Stahl-Innovationspreis 2003 - Stahl-Informations-Zentrum

3. Preis
Kategorie
Stahl
in Forschung
und Entwicklung
Mischung wird Phosphorsäure als
Binde- und Treibmittel zugegeben. Im
Schlicker finden dann zwei Reaktionen
statt, die zur Bildung einer stabilen
Schaumstruktur führen: Zum einen entstehen
bei der chemischen Reaktion
zwischen Stahlpulver und Säure Wasserstoffgasbläschen,
die ein Aufschäumen
bewirken, und zum anderen bildet
sich ein Eisenphosphat, das auf Grund
seiner Klebewirkung zum Verfestigen
der porösen, geschlossenen Struktur
führt.Während des Trocknens wandeln
sich die geschlossenen Poren durch Verdunstung
des Wassers zu einer offenporigen
Struktur. Anschließend wird der
Schaum in sauerstofffreier Atmosphäre
ohne Freisetzung von Schadstoffen zum
metallischen Verbund gesintert.
Porenstruktur und Dichte des Stahlschaums
sind reproduzierbar einzustellen.
Sie werden beeinflusst durch die
Viskosität des Schlickers, die überwiegend
vom Mischungsverhältnis Feststoff
zu Wasser abhängt, sowie durch die
Gasbläschenentwicklung, die von der
Zugabemenge des Treib- und Bindemittels
bestimmt wird. Mit dem SRSS-
Verfahren lassen sich Stahlschaumdichten
zwischen 1,0 und 2,5 g/cm 3 mit
Porendurchmessern von 0,01 bis 5 mm
realisieren.
Stahl-
Innovationspreis
2003
20/ 21
Wegen ihrer gleichmäßig offenporigen
Struktur eignen sich diese Schäume vor
allem für Anwendungen, bei denen gute
Durchströmbarkeit und große spezifische
Oberfläche gefordert sind. Mögliche
Einsatzbereiche sind Filterelemente,
Katalysatorträger oder Bauteile für
Schwitzkühlungen.
Bei der Verwendung als Filter sorgen
die durch die Gasblasen geformten
Makroporen für eine gute Verteilung
des zu filternden Mediums im Schaum.
In den Mikroporen erfolgt der »Siebeffekt«.
Eingesetzt als Wärmetauscher bzw.
Kühler, zeichnet sich der Schaum dadurch
aus, dass er neben der großen
spezifischen Oberfläche durch die Lage
der Zellstruktur Querströmungen und
Turbulenzen erzeugt, die den Wärmeübergang
verbessern.
Mit dem SRSS-Verfahren lassen sich
komplexe Strukturbauteile herstellen
sowie Verbunde aus Schaum und massivem
Material mit guter metallischer
Verbindung direkt beim Sintern erzeugen.