22.02.2013

Friedrich-Schiller-Universität Jena

Backen bei 2.000 °C

Materialwissenschaftler der Universität Jena wird Gastprofessor an renommierter Universität in Tokio

Immer wieder für dicke Luft sorgen die Rußpartikelfilter für Dieselfahrzeuge. Insbesondere bei häufigen Stadtfahrten leuchtet im Cockpit eine Lampe auf, die warnt: Achtung, der Filter ist verstopft. So ärgerlich das für die Autofahrer ist – die technischen Anforderungen an die Partikelfilter sind immens. Denn sie müssen extrem hohen thermischen und mechanischen Belastungen standhalten. Prof. Dr. Olivier Guillon von der Friedrich-Schiller-Universität Jena beschäftigt sich mit einer Zukunftstechnologie, die die Effizienz und die Haltbarkeit von Rußpartikelfiltern steigern könnte: Sogenanntes feldaktiviertes Sintern ist ein Verfahren, mit dem sich besonders robuste keramische und metallische Bauteile herstellen lassen.

„Sintern funktioniert im Grunde genommen wie Töpfern: Anstatt Ton werden hier pulvrige Stoffe durch Erhitzen zu festen Werkstoffen zusammengebacken“, erklärt der Professor für Mechanik der funktionellen Materialien. „Beim feldaktivierten Sintern erzeugen ein elektrisches Feld und mechanischer Druck steile Heizraten und sehr hohe Temperaturen.“ Öfen für feldaktiviertes Sintern können innerhalb von einigen Minuten auf 2.000 °C aufheizen und wieder vollständig abkühlen. Während das Express-Sintern mit extrem hoher Hitze in Deutschland bisher fast nur in der Forschung zum Einsatz kommt, ist es in Japan bereits in der industriellen Fertigung angekommen, etwa zur Herstellung von Spezialwerkzeugen für die Metallbearbeitung.

Dem Jenaer Materialwissenschaftler Olivier Guillon bietet sich ab 1. März eine ganz besondere Gelegenheit: Dann wird er für sechs Wochen als Gastprofessor am renommierten Tokyo Institute of Technology, kurz Tokyo Tech, arbeiten. „Die Einladung ist für mich eine große Ehre“, freut sich der 37-Jährige. Denn der gebürtige Franzose ist nicht nur Fan der ostasiatischen Kultur. „Japan ist in meinem Fachgebiet eine der führenden Nationen und das Tokyo Tech eine der besten Unis. Die Gastprofessur ist für mich daher ideal, neue Inspirationen für meine wissenschaftliche Arbeit zu bekommen.“ Prof. Guillon wird seine experimentellen Ergebnisse über feldaktivierte und andere Sinterverfahren mit den theoretischen Simulationen seiner japanischen Kollegen vergleichen. Zudem ist es sein Ziel, die Japaner als Partner für zukünftige gemeinsame Projekte zu gewinnen und einen regelmäßigen Austausch zwischen Jenaer und Tokioter Studenten zu etablieren.

Seinem internationalen Ruf als Experte für feldaktiviertes Sintern hat Prof. Guillon eine weitere Einladung zu verdanken: Er gehört zu den handverlesenen Autoren eines kürzlich im Springer-Verlag erschienenen Buches zum Thema Sintern. Es ist die erste umfassende Publikation speziell über feldaktiviertes Sintern und Sintern von Nanomaterialien. Guillon ist aufgefordert worden, in einem eigenen Kapitel zu erläutern, wie sich während des feldaktivierten Sinterns der enorme Druck und die hohe Heizrate auf die Eigenschaften der entstandenen Bauteile auswirken. „Das Verfahren erhält sogar die feine Körnung von Nanomaterialien“, verweist Guillon auf eine Besonderheit. „Das genaue Zusammenspiel zwischen der Sinterprozedur und den Eigenschaften der Endprodukte ist jedoch noch viel zu wenig erforscht.“ Deshalb hat Prof. Guillon im vergangenen Jahr einen Expertenkreis für feldaktiviertes Sintern gegründet, um die Forschung weiter voranzutreiben und die Technologie in der Industrie zu etablieren. Bei der Umsetzung des Ziels werden dem Materialwissenschaftler sicherlich auch seine Erfahrungen als Gastprofessor in Japan helfen.

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