Keramiken für die Energietechnik
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- Tobias Friedrich
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1 Siemens Corporate Technology Januar 2015 Keramiken für die Energietechnik Bonn, Unrestricted Siemens AG All rights reserved
2 Komplexe Energienetze erfordern viele neue Lösungen Page 2 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
3 Fossile GuD-Kraftwerke mit Gasturbine für cc > 62% Today Tomorrow Siemens SGT H Blades & Vanes use Ceramic Thermal Barrier Coatings to withstand high gas temperatures COI Ceramic s AN720 oxide-oxide CMC system Page 3 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
4 Warum Faserverstärkte Keramik? Unique Properties of CMCs Historical Perspective: Advanced Materials in Gas Turbines Page 4 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
5 Faserverstärkte Keramik für Stationäre Gasturbinen Essential topics to be solved Availability of high quality fibers (amount, cost) Implementation of 2.5d / 3d weaving techniques Availability (semi-)automated CMC manufacturing processes Increase of environmental stability as a key factor hotgas exposed GT-parts Key areas for research Fabrication 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 level Design and availability of advanced test rigs close to operation conditions and for real part characterization Advanced simulation and prediction tools Adapted machining and joining technologies w/o performance loss of 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 Page 5 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
6 Ökonomische Stationäre Batteriesysteme Page 6 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
7 Ökonomische Stationäre Batteriesysteme: Wo kann Keramik punkten? Page 7 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
8 Ökonomische Stationäre Batteriesysteme: Aktuelle FuE-Beispiele Abb.: ß -Al2O3 Elektrolytrohr mit thermal-compressionbonded (TCB) Deckel. Page 8 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
9 Erneuerbare Energieträger: Magnetwerkstoffe Page 9 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
10 Magnetwerkstoffe: Neue Ansätze durch Keramik? Nach M. Katter, VAC, Hanau Considerable increase expected due to e-drives and generators Page 10 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
11 Magnetwerkstoffe: Forschungs- und Entwicklungsansätze Keramische Hartmagnete Substituierte Hexaferrite Pulverprozessierung 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 Hart-Weichmagnetische Komposite Erweitertes Exchange- Spring-Konzept mittels hart/weichmagnetischer nanoskaliger Magnetkomposite Mögliche Synergien : Multiferroics für Sensorik & Elektronik Alternative Applikationsfelder von Ferriten (Katalyse, Wasserspaltung, Magnetoelektrik) Page 11 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
12 Keramik für die Energietechnik Vielen Dank für die Beiträge von Prof. Stelter (FhG IKTS und Prof. Töpfer (FH Jena) und für Ihre Aufmerksamkeit! Page 12 Jan 2015 Corporate Technology Unrestricted Siemens AG All rights reserved
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