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Keramiken für die EnergietechnikSiemens Corporate Technology | Januar 2015
Bonn, 20.01.2015
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Komplexe Energienetze erfordern viele neue Lösungen
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Fossile GuD-Kraftwerke mit Gasturbine für cc > 62%
Today Tomorrow
COI Ceramic’s AN720 oxide-oxide CMC system
Blades & Vanes useCeramic Thermal Barrier Coatingsto withstand high gas temperatures
Siemens SGT 5-8000H
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Warum Faserverstärkte Keramik?
Historical Perspective: Advanced Materials in Gas
TurbinesUnique Properties of CMCs
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Faserverstärkte Keramik für Stationäre Gasturbinen
Key areas for researchFabrication routes for complex parts, e.g. none-planar, blade shape, large size (e.g. ~30 cm)Reliable material data in dependence on processing route and on component levelDesign and availability of advanced test rigs close to operation conditions and for real part characterizationAdvanced simulation and prediction toolsAdapted machining and joining technologies w/o performance loss of parts
Essential topics to be solvedAvailability of high quality fibers (amount, cost)Implementation of 2.5d / 3d weaving techniquesAvailability (semi-)automated CMC manufacturing processesIncrease of ‘environmental’ stability as a key factor hot-gas exposed GT-parts
Global R&D competition- US: largest R&D community and leading with commercialization , large governmental programs- Germany: good combination of R&D network and industrialization capabilities- France: centralized R&D network strongly- UK/EU: governmental programs for high temperature CMC- JPN: strong focus on fibers, large GT programs
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Ökonomische Stationäre Batteriesysteme
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Ökonomische Stationäre Batteriesysteme:Wo kann ‘Keramik’ punkten?
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Ökonomische Stationäre Batteriesysteme:Aktuelle FuE-Beispiele
Abb.: ß“-Al2O3 Elektrolytrohr mit thermal-compression-bonded (TCB) Deckel.
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Erneuerbare Energieträger:Magnetwerkstoffe
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Magnetwerkstoffe:Neue Ansätze durch ‘Keramik’?
Nach M. Katter, VAC, HanauConsiderable increase expected due to e-drives and generators
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Magnetwerkstoffe:Forschungs- und Entwicklungsansätze
Hart-WeichmagnetischeKomposite
Erweitertes Exchange-Spring-Konzept mittelshart/weichmagnetischer nanoskaligerMagnetkomposite
Keramische Hartmagnete
Substituierte HexaferritePulverprozessierung zu
Partikeltypen für anisotroper Magnete
Mikrostrukturausbildung und Sintern inkl. Dotierungswirkung
kostengünstigen Herstellung spezieller
Magnetformen (dünne Magnete, Spritzguss, etc.)Entwicklung alternativer Dauermagnetwerkstoffe (Fe-N)
Keramische Weichmagnete
Gefüge-Eigenschaftsbeziehungen in Weichferriten
Weichferriten mit hoher Sättigungsmagnetisierung
Verlustleistungsarme Weichferrite
Multilageninduktivitäten mit geringen Verlusten/hoher Ansteuerung
Mögliche Synergien : Multiferroics für Sensorik & ElektronikAlternative Applikationsfelder von Ferriten (Katalyse,
Wasserspaltung, Magnetoelektrik)
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Keramik für die Energietechnik
Vielen Dank für die Beiträgevon Prof. Stelter (FhG IKTS und Prof. Töpfer (FH Jena)
undfür Ihre Aufmerksamkeit!
