R2C2

Pseudo-kontinuierliche Faserverstärkung aus Recycelten Rohstoffen für Ceramic Matrix Composites mit innovativen Leistungsprofilen und erhöhter Nachhaltigkeit („R2C2“ – „H2CMC“- Teilvorhaben)

Im vorliegenden Forschungsvorhaben soll im Rahmen der IGF-Ausschreibung „Leittechnologien für die Energiewende“ eine Reduktion des CO2-Fußabdrucks bei der Herstellung von C/C-SiC-Faserverbundkeramiken um mindestens 75 % durch den Einsatz recycelter Ausgangsmaterialien (recycelte Carbonfasern, recyceltes Silizium, evtl. recycelte thermoplastische Präkursoren) und verbesserte Herstellungsverfahren umgesetzt werden. Fokussiert wird die Route des Liquid Silicon Infiltration Prozesses (LSI), in den innovative Konzepte der textilen Halbzeugherstellung (Hybridgarn, Vliesstoffe) eingehen sollen. Eine zentrale Forschungsfrage dreht sich in diesem Kontext um die Verarbeitung diskontinuierlichen Faserinputs in Form recycelter Carbonfasern zu quasi-kontinuierlichen Textilien. Ein weiteres Augenmerk liegt auf einer LSI-Prozessierung, die auf thermoplastischen Kohlenstoff-Vorläufern für den C/C und C/C-SiC-Zustand aufbaut. So wird hauptsächlich PEEK als Precursor und Matrixkomponente zur CFK-Herstellung betrachtet. Vor diesem Hintergrund stellt die Pyrolyse der hergestellten CFK-Strukturen eine materialseitige Herausforderung an die Formhaltung dar, für die Lösungskonzepte erarbeitet werden. Das Projekt begleiten entlang aller Prozessierungsstufen umfangreiche Charakterisierungen, so z. B. der mechanischen und thermophysikalischen Eigenschaften sowie ein Life Cycle Assessment. Die in „R2C2“ erarbeiteten Ansätze zur textilen Halbzeugherstellung bieten abschließend neue Perspektiven für Faserverbundkeramik-Bauteile aus (r)CF, wobei neben einer Anwendung beispielsweise in keramischen Bremsen auch an neue Anwendungen im Chemie- und Anlagenbau zu denken ist.

Das IGF-Vorhaben 01IF0081AE der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e. V., wird im Rahmen des Programms „Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)“ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.