MgO-C (TU Bergakademie Freiberg, Dipl.-Ing. Johannes Solarek)

11:55 Uhr Erarbeitung und Kommunikation einer integrativen Forschungsroadmap für den Bereich der Feuerfestkeramik (TU Ilmenau, Prof. Anja Geigenmüller)


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3.11 Ausgewählte Forschungsergebnisse


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4 Professur für Glas- und Emailtechnik 4.1 Publikationen 4.1.1 Veröffentlichungen in Zeitschriften und Fachbüchern Weigand, R., Hessenkemper, H., Matthes, S., Rössel, A.-K., Tritschel, D., Kretschmer, M.: Envisioning Improvement in the Radiative Heat Transfer and Service Life of the Silica Crown in Glass Furnaces. Refractories Manual (2) 2015, S. 200-203.

4.1.2 Vorträge und Poster Hessenkemper, H., Häußler, K.: Education in the field of ceramics and glass. DAAD-Forum zu Hochschulkooperationen zwischen Deutschland und den östlichen Bologna Mitgliedstaaten, 10.-14.05.2015, Tiflis, Georgien. Hönig, S., Lillpopp, L.: Enamels for Use in High-Temperature-Applications. 23rd International Enamellers Congress, 24.-28.05.2015, Florence, Italien. Ryssel, J.: Foam Enamel- Matching up highest reactivity of foaming agents with the most suitable viscosity of enamel, 23rd International Enamellers Congress, 24.- 28.05.2015, Florence, Italien. Häußler, K.: Ausbildung und Forschung am Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik der TU Bergakademie Freiberg. 20. Eurosymposium „Energieeffizienz & Recycling – Nachhaltigkeitskonzepte für die Keramik-Branche von morgen“, 8.-9.09.2015, Meißen. Häußler, K.: Higher education in the fields of ceramics – possibilities and limitations. Vortrag Education session, UNITECR 2015, 13.-18.09.2015, Wien, Österreich. Lüpfert, M., Franke, M.: Sekundärrohstoffaufbereitung und -einsatz in der sächsischen Glasindustrie. FIRE-Fachtagung „Sekundärrohstoffwirtschaft in Sachsen“, 23.09.2015, Freiberg. Lüpfert, M.: Reststoffnutzung zur Herstellung von Schaumglasplatten und neue Anwendungsmöglichkeiten, 4. Glashüttentag Junge DGG, 29.-30.09.2015, Freiberg.


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4.1.3 Erteilte Patente Al Hamdan, K., Hessenkemper, H.: Herstellungsverfahren eines Agglomerierten Glasgemenges. EP 2528872 B1.

4.1.4 Patentanmeldungen Al Hamdan, K., Hessenkemper, H.: Rote Alkali-Erdalkalisilikatgläser, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung. Patentanmeldung Nr. 102015000353.4.


4.2.1 Abgeschlossene Forschungsprojekte Innovatives Calciumsilicat-Material für Formgebung und Veredelung von Glaswerkstoffen für neuartige Solarthermie- und Photovoltaik-Anwendungen

Projektleiter/Bearbeiter: Dipl.-Ing. Kathrin Häußler / Dipl.-Ing. M. Lüpfert Laufzeit: 05/2013 - 04/2015 Projektträger: AiF Projekt GmbH ZIM-Kooperationsprojekt Partner: Calsitherm Verwaltungs GmbH Bad Lippspringe

Zusammenfassung In diesem Projekt wurden Calciumsilicat-Materialien entwickelt und erprobt, die völlig neue Wege zur Verwendung, Formgebung und -veredelung von Glaswerkstoffen zum innovativen Einsatz für die Solarthermie und Photovoltaik ermöglichen. Die Zielstellungen betrafen einerseits Formenmaterialien aus Calciumsilicat-Werkstoff für die Herstellung von Schaumglasformkörpern für Solarmodule und anderseits Calciumsilicat-Platten für den Transport und die Veredlung von heißem Flachglas mit geringerer Dicke als bisher produktionstechnisch möglich. Die Projektideen zur Umsetzung waren hierbei, Calciumsilicatmaterial mit besonderen Anwendungsparametern (z.B. Rohdichte, Porosität, Festigkeit, Mikrowellendurchlässigkeit, Korrosionsbeständigkeit) zu entwickeln, um Solarkollektoren wesentlich material- und kostengünstiger unter dem Aspekt einer effizienten Ressourcenverwendung herstellen zu können. Schwerpunkt im Teilprojet INSOL-IKGB waren die Entwicklung der Herstellungstechnologien sowie die Materialanalytik des Calciumsilicat-Materials.


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CorReCon- Korrosionsbeständiger Beton aus Abfallprodukten

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dip.-Ing. H. Erler / Dip.-Ing. A. Wehner / Dip.-Ing. S. Dunkel / Dip.-Ing. M. Neubert / Dip.-Ing. F. Häußler / M.Sc. M. Werner

Laufzeit: 12/2013 - 03/2015 Projektträger: SAB

Zusammenfassung Das Projekt „CorReCon“ ist ein abgeschlossenes ESF-Nachwuchsforscherprojekt der Förderperiode 2007-2012. Das Projekt wurde gefördert aus Mitteln des europäischen Sozialfonds und des Freistaates Sachsen. CorReCon startete im Dezember 2013 und beschäftigte sich mit der Verbesserung der chemischen Widerstandsfähigkeit von zementgebundenen Werkstoffen durch den Einsatz von glasigen Reststoffen. Die eingesetzten Prüfverfahren umfassten neben normgerechten Standardverfahren wie der Frost-Tausalz-Prüfung (DIN EN 12390-9) und Festigkeitsanalysen (DIN EN 196-1) auch angepasste und zum Teil selbst entwickelte Verfahren, wie eine beschleunigte Carbonatisierung unter erhöhten Kohlenstoffdioxid-Druck, Langzeitversuche zum Sulfatangriff, Ionenleitfähigkeit nach Auslaugungsversuchen sowie Abrasionstest und verschiedenste optische Untersuchungsmethoden zur Einschätzung stattgefundener Schädigungsmechanismen. In Sonderversuchsreihen wurde der Einsatz von Blähton sowie Glasfasern unter Einfluss der Reststoffe untersucht.

Es zeigte sich, dass durch den Einsatz von glasigen Reststoffen eine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von zementgebundenen Werkstoffen um bis zu 50% möglich ist. Aus den Erkenntnissen des Projektes ergeben sich neue Einsatzfelder für Reststoffe, die sonst üblicherweise kostenintensiv deponiert werden. Das Projekt wurde im März 2015 abgeschlossen.


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Thermochemisches Härten dünner Gläser Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. T. Voland Laufzeit: 11/2012 - 02/2015 Projektträger: AiF Projekt GmbH ZIM-Kooperationsprojekt Partner: SOF Equipment GmbH Zusammenfassung Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Prozesstechnologie aus einer Kombination von thermischen und chemischen Vorspannen, um ein Glas zu erzeugen, das höhere Festigkeitswerte als rein thermisch verfestigtes Glas erreicht, höhere Mikrohärte, Kratzfestigkeit und hydrolytische Beständigkeit aufweist und bei dessen Herstellung im Chargenbetrieb Taktzeiten von höchstens 10…20 Minuten benötigt werden. Dabei sollen handelsübliche Massengläser zum Einsatz kommen. Es soll ein Prozess sowie eine thermochemische Härteanlage entwickelt werden, der die Behandlungsdauer bei einer moderaten Erhöhung der Bruchfestigkeit im Vergleich zum thermischen Vorspannen minimiert, sowie weitere Eigenschaften verbessert. Dünne hochfeste, preiswerte Gläser werden in vielen Anwendungsgebieten, wie beispielsweise die Herstellung von schusssicheren Gläsern, dünnen Fenstergläsern für Gebiete mit hoher Windlast oder als mittlere Scheibe im Dreifach-Isolierglas eingesetzt.

Entwicklung einer Glass Bowl integriert in ein Waschtischsystem für den zivilen Luftfahrtbereich

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. T. Börner Laufzeit: 07/2013 - 12/2015 Projektträger: AiF Projekt GmbH ZIM-Kooperationsprojekt Partner: SCHÜSCHKE GMBH & Co. KG Zusammenfassung Von den verschiedenen Fluggesellschaften wird vermehrt der Wunsch geäußert, dass in den Bordtoiletten der Business und First Class Waschtischsysteme mit echten Glaswaschbecken (Glass Bowls) verbaut werden sollen. Da im Bereich von Passagiermaschinen sehr hohe Anforderungen an die Sicherheit aller verbauter Komponenten und Systeme gestellt wird, konnte dieser Wunsch bisher nicht erfüllt werden.


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Damit den Flugzeugbauern und somit auch den Fluggesellschaften zukünftig eine qualitativ hochwertige und ästhetische Lösung zur Verfügung steht, wollen die Kooperationspartner Schüschke und IKGB das vorliegende Entwicklungsvorhaben durchführen. Innovatives Ziel des Kooperationsprojektes ist die erstmalige Realisierung eines Waschtischsystems für Passagierflugzeuge mit einem freistehenden Waschbecken aus Glas. Hierbei sollen dann auch die Grenzen des Glaswaschbeckens in der zivilen Luftfahrt definiert werden. Damit diese Entwicklung innerhalb des Vorhabens realisiert werden kann, sind zum einen das neue bruchsichere Glaswaschbecken und dessen Herstellungsverfahren sowie zum anderen der Gesamtaufbau des Waschtisch- Systems und der Befestigungseinheit für das Waschbecken zu entwickeln.

Mehrstufiges Walzen von dünnem Glas mit Vorformung aus der Schmelze

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. M. Kretschmer Laufzeit: 03/2013 - 07/2015 Projektträger: AiF Projekt GmbH ZIM-Kooperationsprojekt Partner: Fickert + Winterling Maschinenbau GmbH Zusammenfassung Die Technologie des Glaswalzens ist bereits mehr als 200 Jahre bekannt, wurde aber durch den Floatprozess an den Rand gedrängt. Im Zuge der Energieeinsparungen und Senkung der Investitionsmittel wird dieses Verfahren wieder sehr interessant. Aber nicht nur ökonomische Vorteile sichern die Daseinsberechtigung dieser Technologie, die Möglichkeit nahezu beliebige Strukturen in die Glasoberflächen einzuwalzen bietet designtechnisch ein breites Anwendungsfeld. Der Lichtfalleneffekt für die Wirkungsgradsteigerung von Photovoltaik sowie Solarthermie Modulen gehören selbstredend dazu. Das Bestreben der Branche „Solarthermie / Photovoltaik“ den gestiegenen Kostendruck zum Teil auf die Zulieferer abzuwälzen, zwingt die Glasindustrie zu Innovationen, welche in zurückliegenden Zeiten aufgrund mangelnder Notwendigkeit nicht vorangetrieben wurden. Das Bestreben, Kosten durch Materialeinsparung zu senken, setzt sich zunehmend durch, hier die Reduzierung der Glasdicke. Das Ziel des Projektes ist es daher eine Walzanlage zu entwickeln und zu testen mit der die Herstellung von dünnem Walzglas möglich ist.


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4.2.2 Laufende Forschungsprojekte Hochtemperaturfeste, selbstschließende Fugenmasse für den Einsatz im Industrieofen

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl.-Chem. M. Hubrich Laufzeit: 09/2013 - 02/2016 Projektträger: AiF Partner: OMEGA Minerals Germany GmbH, Ingenieurbüro

Franke Glas-Technologieservice, f I glass GmbH Motivation Für die Abdichtung der Dehnfugen des Ofen- und Abgasraumes von Industrieöfen wird ein hochtemperaturbeständiges selbstschließendes Dichtungsmaterial gefordert, welches das thermische Dehnungsverhalten des Zustellungsmaterials beim Aufheizen durch mechanisches Nachgeben kompensieren kann und bei Betriebstemperatur eine vollständige und dauerhafte Abdichtung für die Materialqualität ermöglicht. Geopolymerschäume sind mineralische Massen, welche Schäumeigenschaften besitzen und temperaturabhängig reagieren. Die Gefügestruktur der Fugenmasse soll dem Aufheizvorgang angepasst werden und bei Erreichen der Betriebstemperatur eine Abdichtung mit geringer, geschlossener Porosität aufweisen. Das Fugendichtungsmaterial soll zunächst für die jeweils typischen hochtemperaturabhängigen Reaktionsbereiche Silica und bei positiven Ergebnissen anschließend auch für Aluminium-Zirkon-Silicat oder Magnesit eingestellt sein, und für den instationären Temperaturzustand kompressible, mechanische Eigenschaften und für den stationären Hochtemperaturzustand stabile Dichtungseigenschaften aufweisen.

Materialentwicklung für eine elektrisch leitfähige Emaillierung ohne Edelmetall Projektleiter/Bearbeiter: Dr.-Ing. Sabine Hönig, Dipl.-Ing. T. Lorenz Laufzeit: 03/2015 - 02/2017 Projektträger: BMWi Partner: Omeras GmbH

DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH Motivation Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer elektrisch leitfähige Emaillierung ohne Edelmetallanteil. Damit sollen die Qualität und Lebensdauer von emaillierten Industrietanks verbessert und neue Anwendungsfelder erschlossen werden. Ein großes Problem in solchen Tanks ist die durch bewegte Medien entstehende elektrostatische Aufladung (Triboelektrizität). Die hohe Ladung führt zu Durchschlägen in der elektrisch


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isolierenden Emailschicht, die dadurch zerstört wird. Bei Chemiereaktoren wird das Problem durch Einbringen von Silber- oder Platinpartikeln gelöst, was für Industrietanks aus Kostengründen nicht denkbar ist. Der Lösungsansatz besteht in der Verwendung von nichtedelmetallischen leitfähigen Zuschlägen. Die Aufgabe besteht darin, durch optimale Einstellung von Emailmatrix, Zuschlägen und Brennparametern eine ausreichend hohe Leitfähigkeit und Ladungsabführung zu erzielen. Dafür erfolgen Material- und Technologieentwicklung und die Einführung neuer Messtechnik für die Emailentwicklung und zur Qualitätssicherung.

Verfahrenstechnische Umsetzung einer Oberflächenveredelung in der Massenglasindustrie

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. M. Hötzel /

Dipl.-Ing. H. Erler Laufzeit: 09/2014 - 03/2016 Projektträger: AiF Partner: Pennekamp GmbH

Motivation In dem Kooperationsprojekt mit der Pennekamp GmbH wird eine verfahrenstechnische Umsetzung einer Oberflächenveredelung von Massengläsern entwickelt. Die Gläser sollen durch die Veredelung höhere Festigkeiten und bessere chemische Beständigkeit erhalten. Es soll sowohl im Flachglasbereich als auch im Behälterglasbereich ein Demonstrator zum Behandlungsmittelauftrag entwickelt werden, der die Dauerbeanspruchung während der Behandlung von Glas oberhalb der Transformationstemperatur widersteht. Im Bereich der Flachglasherstellung wird ein Behandlungsbalken entwickelt, welcher im ersten Drittel des Kühlofens eingesetzt wird um die Behandlung zu gewährleisten. Im Bereich der Hohlglasindustrie wird ein Tunnel konstruiert, der sowohl eine Außen- als auch eine Innenbehandlung der produzierten Hohlgläser gewährleisten soll. Die TU Bergakademie Freiberg hat die Aufgabenbereiche Weiterentwicklung der Veredelungssubstanze, Begleitung der Industrietest und die Ermittlung der Glaseigenschaften nach der Veredelung zu bearbeiten.


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Festigkeitssteigerung von gebogenem Glas durch Einsatz einer Oberflächenveredlung

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. M. Groß / Dipl.-Ing. H. Erler

Laufzeit: 06/2015 - 06/2016 Projektträger: AiF Partner: Glasbiegerei Pfaltz Motivation Die Glasbiegerei Pfaltz produziert aus Floatglas gebogene Glaserzeugnisse für verschiedenste Anwendungen. Dabei sind hohe Festigkeitswerte erstrebenswert. Eine thermische Vorspannung ist mitunter nicht ohne weiteres realisierbar. Hier setzt die im Projekt untersuchte Oberflächenvergütung an. Diese wird während des laufenden Biegeprozesses auf die Glasoberfläche aufgebracht. Sie führt zu einer Vermeidung von Oberflächenbeschädigungen des Glases und somit zu einer Erhöhung der Festigkeit. Das Verfahren erlaubt die Herstellung von Glas mit verbesserten mechanischen Eigenschaften ohne kostenintensive zusätzliche Bearbeitungsschritte.

Verbesserung der chemischen Beständigkeit von pharmazeutischen Gläsern durch Oberflächenveredelung

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. M. Neubert / Dipl.-Ing. M. Groß

Laufzeit: 09/2015 - 08/2016 Projektträger: AiF Partner: AMBEG Dr. J. Dichter GmbH Motivation Die AMBEG Dr. J. Dichter GmbH baut Glasformmaschinen zur Herstellung von pharmazeutischen Verpackungsmitteln. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Demonstrators eines Zusatzmoduls zu der Formgebungsmaschine von pharmazeutischen Verpackungsmitteln aus Glas, welcher eine Behandlung des Glases mit dem Oberflächenvergütungsmittel ML gewährleistet. Im pharmazeutischen Verpackungsglasbereich häufen sich aktuell Qualitätsprobleme, die durch unzureichende chemische Beständigkeit der Glasbehälter zu Wechselwirkungen mit dem Verpackungsgut führen. Diese Qualitätsprobleme werden durch den Einsatz der Behandlung vermieden. Dadurch kann das Borosilikatglas für hochempfindliche Medikamente verwendet werden, für welche zurzeit der Einsatz des kostenintensiven Quarzglases nötig ist.


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Für die Qualitätskontrolle soll eine berührungslose Online-Messtechnik entwickelt und in die verfahrenstechnische Lösung integriert werden. Diese gewährleistet eine Vollprüfung des Behandlungserfolges durch optische Detektion des Reaktionsbelages auf der Glasoberfläche mittels der Streuung eines Laserstrahls.

Regelbarer Flächenbrenner in Reinraumanwendungen

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl.-Math. S. Matthes /

Dipl.-Ing. M. Kretzschmer / Dipl.-Ing. T. Voland Laufzeit: 04/2014 - 03/2016 Projektträger: AiF Projekt GmbH ZIM-Kooperationsprojekt Partner: Ernst Pennekamp GmbH & Co. OHG Motivation Das Projekt umfasst die Erforschung und Entwicklung eines auf Basis von Erdgas betriebenen Durchlaufofens speziell für die Pharmaindustrie. Das Projekt beinhaltet als Schwerpunkt die Neuentwicklung eines Brennersystems, welches den spezifischen Restriktionen der Pharmaindustrie gerecht wird. Zu den wesentlichen Aufgaben in diesem Projekt gehört die Entwicklung einer neuen Brennertechnologie. Dabei sollen mehrere Stahlrohre mit nur einem Hauptbrenner betrieben werden. Dabei gilt es in der Entwicklung die konstruktive Umsetzung der Beheizung zu erarbeiten sowie die passenden Werkstoffe für die einzusetzenden Stahlrohre zu bestimmen. Außerdem werden Simulationen des Temperaturfeldes vorgenommen, die für die Steuerung des Brenners unabdingbar sind. Weiterhin soll der entwickelnde Brenner in einen Versuchsträger eingebunden sowie in diesem getestet werden. Das fertige Produkt soll auf nationalen sowie internationalen Märkten vertrieben werden. Dabei wird ein Verkaufspreis von ca.150.000 € angestrebt.


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Analyse und Strategien zum Verringern von Anbackungen bei der Lagerung von Mehrstoffsystemen insbesondere Glasgemenge im Rohstoffsilo

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dr.-Ing. K. Al Hamdan Laufzeit: 05/2013 - 04/2016 Partner: AiF

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik/TU Bergakademie Freiberg

Motivation Die Zeitverfestigung der Komponenten im Rohstoff-Gemengesilo führt bei der Glasherstellung häufig zu Betriebsstörungen. Aus diesem Grund wurde im Rahmen eines AiF-geförderten Projekts das Anbackungsverhalten von Mehrstoffsystemen während der Lagerung untersucht. Schwerpunktmäßig sind an Glasgemengen verschiedener Zusammensetzung die Einflüsse von Temperatur und Feuchtigkeit auf das Zeitverfestigungs- und Wandreibungsverhalten erforscht worden. Dabei wurden kritische Gemengebestandteile, -zusammensetzungen, Prozess- und Silogestaltungen zu identifizieren sowie anschließend Empfehlungen für das störungsfreie Austragen des Glasgemenges erarbeitet. An Hand der Labor- und Industriellenversuche kann folgende Ergebnisse abgeleitet werden: Gemengeentmischung, lange Lagerzeit, Feuchtigkeit mehr als 4%, höhere Temperatur und unpassende Silowandmaterial- und Konstruktion begünstigen die Bildung von temperaturstabile Produkte, wie Burkeite, Pirssonite. Diese sind bei höheren Temperaturen > 40°C stabil und verursachen starke Anbackungen. Die Lagerung des Gemenges im Temperaturbereich zwischen 36°C und 43°C, um die Bildung von Soda- Heptahydrat sowie Burkeite, Pirssonite zu vermeiden. Durch Auswahl eines geeigneten Silowandmaterial oder durch komplette Auskleidung (innen) des Silos oder teilweise z.B. im Auslaufbereich und an die Kanten mit Werkstoff mit minimalste Benetzung, höhere Mikrohärte und chemische Beständigkeit (wie z.B. Polyurethan). Eine Homogenisierung des Gemenges und Verhinderung der Gemengeentmischung, besonders an die Übergabestellen und bei der Füllung des Gemenges im Silo, kann die Anbackung an der Wand verhindert werden. Anbackungen treten bei der Vergrößerung der Feinrohstoffanteile, z.B. Filterstaub und Feldspat und erhöhte Feuchtigkeit im Gemenge. Die Gemengeentmischung kann minimiert werden durch enge Auswahl der Korngrößenverteilung <1:1,3. Mit dem Einbau von Druckluftdüsen im Bereich des Siloauslaufes könnte dafür gesorgt werden, dass die Festkörperbrücken durch das diskontinuierliche Eindüsen der Druckluft zerstören und somit die Anbackungen vermindert werden.


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Berührungsloser Transport von Flachglas im Temperaturbereich von 550 bis 800 °C durch Ultraschallleviation

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. M. Kretschmer Laufzeit: 05/2014 - 04/2016 Partner: Ernst Pennekamp GmbH & Co. OHG

BMWi Motivation Für das Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik der TU Bergakademie Freiberg stellt die Entwicklung des berührungslosen Handlings von Glas im heißen Zustand ein neues Forschungsgebiet dar. Bisher stand die Alternative dieses Themas im Fokus des Instituts, aber auch in der Glasindustrie generell: Die Optimierung des Kontaktes zwischen heißem Glas und den Handling- bzw. Formgebungsmaschinen. Diese Optimierung des Kontakts stößt jedoch vor allem in den Temperatur- bzw. Viskositätsbereichen des Klebens an seine Grenzen. Das berührungslose Handling hat gerade in diesem Zusammenhang das Potential, die Glasindustrie für die Zukunft zu rüsten. Oftmals unterliegen Limitierungen seitens eines Glasproduktes nicht den materialtechnischen Eigenschaften des Endprodukts sondern den Glaseigenschaften während der Herstellung. Aufgrund der Neuartigkeit der Technologieanwendung bei der Glasherstellung / dem Glastransport, steht eine Vielzahl von relevanten Messungen aus. In diesem Zusammenhang ist vor allem das strukturelle temperaturabhängige Verhalten des Glases in Folge der Einwirkung des Ultraschalls zu nennen.


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4.3.1 Ingenieurpraktika Energieverbrauchsanalyse und Erarbeitung von Verbesserungsvorschlägen anhand eines Benchmarks am Schmelzaggregat der Glashütte Freital GmbH

Verfasser: Sanny Reich Betreuer: Prof. Dr.-Ing. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. T. Börner

Analyse des Prozessschrittes Feuerpolitur

Verfasser: Carsten Holl Betreuer: Prof. Dr.-Ing. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. T. Börner

4.3.2 Studienarbeiten Untersuchung modifizierter Floatglasoberflächen mit einer Surface Ablation Cell (SAC) zur Bestimmung der Ionen-Tiefenprofile

Verfasser: Selina Presser Betreuer: Prof. Dr.-Ing. H. Hessenkemper /

Dipl.-Chem. M. Hubrich / Dipl.-Ing. T. Voland

Verfahrenstechnik der Oberflächenveredelung von Glas im Herstellungsprozess

Verfasser: Benjamin Lomtscher Betreuer: Prof. Dr.-Ing. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. H. Erler

Herstellung und Untersuchung einer elektrisch leitfähigen Emaillierung

Verfasser: Philippe Hahn Betreuer: Dr.-Ing. S. Hönig

Messung der Glaskerntemperatur und der Oberflächentemperatur von Flachglas hinsichtlich des Einflusses der Kantengeometrie und der spektralen Eigenschaften. Fortführende Messungen zur Prüfung des Messprinzips auf praktische Anwendbarkeit

Verfasser: Miriam Bach Betreuer: Prof. Dr.-Ing. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. T. Börner


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Inbetriebnahme eines Versuchstandes zur Ultraschalllevitation von Flachglas bis zu Temperaturen von 700°C

Verfasser: Rebecca Lehmann Betreuer: Prof. Dr.-Ing. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. M. Kretschmer

4.3.3 Diplomarbeiten / Masterarbeiten Der Einfluss von Gleich- und Mischströmen auf den Ionentransport und das elektrochemische Verhalten in Glasschmelzen

Verfasser: Torsten Lorenz Betreuer: Prof. Dr.-Ing. H. Hessenkemper / Dipl.-Ing. M. Groß Zusammenfassung Ziel der Arbeit war die Untersuchung der Ionenmigration in Schmelzen verschiedener glasiger Systeme unter dem Einfluss eines Gleich- bzw. Mischstromes sowie eine mögliche Reduktion von Bestandteilen der Schmelze an der Kathode. Hintergrund ist die Gewinnung von Metallen aus Reststoffschmelzen. Dazu wurden die Schmelzen eines Kalk-Natron-Silikat-Modellglases, eines Reststoff-Bleiglases sowie einer metallurgischen Schlacke mit verschiedenen Gleich- und Mischströmen beaufschlagt. In der Arbeit konnte eine Ionenmigration in der Schmelze nachgewiesen werden. Es wurden Möglichkeiten aufgezeigt, die elektrochemische Abscheidung von Metallen zur Rohstofferzeugung aus Reststoffschlacken zu nutzen.


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4.4 Promotionen 4.4.1 Laufende Promotionen Dipl.-Chem. Michael Hubrich Herstellung und Charakterisierung modifizierter Glasoberflächen Dipl.-Ing. Kathleen Kretschmer Oberflächenveredelung von Faserglas Dipl.-Ing. Michael Kretschmer Thermisches Härten dünner Gläser Dipl.-Ing. Marc Lüpfert

Entwicklung neuer Technologieschritte zur Herstellung optimierter Solarkollektoren aus Schaumglas

Dipl.-Ing. Liesa Hübner Umsetzung von oberflächenveredelnden Technologien der Massenglasindustrie Dipl.-Ing. Thomas Voland Glasverfestigung Dipl.-Ing. Mathias Hötzel

Entwicklung von einer Verfahrenstechnik zur Oberflächenveredelung von verschiedenen Massengläsern

Dipl.-Math. Sascha Matthes

Mathematische Methoden der Glastechnologie

Dipl.-Ing. Martin Groß

Glaskorrosion

Dipl.-Ing. Harald Erler Nutzung von glasigen Reststoffen zur Optimierung von Konstruktionsmaterialien

Dipl.-Ing. Tobias Börner Thermisches Härten von dünnem Glas


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4.5 Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften Prof. Dr-Ing. H. Hessenkemper

- Mitglied der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft (DGG), Fachausschüsse „Physik und Chemie des Glases“ „Formgebung“ „Ofenbau und Wärmewirtschaft“ „Glasrohstoffe und Glasschmelze“

- Gründungsmitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V.

Dr.-Ing. habil. R. Bruntsch - Mitglied der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft (DGG)

Dipl.-Ing. K. Häußler

- Gründungsmitglied des Vereins MORE Freiberg e.V. - Mitglied im Fakultätsrat Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik - Mitglied im Verein „Haus der kleine Forscher“ e.V.

Dr.-Ing. S. Hönig

- Mitglied der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft (DGG), Unterausschuss Glasanalyse im Fachausschuss I

- Mittglied des Deutschen Emailverbandes

Dr.-Ing. K. Al Hamdan - Mitglied der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft (DGG)

Dr.-Ing. R. Weigand

- Mitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V. - Mitglied des Vereins Gesellschaft von Freunden der Glasfachschule Zwiesel e. V. - Mitglied des Vereins Freunde und Förderer der Technischen Universität

Bergakademie Freiberg e.V. - Mitglied im Vorstandsrat der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft e.V. (DGG) - Mitglieder der Jungen DGG - Sprecher - Mitglied des VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V.

Dipl.-Wirt.-Ing. A.-K. Rössel

- Mitglied des Vereins Gesellschaft von Freunden der Glasfachschule Zwiesel e. V.

Dipl.-Chem. M. Hubrich - Mitglied des Vereins Gesellschaft von Freunden der Glasfachschule Zwiesel e. V. - Mitglied des Vereins Freunde und Förderer der Technischen Universität

Bergakademie Freiberg e.V.


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DAAD-Forum zu Hochschulkooperationen zwischen Deutschland und den östlichen Bologna Mitgliedstaaten, 10.-14.05.2015, Tiflis / Georgien

- Prof. H. Hessenkemper, K. Häußler ACerS GOMD-DGG Joint Annual Meeting (Glass & Optical Materials Division (GOMD) and 89th DGG Annual Meetings) 17.05.2015 - Prof. H. Hessenkemper 3. Sachsengala Haus der kleinen Forscher, 04.06.2015 Leipzig - K. Häußler 20. Eurosymposium „Energieeffizienz & Recycling – Nachhaltigkeitskonzepte für die Keramik-Branche von morgen“, 08.-09.09.2015, Meißen - K. Häußler UNITECR 2015, Wien 15.-18.09.2015

- K. Häußler ceramitec 2015 München September 2015

- K. Häußler FIRE-Fachtagung „Sekundärrohstoffwirtschaft in Sachsen“ - Freiberg - 23.09.2015

- M. Lüpfert 4. Glashüttentag Junge DGG – Freiberg – 29.-30.09.2015

- Dr. R. Weigand, T. Lorenz, M. Lüpfert

HVG-Fortbildungskurs 2015 Chemische, physikalische und emissionsrelevante Analytik für die Glasindustrie, Offenbach, 23.11.2015

- M. Hubrich Regionales Emaillierertreffen des DEV - Sangerhausen - 26.11.2015

- Dr. S. Hönig, T. Lorenz

Herbstsitzung des UA Glasanalyse des FA I der DGG, Berlin, 03.12.2015 - Dr. S. Hönig


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4.7 Preise und Auszeichnungen Förderpreis Richard Hartmann 2015 des Industrieverein Sachsen 1828 e.V.

- Dr. Rolf Weigand GlaWi Award der Jungen DGG 2015

- Torsten Lorenz 3. Sachsengala Haus der kleinen Forscher, 04.06.2015 Leipzig

- Kathrin Häußler

Auszeichnung herausragender Trainer sowie Zertifizierung von Kindertagesstätten


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4.8 Pressemeldungen Glashüttentag erstmals in Freiberg mit Premiere des GlaWi-Awards

01. Oktober 2015

Dr. Rolf Weigand mit dem GlaWi-Award Gewinner Torsten Lorenz und dem Prorektor für Forschung, Prof. Broder Merkel (v.l.n.r.) ©TU Bergakademie Freiberg Zum ihrem 250-jährigen Bestehen holte die TU Bergakademie Freiberg den 3. Glashüttentag der Jungen Deutschen Glastechnischen Gesellschaft (DGG) erstmals nach Freiberg. Vom 29. bis 30. September stellten 12 Jungingenieure ihre Arbeiten vor. Höhepunkt war die Verleihung des GlaWi-Awards.

Auf der 2-tägigen Tagung in der Alten Mensa kamen insgesamt 40 junge Ingenieure aus ganz Deutschland zusammen, um gemeinsam über ihre Arbeiten im Bereich der Glastechnik zu diskutieren. „Wir wollen Nachwuchswissenschaftler auf dem Gebiet der Glasherstellung und -entwicklung in Forschung und Technik unterstützen und ihnen eine Plattform für den wissenschaftlichen und fachlichen Austausch geben“, erklärt Dr. Rolf Weigand, Sprecher der Jungen DGG.

Auf dem Glashüttentag in Freiberg gab es zudem eine Premiere. Erstmals verlieh die Junge DGG am 29. September den GlaWi-Award für herausragende Bachelor, Master- und Diplomarbeiten. Professoren aus ganz Deutschland hatten in den vergangenen Monaten die Möglichkeit Studenten und ihre Abschlussarbeiten vorzuschlagen. Die eingereichten Bewerbungen wurden von einer unabhängigen Fachkommission bewertet. Diese entschieden sich für Torsten Lorenz vom Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik an der TU Bergakademie Freiberg. Überreicht wurde der mit 250 Euro dotierte Nachwuchspreis von Prof. Broder Merkel, Prorektor für Forschung.

Torsten Lorenz untersuchte den Einfluss von Gleich- und Mischströmen auf den Ionentransport und das elektrochemische Verhalten in Glasschmelzen. Die Ergebnisse seiner Arbeit sowie das Potential des Verfahrens stellte er im Rahmen seines Vortrages


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dar. „Ich fühle mich sehr geehrt, diesen Preis erhalten zu haben. Es freut mich besonders, dass die Jury den Effekt der Ressourcenschonung meiner Arbeit, was für die TU Bergakademie Freiberg von jeher ein Schwerpunkt ist, würdigt“, so Torsten Lorenz.

Im Rahmen der Tagung erhielt Dr. Ulrich Roger, Geschäftsführer der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, am 30. September die Urkunde für die Gastprofessur am Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik überreicht. Stellvertretend für Prof. Hessenkemper, Professur für Glas- und Emailtechnik in Freiberg, übergab Herr Dr. Weigand die Urkunde. Herr Dr. Roger lehrt damit weiterhin im Bereich Formgebungsverfahren der Behälterglasherstellung.

Die Junge DGG gibt es seit 2012. Gegründet wurde sie mit dem Ziel, das Interesse der jungen Leute innerhalb der DGG zu vertreten. Im Jahr 2013 fand der 1. Glashüttentag als Podium für junge Ingenieure und deren Arbeiten an der TU Ilmenau statt. Der 4. Glashüttentag im September 2016 findet beim Berlin Glass e.V., der auch die Glasskulptur für den GlaWi-Award angefertigt hat.

Freiberger Forscher mit Industrieverein-Förderpreis geehrt 22. Mai 2015

Laudator Jürgen Preiss-Daimler, Preisträger Dr. Rolf Weigand und Präsident Prof. Dr. Hans J. Naumann (v.l.n.r.) © IndustrievereinSachsen 1828 e.V. Für seine Forschungsarbeiten im Bereich der Feuerfestmaterialien erhielt Dr. Rolf Weigand den Richard Hartmann-Preis. Im Rahmen der Festveranstaltung zum 10. Tag der Industrie und Wissenschaft, den der Industrieverein Sachsen 1828 e.V. am 20. Mai an der TU Chemnitz ausrichtete, erhielt Dr. Rolf Weigand die mit 5.000 Euro dotierte Auszeichnung. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Glas- und Emailtechnik wurden damit seine


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Forschungsarbeiten im Bereich der Standzeitverlängerung von Feuerfestmaterial im Glasschmelzkontakt gewürdigt. Mit dem „Richard-Hartmann-Förderpreis“ prämiert der Verein jährlich wissenschaftliche Ergebnisse im Freistaat mit einem hohen Praxisbezug, die zur Stärkung der sächsischen Wirtschaft beitragen. Laudator Jürgen Preiss-Daimler, geschäftsführender Gesellschafter der P-D Group, lobte insbesondere das Durchhaltevermögen des jungen Wissenschaftlers: „Mit Aufnahme seiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Jahre 2008 führte Herr Dr. Weigand die mit seiner Diplomarbeit begonnenen vielversprechenden Forschungsarbeiten im Bereich der Standzeitverlängerung von Feuerfestmaterial fort. Die Überführung erster Laborergebnisse in praxisgerechte Anwendungen wurde zunächst über eine Nachwuchsforschergruppe, deren Förderzeitraum mit hervorragenden Arbeitsergebnissen endete, und anschließend über eine Forschungstransferförderung des Bundeswirtschaftsministeriums vorangetrieben. Während dieser Zeit schloss Rolf Weigand im Jahr 2013 auch die Promotion zum Dr.-Ing. ab. Das Ziel der Unternehmensgründung, die im Herbst des vergangenen Jahres unter dem Namen ancorro GmbH erfolgte, hat Dr. Rolf Weigand dabei nie aus den Augen verloren.“ „Über die Auszeichnung freue ich mich sehr und begreife diese als Ansporn und Motivation für unsere weitere Arbeit“, so der Preisträger. Besonderen Dank richtete er an die bisherigen Wegbegleiter und Unterstützer, insbesondere an Doktorvater und Mentor Prof. Heiko Hessenkemper, sein Forscherteam und die Universität: „Ohne die gute und unkomplizierte Zusammenarbeit aller Akteure, die aus meiner Sicht ein Markenzeichen der Bergakademie ist, wären die bisherigen Ergebnisse nicht zu realisieren gewesen.“ Schrittweise soll nun die in der Glasindustrie bereits im Einsatz befindliche Veredelungstechnologie auch auf die Bereiche Eisen- und Nichteisenmetallurgie überführt werden. Der Industrieverein Sachsen 1828 e.V. ist eine Vereinigung der sächsischen Wirtschaft. Die 127 Mitglieder des Vereins sind Industrieunternehmen und industrienahe Gesellschaften, die mehr als 50.000 Arbeitsplätze in Sachsen sichern und einen jährlichen Umsatz von 15 Milliarden Euro erwirtschaften. Sie werden im Industrieverein Sachsen 1828 e.V. durch 261 Firmenvorstände und Geschäftsführer vertreten. Neben den „klassischen Unternehmen“ gehören auch Hochschulen und Forschungseinrichtungen zu den Mitgliedern, darunter auch die TU Bergakademie Freiberg. Zusätzlich zum Förderpreis „Richard Hartmann“ vergibt der Verein regelmäßig Deutschlandstipendien an Studenten der Mitgliedshochschulen. Im Rahmen der gestrigen Festveranstaltung wurden 13 Deutschlandstipendien ausgereicht, darunter drei an Studierende der TU Bergakademie Freiberg.


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Schülerkolleg: Keramik trifft Stahl

In die Welt der Hightech-Materialien tauchen Teilnehmer eines Schülerkollegs noch bis heute an der TU Bergakademie ein. Die jungen Leute aus Sachsen und Sachsen-Anhalt erhalten dabei Einblicke in die Forschung der beiden Institute für Keramik, Glas- und Baustofftechnik sowie für Eisen- und Stahltechnologie. So konnten sie in der Lauchhammerhalle nach der Erhitzung im Induktionsofen selbst einmal Stahl gießen und härten. Hier probiert das Fanny Getzlaff, Elftklässlerin am Geschwister-Scholl-Gymnasiums Freiberg, aus - assistiert vom Praktikumsleiter Michael Hölzel (r.). Auf dem Programm der Werkstofftechnik-Woche standen zudem Vorlesungen und Exkursionen. Letztere führten unter anderem in ein Stahlwerk, in eine Keramikfabrik sowie zu einem Emaillierwerk.

erschienen am 22.10.2015 Glas-Experten schlüpfen in Schlumpf-Kostüme

In der DRK-Kindertagesstätte "Regenbogenland" in Großschirma hatte sich gestern Vormittag "Besuch aus Schlumpfhausen" angesagt. Rolf Weigand und Anne-Katrin Rössel hatten sich in Figuren aus der Comicserie ...

erschienen am 20.08.2015

Messe soll neue Chancen eröffnen

Rolf Weigand hat heute einen Auftritt auf der Hannover-Messe. Vor Fachleuten hauptsächlich aus der Gießereibranche erläutert der Absolvent der Bergakademie das von ihm zur Marktreife geführte Verfahren ...

erschienen am 16.04.2015

© Copyright Chemnitzer Verlag und Druck GmbH & Co. KG


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5 Professur für Baustofftechnik

5.1 Publikationen

5.1.1 Veröffentlichungen in Zeitschriften und Fachbüchern Westphal, T., Bier, Th. A., Takahashi, K., Wahab, M.: “Using exploratory factor analysis to examine consecutive in-situ X-ray diffraction measurements”, 2015, Powder Diffraction 30 (4), pp. 340–348. Onoue, K., Tamai, H., Suseno, H.: “Shock-absorbing capability of lightweight concrete utilizing volcanic pumice aggregate”, 2015, Construction and Building Materials 83, pp. 261-274. Schiller, P., Wahab, M., Bier, T., Waida, S., Mögel, H.J.: “Capillary forces and sorption hysteresis of cement paste with small slite pores”, 2015, Procedia Materials Science 11, pp. 649-654.

5.1.2 Vorträge und Poster Bier, Th. A, Takahashi, K.: “Influence of Pumping on Fresh Concrete Properties for SCC”, ACI Spring 2015 Conference – Kansas City (USA) – 13. April 2015, Vortrag. Westphal, T., Bier, Th. A.: “About examination of in-situ XRD data by multivariate statistics and representation of heat flow and length change by these data”, 19. Internationale Baustofftagung (19. ibausil), 16.-18. September 2015, Weimar, Vortrag. Takahashi, K., Bier, Th. A.: “Effects of Mixing Periods and Mix Design Parameters on Reducing Early-age Shrinkage of Cement-based Mortars”, 19. Internationale Baustofftagung (19. ibausil), 16.-18. September 2015, Weimar, Vortrag. Waida, S., Bier, Th. A.: „Einfluss von Fließmitteln auf das Erstarrungsverhalten hochfester Mörtel“, 19. Internationale Baustofftagung (19. ibausil), 16.-18. September 2015, Weimar, Vortrag. Xhaferri, E., Bier, Th. A.: „The influence of the mechanical process in slag-activated binders”, 19. Internationale Baustofftagung (19. ibausil), 16.-18. September 2015, Weimar, Vortrag.


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Qoku, E., Bier, Th. A.: “Calorimetry and in-situ XRD investigation of the influence of internal standards on the hydration kinetics of cement pastes”, 19. Internationale Baustofftagung (19. ibausil), 16.-18. September 2015, Weimar, Poster. Bier, Th. A., Bajrami, A., Westphal, T., Qoku, E., Qorllari, A.: “Influence of Re-dispersible Powders on Very Early Shrinkage in Functional Mortars”, ICPIC-20.-21. Oktober 2015, Vortrag.


5.2.1 Laufende Forschungsprojekte Development and Optimisation of SLU

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. T. Bier / K. Takahashi Laufzeit: 11/2003 - 10/2016 Partner: UBE Industries Tokio, Japan F & E Motivation In diesem Projekt werden der Einfluss der Mischungszusammensetzung, der Hydratation und der Mikrostruktur von Ausgleichsmörteln auf deren rheologischen Eigenschaften, Schwind-/Dehnverhalten sowie Dauerhaftigkeit untersucht. Nachdem Herr Emoto den Einfluss von Verzögerern und Fließmitteln und Herr Nukita den Einfluss von Polymerpulvern untersuchte, beschäftigte sich Herr Onishi mit dem Einfluss der Sulfatquelle. Herr Takahashi untersucht die Auswirkungen des Mischprozesses und der Pumpdistanz auf diese speziellen Systeme.

Netzwerk Werkstoffwissenschaft und -technologie

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. T. Bier Laufzeit: 01/2011 – 12/2016 Partner: Deutscherer Akademischer Austauschdienst (DAAD)

University Tirana, Polytechnical University Tirana, University Vlora, University Elbasan, State University

Tetovo, University Pristina


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Motivation Entwicklung technischer und naturwissenschaftlicher Bereiche an den Universitäten der Region Kosovo, Albanien, Mazedonien im Netzwerk Werkstoffwissenschaft wobei mittel- und langfristig folgende Ziele verfolgt werden: Lehre: Aus- und Weiterbildung der Studenten und Lehrenden vor Ort mit dem Ziel gerade die kleineren Universitäten durch die Einbindung in das Netzwerk die Möglichkeit zu geben ihre Ressourcen zu erweitern. Dazu soll eine stärkere Fokussierung auf die Zusammenarbeit mit den Universitäten gelegt werden, was z.B. durch einen neuen Anlauf eines gemeinsamen Masterstudienganges geschehen kann. Forschung: Entwicklung einer soliden sowohl experimentellen als auch handwerklichen Basis zur Abwicklung von F&E Arbeiten durch die einzelnen Professuren einschließlich der Expertise die Ergebnisse entsprechen zu veröffentlichen bzw. örtlichen Unternehmen zur Anwendung zu bringen.

CO2 reduced concrete using local secondary raw materials Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. T. Bier / Dipl.-Ing. F. Krause Laufzeit: 08/2011 – 12/2015 Partner: Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD) National University of Sciences & Technology (NUST) Motivation Die Zementherstellung ist für bis zu 10% der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Die Verwendung von Aschen, Schlacken und anderen Klinkeraustauschstoffen führt zu einer Reduktion dieser CO2-Emissionen. Art und Qualität der Klinkeraustauschstoffe variiert regional sehr stark. Ziel ist der Transfer moderner Zement- und Betontechnologie nach Pakistan und die entsprechende Adaption an regionale Gegebenheiten.

Mikromechanische Modellierung des Trockenschwindens von Zementstein auf Basis der Porengrößenverteilung und der Kapillarkräfte

Projektleiter/Bearbeiter: Prof. Dr.-Ing. T. Bier / Dipl.-Ing. S. Waida (IKGB) Prof. Dr. H.-J. Mögel / Dr. M. Wahab (IPC) Laufzeit: 09/2014 – 08/2016 Partner: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)


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Motivation Trocknung, Schwinden und Quellen von Beton bei Variation der relativen Luftfeuchte sind mit enorm starken Kapillarkräften verbunden und haben eine große Bedeutung für die Haltbarkeit, Belastungsfähigkeit und damit für die Bemessung von Bauteilen. Zum Schwindungs- und Quellverhalten von Zementstein existieren verschiedene mechanistische und semiquantitative Modelle, in denen die Wasserbindung an die Oberfläche durch Chemisorption, Filmbildung und Kapillarkondensation in den Poren berücksichtigt wird. In die Modellierung konnten bisher die inneren Kräfte in den Mikro- und kleinen Mesoporen jedoch nicht ausreichend einbezogen werden, da sie nicht mit einer makroskopischen Theorie bestimmbar sind. Im geplanten Projekt sollen quantitative Zusammenhänge zwischen dem Verlauf der Wasserdampfsorptionsisothermen und der Porengrößenverteilung sowie Porenform auf der Basis einer mesoskopischen Adsorptionstheorie und von Computer-simulationen ermittelt werden. Des Weiteren soll ein mikromechanisch begründetes Modells für das Schwinden und Quellen bei Variation der relativen Luftfeuchte erstellt und die Auswirkungen des Schwindens und Quellens auf die Materialfestigkeit untersucht werden. Es soll geklärt werden, wie die mechanischen Spannungen an den Wänden kleiner ganz oder nur teilweise gefüllter Poren mit der Porengröße skalieren und von der relativen Feuchte abhängen. Der Einfluss der Porengeometrie wird durch Kugel-, Zylinder- und Schlitzporen berücksichtigt. Aus der erweiterten Kapillaritätstheorie und den durch Computersimulationen ermittelten Kräften soll die Schwindung unter Verwendung des experimentell erhaltenen Kompressionsmoduls berechnet werden. Durch geeignet formulierte Konstitutivgleichungen finden auch irreversible Effekte Berücksichtigung. Einflüsse des Trocknungsschwindens auf Microcracking können so abgeschätzt werden. Der besonderen Bedeutung der Mikroporen wird in den experimentellen Arbeiten des Projekts durch die Auswahl verschiedenartiger Zementsteine aus Portlandzement, Tonerdezement und Hochofenzement Rechnung getragen. Dazu sind umfangreiche Messungen des Wasserdampfsorptions- und Schwindungsverhaltens, der mikroskopischen Morphologie, der Porengrößenverteilung und des Kompressions-moduls vorgesehen. Für die Charakterisierung des Mikroporenbereichs wird die Messung der Stickstoffadsorption benötigt. Auf Grundlage der experimentellen Ergebnisse soll der Zusammenhang zwischen Porengrößenverteilung im Mikro- und Mesoporenbereich und dem Schwindverhalten untersucht werden. Die korrespondierenden experimentellen und theoretischen Arbeiten gestatten die unmittelbare Validierung des zu entwickelnden mikromechanischen Modells des Trocknungsschwindens.


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5.3.1 Ingenieurpraktika Erhöhung der Druckfestigkeit von Thermoziegeln durch geeignete Zuschlagstoffe

Verfasser: Markus Schmidt Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Th. A. Bier / Dipl.-Ing. F. Krause

Dipl.-Ing. Ralf Borrmann, Röben Tonbaustoffe GmbH

5.3.2 Studienarbeiten Untersuchungen zum Abbindeverhalten Zement basierter Systeme mittels unterschied-licher Testverfahren Verfasser: Paul Kloppisch Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Th. A. Bier / Dipl.-Ing. S. Waida

5.3.3 Diplomarbeiten / Masterarbeiten Simultane Porendruck- und Schwindmessungen an Zement-pasten zur Charakterisierung der Mikrostruktur

Verfasser: Martin Marhoffer Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Th. A. Bier / Dipl.-Ing. F. Krause Hintergrund: Für das frühe Schwinden in zementgebundenen Systemen gibt es eine Vielzahl von Mechanismen, die diesen Vorgang auslösen, beschreiben und beeinflussen. Darunter wird besonders das plastische Schwinden eine große Rolle spielen. Um den Einfluss der Wassermenge und seiner „Beweglichkeit“ abschätzen zu können, erscheinen rheologische Parameter sowie der Porendruck interessante Messgrößen.


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Influence of shelf life of binder components on early shrinkage in ternary systems

Verfasser: Gansheng Shi Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Th. A. Bier / Dipl.-Ing. F. Krause Hintergrund: Nowadays the ternary binder system is widely used in construction field due to its advantages of quick open and shrinkage composition. As known to all, different content of the three basic raw materials, Portland Cement (OPC), Calcium Aluminate (CAC), Cement and Calcium sulfate, can affect the function of hydration kinetics, workability and shrinkage or expansion. Meanwhile, other external influences and conditions also need to be considered such as the storage issue or shelf life plays an important role in construction quality. In this case, several problems may occur in the actual application of products. To find out the exact influences of ageing issue on raw materials or the final products in the early time, two typical ternary binder systems (OPC-rich and CAC-rich) are selected as study subject. In this study, three basic aged raw materials are put in laboratory condition and they are tested separately at first time, to find out the impact on each material. Then each aged specimen is replaced by the fresh material in ternary system to find out their influence on workability, hydration kinetics and early volume change behavior. Besides regeneration process is also carried out to find out if the influence is reversible. In the experiment part, setting time, hydration heat and DVS test are applied to work out the dissolving and hydration influence on the early shrinkage/expansion of ternary system and even on the individual materials.

5.4 Promotionen

5.4.1 Laufende Promotionen Interne Doktoranden unter Betreuung von Prof. Bier M.Sc. Adrian Bajrami Physical- chemical microstructure development during the transition from fluid to

solid in ternary binders & influence of different admixtures during transition and final stage


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M.Sc. Enera Xhaferri Development of new cement like binder from industrial solid waste via mechano-

chemical activation process M.Sc. Elsa Qoku In-Situ X-Ray investigation and microstructure development in cement pastes Dipl.-Ing. Franziska Krause Charakterisierung und Optimierung bauphysikalischer Eigenschaften innovativer

Lehmbaustoffe Externe Doktoranden unter Betreuung von Prof. Bier M.Sc. Ali Ahsani Bond behavior of reinforcement in fiber reinforced lightweight aggregate

concrete M.Sc. Shahid Iqbal Self compacting fiber reinforced lightweight concrete

5.5 Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften Prof. Dr. Thomas A. Bier

- Vorsitzender des VDI Ortsverein Freiberg - Gründungsmitglied des Vereins MORE-Freiberg e.V. - DIN Ausschuss NA 119-05-37-01 AK „Mörtel für Beschichtungen bei der

Sanierung von Abwasserkanälen und -leitungen“ - Senator der TU Bergakademie Freiberg - Fakultätsrat der Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik

- Mitglied der GDCh - Fachgruppe Bauchemie - Mitglied des American Concrete Institute (ACI)

Dipl.-Ing. F. Krause

- assoziiertes Mitglied der GDCh – Fachgruppe Bauchemie - Mitglied des VDI Ortsverein Freiberg

Dr. Torsten Westphal

- assoziiertes Mitglied der GDCh – Fachgruppe Bauchemie


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ACI Spring 2015 Conference – Kansas City (USA) – 13.04.2015

- Prof. Th. A. Bier

Hochschullehrertreffen der Baustofftechnologen – Weimar – 17.07.2015 - Prof. Th. A. Bier

Sommerschule Albanien – Tirana – 13.-24.07.2015 - Prof. Th. A. Bier

XXVI Europaischen Sommerakademie – Bonn/Brüssel – 18.-25.09.2015 - E. Xhaferri

19. ibausil – 16.-19.09.2015 – Weimar - Prof. Th. A. Bier, S. Waida, E. Xhaferri, E. Qoku, Dr. T. Westphal, A. Bajrami, F. Krause, K. Onoue

The International Congress on Polymers in Concrete (ICPIC) – Singapur – 20.-21.10.2015

- Prof. Th. A. Bier

Vorlesungen Albanien – Tirana – 30.10.-03.11.2015 - Prof. Th. A. Bier


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5.7 Pressemeldungen

jahresbericht 2015 ikgb - tu bergakademie...

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