Einfluss von Multiwall Carbon Nanotubes auf die Herstellung und Eigenschaften keramischer SiCN-Fasern

Seit etwa 10 Jahren wird am Lehrstuhl Keramische Werkstoffe der Universität Bayreuth an der Herstellung von keramischen SiCN-Fasern über die Precursorroute geforscht. Für diesen Zweck wurde eigens das Polycarbosilazan ABSE entwickelt, das im Technikumsmaßstab von 4 kg synthetisiert wird und sich nach einem thermischen und katalytischen Kondensationsschritt zum Verspinnen aus der Schmelze eignet. Die so erhaltenen thermoplastischen Grünfasern lassen sich nach einer Härtung mittels Elektronenbestrahlung durch eine Pyrolyse unter Schutzgas in keramische SiCN-Fasern überführen. Obgleich auf diese Weise bereits Fasern im Labormaßstab herstellbar sind, wird nach Alternativmethoden gesucht, dieses sehr sensibel auf die verwendeten Materialien und Verfahrensparameter reagierende Verfahren zu verbessern, um eine Produktion im technischen bzw. industriellen Maßstab zu ermöglichen. Das wichtigste Ziel dieser Arbeit war es, durch die Einbringung von MWCNT in den ABSE-Precursor dessen Rheologie für den Spinnprozess zu optimieren. Auf diese Weise soll eine kostengünstige und reproduzierbare Spinnmassenaufbereitung in großen Mengen gewährleistet werden, was durch die bisherigen Methoden der katalytischen und thermischen Nachkondensation nicht zu verwirklichen war. Daher lag der Schwerpunkt der Arbeit auf der Verfahrensseite und der Klärung der Fragen, ob es technisch möglich ist, MWCNT homogen in den Precursor einzubringen, und wie sich die Anwesenheit der MWCNT auf die weiteren Verarbeitungsschritte Spinnen, Härten und Pyrolyse auswirkt.