Spinel (SP-30-G)

De afge­lo­pen jaren heeft het GTS-onder­zoek het smelt­kroes­pro­gramma syste­ma­tisch en doel­ge­richt verder ontwik­keld. De nadruk lag op de ontwik­ke­ling van zowel dichte labo­ra­to­ri­um­kroe­zen als poreuze, grof­kor­re­lige vari­an­ten die speci­fiek zijn afge­stemd op de eisen van indu­stri­ële smelt­pro­ces­sen. Deze ontwik­ke­lin­gen zijn het resul­taat van nauwe samen­wer­king met indu­stri­ële gebrui­kers en onder­zoeks­in­stel­lin­gen, en weer­spie­ge­len een groei­ende vraag naar op maat gemaakte kera­mi­sche mate­ri­a­len voor hoge­tem­pe­ra­tuur­toe­pas­sin­gen.

Bijzon­dere aandacht is besteed aan de opti­ma­li­sa­tie van spinel­ke­ra­miek, met name op basis van magne­si­um­alu­mi­naat (MgAl₂O₄). Deze MgAl₂O₄-kera­miek biedt uitste­kende ther­mi­sche en chemi­sche besten­dig­heid tegen agres­sieve media, met name alka­li­sche smel­ten. Dank­zij deze eigen­schap­pen is het mate­ri­aal zeer geschikt voor veel­ei­sende procesom­ge­vin­gen. Naast corro­sie­be­sten­dig­heid vertoont gesin­terd spinel ook een hoge mecha­ni­sche stabi­li­teit bij hoge tempe­ra­tu­ren, wat het geschikt maakt voor diverse toepas­sin­gen.

In samen­wer­king met het Fraun­hofer-Insti­tuut voor Kera­mi­sche Tech­no­lo­gieën en Syste­men (IKTS) in Herms­dorf zijn groot­scha­lige gesin­terde spinelk­roe­zen ontwik­keld voor onder­zoek naar batte­rijen en ener­gie­op­slag. Deze worden momen­teel prak­tisch getest en zullen naar verwach­ting bijdra­gen aan een effi­ci­ën­tere synthese en verwer­king van batte­rij­grond­stof­fen. De nadruk ligt hier­bij op zowel chemi­sche zuiver­heid als ther­mo­me­cha­ni­sche weer­stand.

Ook in de metal­lur­gi­sche indu­strie neemt het gebruik van spinel­ke­ra­miek toe, vooral vanwege de uitste­kende besten­dig­heid tegen slak­ken. Bij het smel­ten van lichte meta­len zoals alumi­nium en in de glas­in­du­strie tonen deze kroe­zen hun hoge pres­ta­ties aan.

De ontwik­ke­lin­gen binnen het GTS-onder­zoek tonen aan dat spinel­ke­ra­miek door gerichte aanpas­sing van mate­ri­aal en struc­tuur aanzien­lijk kan worden geop­ti­ma­li­seerd wat betreft toepas­sings­mo­ge­lijk­he­den en pres­ta­ties. De nauwe samen­wer­king tussen funda­men­teel onder­zoek en indu­stri­ële toepas­sing vormt hier­bij de basis voor toekom­stige inno­va­ties in dit tech­no­lo­gisch belang­rijke vakge­bied.