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2 Jahresbericht 2003 des Fraunhofer-Institutes für Keramische Technologien und Sinterwerkstoffe IKTS Dresden Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Sintered Materials (IKTS Dresden) 2003 Annual Report Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Sinterwerkstoffe, IKTS Dresden Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Sintered Materials (IKTS Dresden) Winterbergstraße Dresden Telefon +49 (0) 351/ Telefax +49 (0) 351/ Internet im Fraunhofer-Institutszentrum Dresden IZD at the Fraunhofer Institute Center in Dresden (IZD)

3 Vorwort Sehr geehrte Damen und Herren, wir freuen uns, Ihnen unseren Tätigkeitsbericht 2003 übergeben zu können. Wie immer soll der Bericht Ereignisse unseres Institutslebens widerspiegeln und fachliche Anregungen über unsere Arbeit geben. Obwohl bei Redaktionsschluss die den Betriebshaushalt und die Forschungserträge unseres Institutes betreffenden Zahlen noch als vorläufig anzusehen sind, gehen wir davon aus, durch Aufwandsanpassung, erhöhte Akquisitionsanstrengungen und Einsatz von Reserven in 2003 eine ausgeglichene Bilanz zu erreichen. Eine gegenüber 2002 festzustellende Reduktion des Vertragsforschungsvolumens ist aus bekannten Gründen sowohl für Wirtschaft wie öffentliche Hand festzustellen. Vorsichtig optimistisch stimmen die aus der Wirtschaft stammenden Signale, die auch unter Vertragsforschungsgesichtspunkten ab 2005 wieder eine Erholung erwarten lassen. Die im 6. Forschungsrahmenprogramm angesiedelte, strategisch wichtige Erweiterung der Zusammenarbeit in Europa und die damit verbundene Finanzierung von Forschungsleistungen erscheint bezogen auf unser Institut aus inhaltlichen, strukturellen, administrativen und finanziellen Gründen trotz großer Anstrengungen und hoher Aufwendungen aller Partner wohl erst in einigen Jahren erreichbar zu sein. Umsomehr sind alle Initiativen zu unterstützen, die zur Vertiefung der projektorientierten, bi- und multilateralen Netzwerkbildung in Deutschland und Europa beitragen. In diese Strategie sind unsere Initiativen einzuordnen, die inhaltlich durch Bündelung eigener und "fremder" Kompetenzen und damit durch verbesserte Lösungsansätze für komplexe Probleme zu kennzeichnen sind. Beispielhaft sind hier zu nennen - die gemeinsam von IKTS, dem Themenverbund Hochleistungskeramik (Mitglieder: IKTS, IPK, IPT, ISC, IWM, IZFP, LBF) und der TASK Aachen/Dresden GmbH durchgeführten Treffpunkte Keramik - die auf die Entwicklung von Demonstratoren und auf den Aufbau eines Demonstrationszentrums Hochleistungskeramik in Dresden und virtuell in den Partnerinstituten gerichteten Initiativen, - die auf die Entwicklung von Brennstoffzellen-Systemen ausgerichteten komplexen Aktivitäten mit mehreren Industrie- und Forschungsverbünden, - die Beteiligung des IKTS an den FhG-internen, von Industriebeiräten begleiteten neuen Themenverbünden "Adaptronik" und "Nanotechnologie". Begleitet werden die auf die Realisierung der vereinbarten Forschungsleistungen sowie auf die strategische Absicherung der Forschung gerichteten Arbeiten durch Maßnahmen zur Realisierung des 2001 begonnenen und Anfang 2004 beendeten 2. Bauabschnittes, der für das IKTS eine zusätzliche, für neue Arbeitsfelder vorgesehene Nutzfläche von ca m² erwarten lässt. Die Einweihungsfeier für die neuen, allen Instituten auf der Winterbergstraße zukommenden Bauobjekte ist für den vorgesehen. Geplant ist auch - und wenn Ihnen der Tätigkeitsbericht 2003 vorliegt, dann bereits Geschichte - unser für den vorgesehener Workshop Vision Keramik , der auf der Basis von Vorträgen hervorragender Spezialisten zur Diskussion über Stand und Perspektiven der keramischen Hochleistungssysteme und ihrer Anwendungen anregen soll. Das Jahr 2003 war und das Jahr 2004 wird durch personelle Veränderungen, die mittel- und unmittelbar auf das IKTS einwirken, geprägt. An erster Stelle darf ich mit Dank für die langjährige Arbeit die inzwischen verabschiedeten Kuratoren Staatssekretär Dr. F. Schmidt (SMWK Dresden), Dr. G. Becker (Hermes Hamburg), Dr. K. Kempter (Siemens München), Prof. H. Nickel (ehem. FZ Jülich) nennen, sowie mit Freude und Erwartung die neuen Kuratoriumsmitglieder M. Kempter (Webasto Stockdorf), MR P. G. Nothnagel (SMWA Dresden), Dr. W. Rossner (Siemens München), MR Dr. Uhlmann (SMWK Dresden) für ihre Bereitschaft, im Kuratorium mitzuwirken. Im 2002 begonnenen Berufungsverfahren für die altersbedingte Nachfolge des Institutsleiters ist - nachdem sich Prof. Greil für das Verbleiben an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg entschieden hat - beim jetzigen Verhandlungsstand mit Herrn Dr. Michaelis (H. C. Starck Goslar, Forschung) am der Institutsleiterwechsel mit gleitendem Übergang zu erwarten. Damit bleibt Kontinuität in der Institutsleitung gewahrt. Schon jetzt gestatten Sie die Bitte, das dem IKTS und mir entgegengebrachte Vertrauen auf meinen Nachfolger zu übertragen. Ich danke Ihnen persönlich und im Namen des IKTS für die über viele Jahre bewährte Zusammenarbeit und hoffe auf eine kontinuierliche Fortsetzung. In diesem Sinne soll auch der vorliegende Tätigkeitsbericht Ereignisse und Entwicklungen deutlich machen, zu Diskussionen und Kooperationen anregen. Dresden im Dezember 2003 Prof. Dr. Waldemar Hermel 2 Fraunhofer IKTS Jahresbericht 2003

4 Foreword Dear Readers, I am pleased to be able to present you with the 2003 Annual Report of the Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Sintered Materials. As always, this report is intended to reflect the achievements made at the institute over the last year as well as stimulate scientific exchange and cooperation. Although operating budget and research revenue numbers published here are to be viewed as preliminary, we are confident that through decreasing costs, stepping up acquisition efforts and appropriately using reserves in 2003, we will be able to balance the budget. The reduction in contract research volumes from 2002 can be seen in both the public and the private sector, but the somewhat positive signals from the market allow us to expect a recovery by Insofar as it relates to our institute, the strategically critical enhancement of cooperation in Europe, as well as the associated financing of research activities, will only be achievable in a few years due to content-related, structural, administrative and financial factors, despite great efforts and investments by all involved. All the more should initiatives that promote project-oriented bi- and multilateral cooperation and collaboration in Germany and Europe be supported. Our initiatives follow this strategy through pooling of expertise and creation of improved problemsolving approaches. Noteworthy examples are - Ceramics Meeting Point, organized and executed jointly by IKTS, the Fraunhofer Alliance for High-Performance Ceramics (members: IKTS, IPK, IPT, ISC, IWM, IZFP and LBF) and TASK Aachen/Dresden GmbH, - initiatives aimed at development of demonstration samples and establishment of a demonstration center for high-performance ceramics in Dresden and virtually at partner institutes, - complex activities directed toward development of fuel cell systems and involving several industry and research networks and - participation of IKTS in the new FhG-wide alliances for adaptronics and nanotechnology, both of which are assisted by industry advisory boards. Efforts aimed at realizing defined research objectives as well as at strategically protecting research work are being accompanied by measures for completing the second phase of construction work, begun in 2001 and expected to end at the beginning of These construction measures will provide IKTS with ca. 3,000 square meters of additional space for carrying out research activities in new fields, besides supplying new space for all other IZD institutes. The opening ceremony for the new buildings is planned to take place on June 3, The "Ceramics Vision " workshop is planned to be held on January 14, 2004; by the time you read this report, it will already have taken place. The goal of this workshop series is to promote discussions on the status and prospects of high-performance ceramics systems and their applications through presentations given by leading experts was and 2004 will be marked by personnel changes either directly or indirectly affecting IKTS. First I would like to gratefully acknowledge the long-standing work of Board of Trustee members (now ex-members) State Secretary Dr. F. Schmidt (SMWK, Dresden), Dr. G. Becker (Hermes, Hamburg), Dr. K. Kempter (Siemens, München) and Prof. H. Nickel (formerly of FZ Jülich), and I would further like to extend my thanks to new Board of Trustee members M. Kempter (Webasto, Stockdorf), MR P. G. Nothnagel (SMWA, Dresden), Dr. W. Rossner (Siemens, München) and MR Dr. Uhlmann (SMWK, Dresden) for agreeing to participate on the board. The appointment process for my successor, necessitated by my impending retirement and begun in 2002, has now been completed, with Dr. Micha-elis (H.C. Starck, Goslar, Research Department) currently expected to assume directorship of the institute in a gradual transition that will take place on October 1, 2004, as Prof. Greil has decided to remain at Friedrich-Alexander-Universität Erlangen- Nürnberg. This will ensure the continuity of the management of the institute. I would like to take this opportunity to ask you to show my successor the trust you have shown me and IKTS and to thank you both personally and on behalf of IKTS for many years of cooperation with us. I sincerely hope that this will continue in the future. In the same sense, this progress report is meant to elucidate achievements and developments that occurred over the last year and stimulate discussions and collaborations. Dresden, December 2003 Prof. Dr. Waldemar Hermel Fraunhofer IKTS 2003 Annual Report 3

5 Inhalt Vorwort 2 Inhaltsverzeichnis 4 Die Fraunhofer-Gesellschaft 6 Das Fraunhofer IKTS im Profil Kurzporträt 8 Organigramm 10 F& E-Felder - Wegweiser für unsere Kunden 11 Kuratorium 15 Betriebshaushalt, Erträge 16 Personalentwicklung 17 Kooperationsausbau in Netzwerken und Verbünden Treffpunkt Keramik Dresden 18 Der Fraunhofer-Themenverbund Hochleistungskeramik 20 Der Fraunhofer-Verbund Werkstoffe, Bauteile 22 Retrospektive Aus der Forschungsarbeit des Fraunhofer IKTS 31 Messebeteiligungen Ausstellungen im IKTS Dresden 100 Namen, Daten, Ereignisse 101 Geplante Veranstaltungen / Messen Informationsservice 110 Anfahrt zum Fraunhofer IKTS Fraunhofer IKTS Jahresbericht 2003

6 Contents Foreword 3 Table of Contents 5 The Fraunhofer-Gesellschaft 7 A Profile of the Fraunhofer IKTS Brief Portrait 9 Organizational Chart 10 Research Fields - Guide For Our Customers 11 Board of Trustees 15 Operating Budget and Revenues 16 Personnel Development 17 Cooperation in Networks and Alliances Ceramics Meeting Point 19 The Fraunhofer Alliance for High-Performance Ceramics 20 The Fraunhofer Consortium Materials, Components 22 Retrospective Research Activities at Fraunhofer IKTS 31 Participation in Trade Shows Exhibitions at IKTS Dresden 100 Names, Dates, Achievements 101 Planned Events/Trade Shows in Information Service 110 How to Reach Us 111 Fraunhofer IKTS 2003 Annual Report 5

7 Die Fraunhofer-Gesellschaft Die Fraunhofer-Gesellschaft Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt anwendungsorientierte Forschung zum unmittelbaren Nutzen für Unternehmen und zum Vorteil der Gesellschaft. Vertragspartner und Auftraggeber sind Industrie- und Dienstleistungsunternehmen sowie die öffentliche Hand. Im Auftrag und mit Förderung durch Ministerien und Behörden des Bundes und der Länder werden zukunftsrelevante Forschungsprojekte durchgeführt, die zu Innovationen im öffentlichen Nachfragebereich und in der Wirtschaft beitragen. Mit technologie- und systemorientierten Innovationen für ihre Kunden tragen die Fraunhofer-Institute zur Wettbewerbsfähigkeit der Region, Deutschlands und Europas bei. Dabei zielen sie auf eine wirtschaftlich erfolgreiche, sozial gerechte und umweltverträgliche Entwicklung der Gesellschaft. Ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bietet die Fraunhofer-Gesellschaft eine Plattform zur fachlichen und persönlichen Entwicklung für anspruchsvolle Positionen in ihren Instituten, in anderen Bereichen der Wissenschaft, in Wirtschaft und Gesellschaft. Davon fallen mehr als 900 Millionen auf den Leistungsbereich Vertragsforschung. Für rund zwei Drittel dieses Leistungsbereichs erwirtschaftet die Fraunhofer-Gesellschaft Erträge aus Aufträgen der Industrie und öffentlich finanzierten Forschungsprojekten. Ein Drittel wird von Bund und Ländern beigesteuert, um damit den Instituten die Möglichkeit zu geben, Problemlösungen vorzubereiten, die in fünf oder zehn Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft aktuell werden. Niederlassungen in Europa, in den USA und in Asien sorgen für Kontakt zu den wichtigsten gegenwärtigen und zukünftigen Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen. Mitglieder der 1949 gegründeten und als gemeinnützig anerkannten Fraunhofer-Gesellschaft sind namhafte Unternehmen und private Förderer. Von ihnen wird die bedarfsorientierte Entwicklung der Fraunhofer-Gesellschaft mitgestaltet. Ihren Namen verdankt die Gesellschaft dem als Forscher, Erfinder und Unternehmer gleichermaßen erfolgreichen Münchner Gelehrten Joseph von Fraunhofer ( ). Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt derzeit rund 80 Forschungseinrichtungen, davon 58 Institute, an über 40 Standorten in ganz Deutschland. Rund Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit naturoder ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung, bearbeiten das jährliche Forschungsvolumen von über 1 Milliarde. 6 Fraunhofer IKTS Jahresbericht 2003 Die Fraunhofer-Gesellschaft

8 The Fraunhofer-Gesellschaft The Fraunhofer-Gesellschaft The Fraunhofer-Gesellschaft undertakes applied research of direct utility to private and public enterprise and of wide benefit to society. Its services are solicited by customers and contractual partners in industry, the service sector and public administration. The organization also accepts commissions and funding from German federal and Länder ministries and government departments to participate in futureoriented research projects with the aim of finding innovative solutions to issues concerning the industrial economy and society in general. By developing technological innovations and novel systems solutions for their customers, the Fraunhofer Institutes help to reinforce the competitive strength of the economy in their local region, and throughout Germany and Europe. Through their work, they aim to promote the successful economic development of our industrial society, with particular regard for social welfare and environmental compatibility. As an employer, the Fraunhofer- Gesellschaft offers a platform that enables its staff to develop the professional and personal skills that will allow them to take up positions of responsibility within their institute, in other scientific domains, in industry and in society. At present, the Fraunhofer-Gesellschaft maintains roughly 80 research units, including 58 Fraunhofer Institutes, at over 40 different locations in Germany. A staff of some 12,500, predominantly qualified scientists and engineers, work with an annual research budget of over 1 billion euros. Of this sum, more than 900 million is generated through contract research. Roughly two thirds of the Fraunhofer-Gesellschaft's contract research revenue is derived from contracts with industry and from publicly financed research projects. The remaining one third is contributed by the German federal and Länder governments, as a means of enabling the institutes to pursue more fundamental research in areas that are likely to become relevant to industry and society in five or ten years' time. Affiliated research centers and representative offices in Europe, the USA and Asia provide contact with the regions of greatest importance to future scientific progress and economic development. The Fraunhofer-Gesellschaft was founded in 1949 and is a recognized nonprofit organization. Its members include wellknown companies and private patrons who help to shape the Fraunhofer-Gesellschaft's research policy and strategic development. The organization takes its name from Joseph von Fraunhofer ( ), the illustrious Munich researcher, inventor and entrepreneur. The Fraunhofer-Gesellschaft Fraunhofer IKTS 2003 Annual Report 7

9 Das Fraunhofer IKTS im Profil Kurzporträt Das Fraunhofer IKTS entwickelt anwendungsorientiert moderne keramische Hochleistungswerkstoffe, industrierelevante pulvertechnologische Herstellungsverfahren, prototypische Bauteile und Systeme. Im Zentrum stehen Strukturkeramiken, Funktionskeramiken, Cermets und nano- bis makroporöse keramische Strukturen für innovative Lösungen in vielen Branchen der Wirtschaft. Chemiker, Physiker und Werkstoffwissenschaftler erarbeiten in interdisziplinärer Zusammenarbeit anwendungsbezogene Werkstoff- und Verfah- renslösungen für High-Tech- Keramiken und pulvertechnologische Erzeugnisse. Fachkundige Forschungsingenieure und Techniker sind in alle Entwicklungsetappen einbezogen. Dem Fraunhofer IKTS steht eine umfangreiche, moderne und in vielen Bereichen unikale Labor- und Technikumsausrüstung für präparative, technologische und analytische Arbeiten zur Verfügung. Spezialisierte Labors sichern methodische Vorlauf- und Weiterentwicklungen; sie bilden die Grundlage für umfangreiche, spezifische prozess- und applikationsbegleitende Systemcharakterisierungen. Verfahrenstechnische Lösungen zur Synthese komplexer Funktions- und Strukturkeramiken, zum Pulver- und Suspensionsprocessing, für pulvertechnologische Formgebungs-, Beschichtungs- und Sinterverfahren bis hin zur Endbearbeitung und Pilotfertigung werden für die industrielle Praxis erarbeitet. "Keramikgerechtes Konstruieren" findet von der Mikrostruktur der Werkstoffe bis zur Auslegung von Schichtverbunden und funktionellen Bauteilen Berücksichtigung. Neben den Entwicklungsarbeiten zu neuen keramischen monolithischen und/ oder Schichtsystemen gewinnen Keramiken mit offenzelligen Netzstrukturen zunehmendes Interesse. Innovative Konzepte beziehen Hochtemperaturwerkstoffe, verschleißund korrosionsbeständige Werkstoffe, Nanostrukturen, Komposite, funktionelle Schichtsysteme, in-situ-verstärkung, Gradientenwerkstoffe, den Einsatz nachwachsender Rohstoffe, endkonturnahe Formgebungstechnolgien, multifunktionale Keramiken, das Zu-sammenwirken spezieller elektronischer und mechanischer Eigenschaften in komplexen Systemen sowie neue Problemlösungen in der Umweltverfahrenstechnik ein. In vielen Bereichen arbeiten die Forscher des IKTS an vorderster wissenschaftlicher Front, wie z. B. der Herstellung von Nano- bzw. Submikrometer-Werkstoffen mit deutlich verbessertem Anwendungspotenzial (neue Schneidstoffe, Keramiken für den HT-Einsatz, reib- und verschleißarme Keramiken), an nano-funktionsschichten, miniaturisierten Bauteilen, Aktor-Sensor-Werkstoffen für die Adaptronik, neuen Energiespeichern und -wandlern, keramischen Netzwerken u. a. m. einschließlich hochspezialisierter Charakterisierungsmethoden. Die Entwicklungsziele sind auf eine Anwendungserweiterung anorganisch-nichtmetallischer Hochleistungswerkstoffe ebenso gerichtet wie auf die Erschließung neuer Gebiete wie Adaptronik, Biocere, biomorphe Keramik, Multifunktionalität in Hybridsystemen. Dieser Zukunftsorientierung soll u. a. auch mit der Tagungsreihe "Vision Keramik " Ausdruck gegeben werden, die am begonnen, am weitergeführt und am mit Themen fortgesetzt wurde, die von neuen thermodynamischen Ansätzen bis zu Anwendungsvisionen und Gedanken zur langfristigen Zukunft der Informationsgesellschaft reichten. Das nächste Symposium in der Tagungsreihe "Vision Keramik " soll wieder in Verbindung mit einem Vorabendtreffen am 13./ durchgeführt werden. Dieses Arbeiten an der "Forschungsfront" basiert auf einem breiten, langjährigen Erfahrungs- und Wissensschatz, der zielgerichtet auch grundlagenorientiert erweitert wird, um so kontinuierlich applikative Lösungen in modernen Arbeitsfeldern zu generieren. Das IKTS bietet darüber hinaus technische Problemberatungen, Industriehilfen, wissenschaftliche Erfahrung, anwendungsorientiertes Know How in der Pulver- und Keramiktechnologie, Zugang zu modernsten Laboratorien, Geräten und Technikumsausrüstungen, technische Schulungsprogramme, die Beteiligung an vielfältiger nationaler und internationaler Kooperation und Recherchen weltweiten Fachwissens an. In 2004 stehen nach Vollendung umfassender Baumaßnahmen neue Laboratorien und Geräteausrüstun- 8 Fraunhofer IKTS Jahresbericht 2003 Das Fraunhofer IKTS im Profil

10 A Profile of the Fraunhofer IKTS Fraunhofer IKTS in Brief Fraunhofer IKTS develops state-ofthe-art, application-oriented, highperformance ceramic materials and industrial manufacturing processes using powder technology, as well as component and system prototypes. Its activities are centered around structural ceramics, functional ceramics, cermets and nano- to macroporous ceramic structures for innovative solutions in numerous branches of industry. Chemists, physicists and materials scientists pool their expertise to develop application-specific material and process solutions for high-tech ceramics and products made using powder technology. Highly skilled research engineers and technicians are involved in all stages of development. At Fraunhofer IKTS, extensive, stateof-the-art and in many cases unique laboratory and pilot-plant equipment is available for preparative, technical and analytical work. Specialized laboratories enable methodical preliminary and advanced development through comprehensive system characterization for specific processes and applications. Process solutions for tasks ranging from synthesis of complex functional and structural ceramics, powder and suspension processing and forming, coating and sintering using powder technology to finishing and pilot production are developed for application in industry. All aspects of design - from the microstructure to the layout of laminate composites and functional components - take into account the unique requirements and characteristics of ceramic materials. Besides developmental work on new monolithic and laminate ceramic systems, ceramics with open-celled network structures are also gaining increasing interest. Innovative topics dealt with at the institute include high-temperature materials, wear- and corrosion-resistant materials, nanostructures, composites, functional laminate systems, in-situ strengthening, gradient materials, application of renewable raw materials, near-net-shape forming technologies, multifunctional ceramics, interactions between special electronic and mechanical properties in complex systems and new solutions to problems in environmental process technology. Researchers at IKTS are working on the scientific forefront in many areas, for example, in the manufacture of nano- and submicrometer-sized materials with novel application possibilities (e.g., as new cutting materials, ceramics for high-temperature applications and low-friction and low-wear ceramics) and on nanofunctional layers, miniaturized components, actuator/sensor materials for adaptronics, new materials for energy storage and conversion, ceramic networks and highly specialized characterization methods. The aim of this work is to broaden the current application spectrum of high-performance, inorganic, nonmetallic materials and establish new applications in fields such as adaptronics, bioceramics, biomorphic ceramics and multifunctionality in hybrid systems. An expression of this forward thinking is given by the colloquium series "Ceramics Vision ", which took place on January 8, 1998, January 13, 2000 and January 9, 2002, when topics ranging from new thermodynamic methods to application ideas and thoughts on the longterm future of the Information Society were embraced. The next "Ceramics Vision " colloquium on January 14, 2004 will be given in conjunction with a gettogether on the evening of January 13, This work on the "research front" has its basis in a broad, long-standing wealth of experience and knowledge, which is supplemented by basic research to enable continuous generation of application-oriented solutions for current working environments. IKTS also offers technical consulting services; industry assistance; scientific expertise; application-oriented knowhow in powder and ceramic technologies; access to state-of-the-art laboratories, equipment and pilot-plant facilities; technical training programs; participation in numerous national and international collaborations and surveys of worldwide research activities. In 2004 construction of new laboratories and facilities will be completed. A Profile of the Fraunhofer IKTS Fraunhofer IKTS 2003 Annual Report 9

11 Organigramm/ Organizational Chart 10 Fraunhofer IKTS Jahresbericht 2003 Das Fraunhofer IKTS im Profil

12 F& E- Felder - Wegweiser für unsere Kunden Research Fields - Guide For Our Customers Telefon: +49 (0) 3 51/ Telefax: +49 (0) 3 51/ Basiswerkstoffe Base Materials Sonderwerkstoffe Specialty Materials Strukturkeramik Hartmetalle / Cermets Keramische Sonderwerkstoffe Structural Ceramics Hardmetals/Cermets Specialty Ceramic Materials Oxidkeramiken Oxide Ceramics Dr. habil. Andreas Krell -538 Nanokeramiken Nanoceramics Dr. habil. Andreas Krell -538 Nichtoxidkeramiken Nonoxide Ceramics Dr. Mathias Herrmann -527 Dr. Hagen Klemm -553 Aluminiumnitrid Aluminum Nitride Dipl.-Ing. Gert Himpel -613 Dr. Mathias Herrmann -527 Poröse Keramik, Filter, Schaumkeramik Porous Ceramics, Filters, Ceramic Foams Dipl.-Krist. Jörg Adler -515 Dr. habil. Andreas Krell -538 Dr. Michael Zins Bereichsleiter/Division Leader Telefon: +49 (0) 3 51 / Telefax: +49 (0) 3 51 / Siliciumcarbid Silicon Carbide Dipl.-Krist. Jörg Adler -515 Hartmetalle / Cermets Hardmetals / Cermets Dr. Volkmar Richter -614 Dr. Gert Leitner -523 Dipl.-Ing. Klaus Jaenicke-Rößler -530 Klaus. Faserverbundwerkstoffe Ceramic Fiber Composites Dr. Hagen Klemm -553 Dr. habil. Andreas Krell -538 Beschichtungspulver Coating Powders Dr. Manfred Nebelung -540 Keramik aus biogenen Rohstoffen Ceramics Made From Biogenic Raw Materials Dr. Stefan Siegel -521 Nichtoxidische Precursoren Nonoxide Precursors Dr. Uwe Petasch -616 Dr. Petra Rehak -704 Feuerfestkeramik Refractory Ceramics Dr. Reiner Schober -534 Dr. habil. Andreas Krell Abteilungsleiter Werkstoffe I Department Head Materials I Telefon: +49 (0) 3 51 / Dr. Mathias Herrmann Abteilungsleiter Werkstoffe II Department Head Materials II Telefon: +49 (0) 3 51 / Dr. Reinhard Lenk Abteilungsleiter Verfahren/Bauteile Department Head Processes/Components Telefon: +49 (0) 3 51 / A Profile of the Fraunhofer IKTS Fraunhofer IKTS 2003 Annual Report 11

13 Telefon: +49 (0) 3 51/ Telefax: +49 (0) 3 51/ Herstellungsverfahren Production Processes Pulveraufbereitung Powder Processing Dr. Manfred Nebelung -540 Pulverpressen Powder Pressing Dipl.-Ing. Jens Stockmann -561 Thermoplastische Formgebung Thermoplastic Forming Dr. Reinhard Lenk -539 Gießformgebung Casting/Shaping (Liquid-State Forming) Dr. Hans -Jürgen Richter -557 Hans.J. Dr. habil. Andreas Krell -538 Rapid Prototyping Rapid Prototyping Dr. Reinhard Lenk -539 Sintern Sintering Dipl.-Ing. Gert Himpel -582 Dr. Gert Leitner -523 Grünbearbeitung/Hartbearbeitung Green Machining/Hard Machining Dipl.-Ing. Falko Oehme -551 Matthias Nake -586 Anwendungen / Bauteile / Systeme Applications / Components / Systems Maschinenbau / Gerätetechnik / Anlagentechnik Mechanical Engineering/Equipment and Systems Engineering Dipl.-Ing. Jens Stockmann -561 Mikrotechnische Komponenten Microcomponents Dr. Tassilo Moritz -747 Werkzeuge / Fertigungstechnik Schneidwerkzeuge / Schleifmittel Tools / Production Technology / Cutting Tools / Abrasives Dr. Volkmar Richter -614 Dr. habil. Andreas Krell -538 Dr. Mathias Herrmann -527 Umformwerkzeuge Forming Tools Dr. Reiner Schober -534 Ballistische Schutzkeramik Ceramics for Ballistic Protection Dr. habil. Andreas Krell -538 Dipl.-Krist. Jörg Adler -515 Hochtemperaturkeramik Energietechnik High-Temperature Ceramics Energy Technology Dr. Hagen Klemm -553 Dr. habil. Andreas Krell -538 Transparente Keramik Transparent Ceramics Dr. habil. Andreas Krell -538 Wälzlagerwerkstoffe Roller Bearing Materials Dr. Mathias Herrmann -527 Siliciumcarbid- und Aluminiumoxid-Reinstkeramik High-Purity Silicon Carbide and Aluminum Oxide Ceramics Dipl.-Ing. Jens Stockmann -561 Korrosionsfeste Keramik Chemischer Apparatebau Corrosion-Resistant Ceramics Apparatus Construction for Chemical Industry Dr. Mathias Herrmann -527 Verschleißschutz Schichttechnologien Wear Protection/CVD Coating Dr. Ingolf Endler -693 Schmelzmetallurgie Feuerfestanwendung Smelting/Refractory Application Dr. Reiner Schober -534 Dipl.-Krist. Jörg Adler -515 Medizintechnik / Biokeramik Medical Technology/Bioceramics Dipl.-Ing. Jens Stockmann -561 Dr. habil. Andreas Krell Fraunhofer IKTS Jahresbericht 2003 Das Fraunhofer IKTS im Profil

14 Funktionskeramik Functional Ceramics Mikro- und Energiesysteme zertifiziert nach ISO 9001 Mikrosysteme ph-sensoren, CO 2 /O 2 -Sensoren Druck-Sensoren Temperatur-Sensoren LTCC-Multilayer Pastensysteme für AlN (Widerstände, Leiterbahnen, Passivierungsschichten) Polymerpasten Mikro-Heizer Energiesysteme Brennstoffzellen (SOFC: planar, tubular) Dünne Batterien, Solarzellen Applikationslabor Pastenherstellung SOFC-Stacks, LTCC-Module Wasserverdünnbare Pasten Qualitätssicherung Microsystems and Energy Systems certified in accordance with ISO 9001 Microsystems ph Sensors, CO 2 /O 2 Sensors Pressure Sensors Temperature Sensors LTCC Multilayers Paste Systems for AlN (Resistors, Conductors, Passivating Layers) Polymer Pastes Microheaters Energy Systems Fuel Cells (SOFCs: planar, tubular) Thin Batteries, Solar Cells Applications Lab Paste Manufacturing SOFC Stacks, LTCC Modules Water-Soluble Pastes Quality Assurance Dr. habil. Peter Otschik Abteilungsleiter Mikro- und Energiesysteme Department Head Microsystems and Energy Systems Telefon: +49 (0) 3 51 / Telefax: +49 (0) 3 51 / Dielektrische Komponenten Piezotechnik Aktuatoren, Sensoren Ultraschallwandler Spezialmesstechnik Adaptive Verbunde piezoelektrische Sensoren, Aktuatoren und Dämpfungselemente Elektronische Bauelemente Kondensatoren, Filter Funktions- und Grenzschichten in der Si-Technologie Applikationslabor Piezokomposite für Ultraschallwandler und adaptive Strukturen Messplatz- und Apparatebau Qualitätssicherung Dielectric Components Piezo Technology Actuators, Sensors Ultrasonic Transducers Special Measurement Techniques Adaptive Composites Piezoelectric Sensors, Actuators and Attenuation Elements Electronic Components Capacitors, Filters Functional and Boundary Layers Produced Using Silicon Technology Application Lab Piezocomposites for Ultrasonic Transducers and Adaptive Structures Measurement System and Apparatus Construction Dr. Andreas Schönecker Abteilungsleiter Dielektrische Komponenten Department Head Dielectric Components Telefon: +49 (0) 3 51 / Telefax: +49 (0) 3 51 / A Profile of the Fraunhofer IKTS Fraunhofer IKTS 2003 Annual Report 13

15 Prozess- und Werkstoffcharakterisierung Umweltverfahrenstechnik Telefon: +49 (0) 3 51/ Telefax: +49 (0) 3 51/ Process and Materials Characterization Environmental Process Technology Charakterisierung Characterization Umweltverfahrenstechnik Environmental Process Technology Priv.-Doz. Dr. habil. Udo Gerlach Abteilungsleiter Charakterisierung Department Head Characterization Telefon: +49 (0) 3 51 / Telefax: +49 (0) 3 51 / Dr. Hannelore Friedrich Umweltverfahrenstechnik Environmental Process Technology Telefon: +49 (0) 3 51 / Telefax: +49 (0) 3 51 / Pulver- und Suspensionscharakterisierung Powder and Suspension Characterization Dr. Hannelore Friedrich -537 Granulateigenschaften Granule Properties Dr. Manfred Nebelung -540 Thermische Analyse Thermal Analysis Dr. Gert Leitner -523 Dipl.-Ing. Klaus Jaenicke-Rößler -530 Klaus. Keramografie / Strukturanalyse Ceramography/Structural Analysis Dr. Peter Obenaus -535 Mechanische Werkstoffprüfung Mechanical Testing Dr. Hagen Klemm -553 Filtereigenschaften Filter Properties Dipl.-Krist. Jörg Adler -515 Schneidstoff-/ Verschleißprüfung Cutting/Wear Testing Dr. Volkmar Richter -614 Röntgendiffraktometrie XRD Dr. Mathias Herrmann -527 Partikeltechnologie Konditionierung / Hilfsstoffe Fest- / Flüssig-Trennung Particle Technology Conditioning/Additives Solid/Liquid Separation Dr. Hannelore Friedrich -537 Wertstoffrückgewinnung Recovery of Raw Materials Dr. Hannelore Friedrich -537 Ultraschallanwendungen Ultrasonic Applications Dr. Hannelore Friedrich -537 Abwasser-, Schlammbehandlung / Vergärung Verfahrenstechnische Systemanalyse / Desintegration / Analytik Wastewater and Sludge Treatment Fermentation/ Process System Analysis Disintegration/ Chemical Analysis Dr. Hannelore Friedrich -537 Aerobe Prozesse Aerobic Processes Dr. Annegret Potthoff -761 Anaerobe Prozesse/ Biogene Substrate Anaerobic Processes/ Biosolids Dipl.-Ing. Burkhardt Faßauer -766 Mikrobiologische Methoden/ Mikroskopie Microbiological Methods/ Microscopy Dr. Frank Gräfe Fraunhofer IKTS Jahresbericht 2003 Das Fraunhofer IKTS im Profil

16 Kuratorium Board of Trustees Durch den Präsidenten der Fraunhofer- Gesellschaft sind folgende Herren in das Kuratorium des Fraunhofer IKTS berufen: The President of the Fraunhofer-Gesellschaft has appointed the following people to the Board of Trustees at Fraunhofer IKTS: Dr. G. Gille Vorsitzender H.C. Starck GmbH & Co. KG Leiter Zentralbereich Forschung und Entwicklung Chairman Manager, Central Region Research and Development Prof. Dr. W. Böcker Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin Abteilungsdirektor Federal Office for Materials Research, Berlin Department Director MR Dr. H. Ennen Sächsisches Verbindungsbüro, Brüssel Saxony Liaison Office in Brussels Dr. W. Hergarten Leiter der Außenstelle Berlin der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen Otto von Guericke e.v. Manager, Berlin Branch Office German Federation of Industrial Cooperative Research Associations Otto von Guericke e.v. Dr. H.-J. Pohlmann TeCe Technical Ceramics, Selb Geschäftsführer CEO Prof. Dr. J. Huber CeramTec AG, Plochingen, Vorstand Board of Directors Prof. Dr. P. Woditsch Deutsche Solar GmbH, Freiberg/Krefeld Geschäftsführer CEO Prof. Dr. H. Worch Technische Universität Dresden Leiter des Instituts für Werkstoffwissenschaft Technical University of Dresden Head of Institute for Materials Research verabschiedet wurden: Prof. em. Dr. H. Nickel stellv. Vorsitzender Deputy Chairman Dr. G. Becker Hermes Schleifmittel GmbH & Co., Hamburg Gesellschafter und Mitglied des Beirates Partner and Member of Advisory Board Dr. K. Kempter Siemens AG, München Zentralabteilung Forschung und Entwicklung Abteilungsdirektor Central Department of Research and Development Department Director MDgt. Dr. F. Schmidt Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst, Dresden, Staatssekretär Saxony State Ministry for Science and Art, Dresden State Secretary ins Kuratorium neu berufen wurden: Dipl.-Ing. M. Kempter Webasto AG Stockdorf Leiter, Industrietechnik Manager, Industrial Ingeneering Dr. W. Rossner Siemens München Zentrales Gebiet, Gemeinsame Technologieentwicklung, Werkstoffe und Mikrosysteme Keramiken (CC MM2) Central Region Cooperate Technology Materials and Microsystems Ceramics (CC MM2) MR Dr. G. Uhlmann Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst, SMWK stellv. Abteilungsleiter Forschung Saxony State Ministry of Science and Art (SMWK) Deputy Head, Research Department MinRat. Dipl.-Ing. P. G. Nothnagel Sächsisches Staatsministerium für Wirtschaft und Arbeit, SMWA Referat 41 Saxony State Ministry of Economy and Employment (SMWA) Section 41 Mitarbeiter des Fraunhofer IKTS und die Herren des Kuratoriums Employees of Fraunhofer IKTS and Board of Trustees A Profile of the Fraunhofer IKTS Fraunhofer IKTS 2003 Annual Report 15

17 Betriebshaushalt und Erträge* Obwohl bei Redaktionsschluss die den Betriebshaushalt und die Forschungserträge unseres Institutes betreffenden Zahlen noch als vorläufig anzusehen sind, gehen wir davon aus, durch Aufwandsanpassung, erhöhte Akquisitionsanstrengungen und Einsatz von Reserven in 2003 eine ausgeglichene Bilanz zu erreichen. Eine gegenüber 2002 festzustellende Reduktion des Vertragsforschungsvolumens ist aus bekannten Gründen sowohl für Wirtschaft wie öffentliche Hand festzustellen. Bei schon reduziertem Planansatz erwarten wir einen Betriebshaushalt von 9,7 Mio, Erträge von etwa 6,7 Mio und davon bis zu 3,8 Mio aus den Projekten mit der Wirtschaft und den Wirtschaftsverbänden. Vorsichtig optimistisch stimmen die aus der Wirtschaft stammenden Signale, die auch unter Vertragsforschungsgesichtspunkten ab 2005 wieder eine Erholung erwarten lassen. Operating Budget and Revenues* Although operating budget and research revenue numbers published here are to be viewed as preliminary, we are confident that through decreasing costs, stepping up acquisition efforts and appropriately using reserves in 2003, we will be able to balance the budget. The reduction in contract research volumes from 2002 can be seen in both the public and the private sector. Factoring in a downward adjustment, we expect an operating budget of 9.7 million euros and revenues of ca. 6.7 million euros, up to 3.8 million euros of which should come from projects with businesses and business groups. However, the somewhat positive signals from the market allow us to expect a recovery by * vorläufiges Ergebnis * preliminary results Fraunhofer IKTS Jahresbericht 2003 Das Fraunhofer IKTS im Profil

18 Personalentwicklung Die Personalentwicklung des IKTS lag auch 2003 wie in den Jahren zuvor auf einem hohen Niveau. Bei einer leicht gestiegenen Stammstellenanzahl von 114 konnte nach Jahren der Stagnation wieder ein Zuwachs an Doktoranden verzeichnet werden. Weiterhin wurden zwei weitere Auszubildende zum erfolgreichen Abschluss geführt und übernommen. Neue Auszubildende wurden eingestellt, wobei der Schwerpunkt auf Physik- und Chemielaboranten gelegt wurde. Ziel ist es, für Mitarbeiter, die planmäßig in den Ruhestand treten, eigenen Nachwuchs auszubilden und gezielt an die spezifischen Aufgaben im Institut heranzuführen. Wie in den Jahren zuvor konnte den Mitarbeitern wieder ein umfangreiches Programm an Weiterbildungsmaßnahmen angeboten werden, von dem intensiv Gebrauch gemacht wurde. Besonders die auf die Erweiterung beruflicher Spezialkenntnisse ausgerichteten Angebote wurden positiv durch alle Mitarbeiter aufgenommen. Bei der in 2001 durchgeführten Mitarbeiterbefragung lagen im letzten Jahr alle abschließenden Auswertungen vor. Dabei zeigten die Ergebnisse, dass das IKTS im Vergleich zu allen anderen Fraunhofer-Instituten bei einem Großteil der zu bewertenden Eigenschaften eine gute bis sehr gute Position erzielen konnte. Damit ist gewährleistet, dass auch in Zukunft alle anstehenden Aufgaben von allen Mitarbeitern gemeinsam zum Erfolg geführt werden. Personnel Development This year saw another expansion in terms of personnel, with the number of permanent employees reaching 114. After stagnating for many years, the number of doctorate students increased in Two trainees successfully completed their traineeships and began working as permanent employees. IKTS also accepted new trainees, mainly chemistry and physics laboratory technicians, to ensure that trained people will be available to succeed those retiring in the near future. Numerous continuing-education courses were offered and made use of once again in Specialized vocational offerings were especially well received. Newly available results of the employee survey carried out in 2001 showed that in most aspects, IKTS is ranked as "good" to "very good" in a Fraunhofer-Gesellschaft-wide comparison. This should provide the assurance that IKTS will be able to carry out its duties and perform its tasks just as successfully in the future as it is now doing. A Profile of the Fraunhofer IKTS Fraunhofer IKTS 2003 Annual Report 17

19 Kooperationsausbau in Netzwerken und Verbünden Treffpunkt Keramik Dresden Seit der Eröffnung des Treffpunktes Keramik Dresden im Fraunhofer IKTS hat sich die Kooperation zwischen der TASK GmbH und dem IKTS sehr positiv entwickelt. Alle Mitglieder der TASK GmbH sehen einen großen Zugewinn in dieser Kombination. Die Wissenschaftler des Fraunhofer IKTS Dresden kooperieren in zahlreichen thematisch orientierten Netzwerken und Verbünden, um ihre fachliche Kooperation zu verstärken und ihren Kunden eine gemeinsame und koordinierte Leistung anbieten zu können. Scientists at Fraunhofer IKTS in Dresden cooperate in networks and alliances dedicated to various themes in order to improve ties with other experts and to be able to provide customers with coordinated joint services. Der Präsentationsraum "Treffpunkt Keramik"im Fraunhofer IKTS Dresden bietet die Möglichkeit, gemeinsam bereits bestehende Anwendungsbeispiele vorzustellen und für die Initiierung neuer Entwicklungen in neuen Märkten zu nutzen. Aus dem Mitgliederkreis werden darüber hinaus verstärkt Technologieprojekte für die Optimierung der eigenen Fertigung bzw. für die Sicherung von Rohstoffeigenschaften definiert. Vom Pulver bis zum Bauteil werden so Kooperationsprojekte anvisiert. Hierbei sind die gemeinsamen attraktiven Messeauftritte sowohl auf der Hannover Messe als auch auf der Materialica wichtige Bestandteile. Die Möglichkeiten der Projektförderung durch die Europäische Kommission im 6. Rahmenprogramm soll intensiv genutzt werden. Hierzu werden zukünftig verstärkt auch Anlagenlieferanten und Endanwender eingebunden. Porträt Treffpunkt Keramik - Treffpunkt für Hersteller, Anwender und Forschungseinrichtungen - Mehr als 25 Partner präsentieren Technische Keramik - Mehr als 1000 Anwendungen zum "Begreifen" - Netzwerk von Deutschland über Europa bis nach Japan und USA - Starke Beteiligung von klein- und mittelständigen Unternehmen - Permanentausstellungen in Aachen und Dresden - regelmäßige Messebeteiligungen auf der Hannover Messe und der Materialica - mehr als 1000 Anwenderkontakte pro Jahr - Kostenlose Erstberatung zum Stand der Technik - Aktuelle Informationen zu neuen Forschungsthemen und Förderprogrammen 18 Fraunhofer IKTS Jahresbericht 2003 Kooperationsausbau in Netzwerken und Verbünden

20 Cooperation in Networks and Alliances Ceramics Meeting Point Since the opening of Ceramics Meeting Point at Fraunhofer IKTS in Dresden, cooperation between TASK GmbH and IKTS has developed very positively. All TASK GmbH members view this collaboration as a significant gain. The Ceramics Meeting Point presentation room at Fraunhofer IKTS can be used for joint presentation of existing application examples and for initiation of new developments in new markets. Technology projects including various group members are increasingly being defined for such purposes as optimization of individual members' production processes or establishment of properties of raw materials. Collaborative projects are aimed at covering all aspects "from powder to component," whereby joint appearances at the Hannover Messe and Materialica trade shows are important elements in accomplishing this. Funding possibilities offered by the European Commission through the Sixth Framework Program should be made use of. In the future closer cooperation will exist with equipment suppliers and end users. Ceramics Meeting Point: Portrait - Meeting point for manufacturers, users and research institutions - More than 25 partners presenting technical ceramics - Over 1,000 hands-on applications - Network encompassing Germany, Europe, Japan and USA - Strong participation by small and medium-sized businesses - Permanent exhibitions in Aachen and Dresden - Regular participation in Hannover Messe and Materialica trade shows - Annually more than 1,000 contacts with users - Free initial consultation on the current state of the art - Current information about new research topics and funding programs Cooperation in Networks and Alliances Fraunhofer IKTS 2003 Annual Report 19

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