Stuttgart, Univ., Diss., 2006.

University, Diss., 2003--Stuttgart.

Techn. Universiẗat, Diss., 2001--Chemnitz.

Techn. Hochsch., Diss., 2002--Aachen.

Techn. Hochsch., Diss., 2002--Aachen. / Gedr. Ausg. im Fraunhofer-IRB-Verl., Stuttgart.

Techn. Universiẗat, Diss., 2004--Berlin.

Die Anwendbarkeit von Mikrowellen zur Regeneration von Dieselpartikelfiltern im Pkw-Bereich wird untersucht und im Rahmen dessen ein mikrowellenbasiertes Regenerationsmodul entwickelt. Hierbei wird ein neuer Lösungsansatz verfolgt, der auf der Anwendung einer mikrowellentransparenten Keramik basiert. Statt einer gleichmäßigen Erwärmung des Filters wird eine selektive Erwärmung des Rußes mit einem Weiterwandern des Mikrowellenfeldes nach Rußabbrand angestrebt. Am Anfang stehen temperaturabhängige Mikrowellenabsorptionsuntersuchungen verschiedener marktüblicher und neuer Filterkeramiken. Hierfür wird ein Messverfahren entwickelt. Weiter wird ein Verfahren zur Bestimmung der Dielektrizitätszahl dargestellt. Mit dem Programm FEMLAB werden Modellrechnungen hinsichtlich der Mikrowellen- und Wärmequellenverteilung verschiedener Applikatorformen durchgeführt. Die Bewertung der Eignung erfolgt mittels eines Wärmebilanzmodells, welches die maximale Rußtemperatur entlang eines Filterkanals unter Berücksichtigung von Wärmeverlusten durch die Kanaldurchströmung berechnet. Als Ergebnis werden ein Mehrwegefiltermodul und ein Regenerationsverfahren vorgestellt, welche an einem Motorenversuchsstand getestet werden. Bei dem Test konnten 75 % des Rußes regeneriert werden, wobei noch von weiterem Optimierungspotential ausgegangen werden kann.

Kohlenstoffgebundene Filterwerkstoffe erfreuen sich stetig wachsender Beliebtheit seitens der Industrie. Deren Potenzial hinsichtlich stofflicher und verfahrenstechnischer Eigenschaften erscheint dennoch nicht in vollem Umfang genutzt. Daher wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit, welche innerhalb des Sonderforschungsbereiches 920 entstand, erstmals aktive (Al2O3-C) und reaktive (MgO C) Filter, sowie eine Kombination daraus entwickelt. Die aktiven Filtersysteme, deren Funktionalisierung einerseits über die Erhöhung des amorphen Kohlenstoffanteils, andererseits über die Beschichtung mit rein oxidischen Materialien stattfand, sowie die reaktiven Filter, bei denen sich der carbothermischen Reduktion des MgO bedient wurde, konnten, in Kollaboration mit der Industrie, erfolgreich getestet werden. Durch gezielte Kontamination des Stahls mit exogenen Einschlüssen auf Basis von Al2O3 und MgAl2O4, ist es gelungen dem Chemismus der jeweiligen Filter einen entscheidenden Beitrag zum Filtrationsprozess zuweisen zu können. So weist Aluminiumoxid, unabhängig vom Chemismus des Einschlusses, das vergleichsweise größte Filtrationspotenzial auf.

The introduction of ceramics into the market of wood cutting tools has failed so far due to the generally low toughness of ceramics which is causing brittle failure of the cutting edge. A feasibility study showed that Si3N4/SiC composites with fine elongated β-Si3N4 grains are a promising material for industrial wood machining and outperform commercial standard tungsten carbide tools in terms of lifetime. However, they were produced by hot pressing followed by very costly diamond cutting and grinding. The costs associated with the above production route are too high for an industrial viability. In this thesis Si3N4/SiC composites suitable for industrial wood milling are produced by a near net shape processing route including gas pressure sintering. These newly developed tools show less abrasive wear and consequently twice as long lifecycles than commercial standard tungsten carbide tools. Microscopic properties determine the performance of the Si3N4/SiC cutting tools. Therefore, an adequate selection of sintering additives is crucial. 12 wt% sintering additives are included in the composite as a combination of Al2O3 and the refractory oxides La2O3 and Y2O3. Important for the production of effective Si3N4/SiC wood cutting tools is the formation of a partly crystalline silicate phase within the multiple grain junctions during the final treatment by hot isostatic pressing. The use of MgO as a sintering additive for facilitating the densification of the Si3N4 ceramics inhibits the formation of the favourable silicate phase and must be avoided for the production of these wood cutting tools.

Es wird aufgezeigt, wie mit funktionellen Keramiken hochenergetische elektromagnetische Impulse bis zu 320 W/cm² und kurze Zeiten, beispielsweise innerhalb von 10 Mikrosekunden, erzeugt und nachgewiesen werden können.