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Information für die Wissenschaft Nr. 43 | 15. September 2011
Schwerpunktprogramm 1418 „Feuerfest – Initiative zur Reduzierung von Emissionen“

Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat im Jahr 2008 die Einrichtung des Schwerpunktprogramms „Feuerfest – Initiative zur Reduzierung von Emissionen“ beschlossen. Als Laufzeit für die zweite Phase sind drei Jahre vorgesehen.

Im Rahmen des SPP sollen Grundlagen für eine völlig neue Generation feuerfester Werkstoffe geschaffen werden, die an die Stelle der bisher üblichen kohlenstoffhaltigen Materialien treten. Kohlenstoffarme beziehungsweise -freie Feuerfestwerkstoffe sollen dazu beitragen, den Kohlendioxidausstoß weltweit deutlich zu senken und durch verbesserte Wärmedämmung erhebliche Energieeinsparungen zu erzielen. Darüber hinaus können metallurgische Prozesse durch eine kohlenstofffreie „Clean-Steel-Technologie“ revolutioniert werden.

Bei einem Verzicht auf Kohlenstoff müssen für eine ausreichende Thermoschockbeständigkeit grundlegende werkstoff- und verfahrenstechnische Konzepte in der Mikrostruktur- (Werkstoffdesign) und Makrostrukturentwicklung (Werkstoffverbund) erarbeitet werden. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms werden die wissenschaftlichen Grundlagen zu einer gezielten Teil- oder Vollsubstitution von Kohlenstoff einschließlich der Funktionalisierung der Feuerfestbauteile für Schlüsselaufgaben in Hochtemperaturprozessen erarbeitet.

Die Untersuchung des Thermoschockversagens spröder Strukturmaterialien stellt eine sehr komplexe Aufgabe dar und kann verschiedene Modelle des Wärmeübergangs beinhalten, deren simultane Wirkung berücksichtigt werden muss. Die Analyse eines realen Bauteils, das Thermoschock ausgesetzt ist, ist ein multidisziplinäres Problem bemerkenswerter Größenordnung, das Experten auf den Gebieten des Wärmeüberganges, der Werkstoffwissenschaften, der Werkstoffsimulation und der Bruchmechanik erfordert. Hochleistungsprüfmethoden, zum Beispiel hochauflösende Computertomografie und in-situ-Thermoschockbeanspruchung von Komponenten, zyklische Hochtemperaturbelastung unter Druck oder die Simulation biaxialer Belastung an realen Auskleidungen und/oder Bauteilen, unterstützen ganzheitliche, rechnergestützte Lösungsansätze, die sowohl die gesamte Mikro- und Makrostrukturentwicklung als auch die Anwendungsmöglichkeiten mit sorgfältig abgestimmten Werkstoff-, Fertigungs-, Füge-, Qualitäts- und Kostenalternativen abdecken.

Das Schwerpunktprogramm zielt auf Projekte in unterschiedlichen Entwicklungsebenen – Gefüge / Bauteil / System / Anwendung. Die genannten Entwicklungsebenen lassen sich in einen der folgenden Bereiche einordnen:

  • Modellunterstützte Konzipierung und Verifizierung von thermoschockbeständigen oxidhaltigen Mikrostrukturen
  • Einsatz von Nanokeramiken zur Reduzierung des Kohlenstoffgehaltes in kohlenstoffhaltigen Erzeugnissen
  • Thermoschockbeständige Makrostruktur / Makrostrukturierung von Funktionsbauteilen mittels Mehrschichttechnologien
  • Funktionalisierung von Feuerfestbauteilen
  • Bauteilüberwachung
  • Prozessüberwachung
  • Anti-Clogging
  • Hochleistungsprüfmethoden und Modellierungsansätze (Schmelze, Gas)
  • Thermoschock
  • Clogging
  • Kriechen
  • Korrosion
  • Entwicklung von Strategien und Methoden zur Reduzierung von Emissionen bei der Produkt- und Prozessinnovation
  • Stahltechnologie
  • Energietechnik

Nicht gefördert werden können Projekte: a) die allein den Aspekt der Korrosion ohne Berücksichtigung des Thermoschocks untersuchen, b) die die Entwicklungsebene Bauteil nicht beinhalten, c) die eine Funktionalisierung von Oberflächen ohne die Entwicklungsebene Bauteil / System zum Ziel haben beziehungsweise solche, die beabsichtigen, die Eigenschaften bereits bestehender Werkstoffoberflächensysteme zu charakterisieren, und d) die die alleinige Strategien und Methoden zur Reduzierung von Emissionen bei Hochtemperaturprozessen beinhalten ohne die Kette in allen Entwicklungsebenen zu berücksichtigen.

Um eine möglichst enge Vernetzung zu erreichen, werden Kooperationsanträge begrüßt, die interdisziplinären Charakter besitzen. Entsprechend sind insbesondere Ingenieurwissenschaftler und Naturwissenschaftler zur Antragstellung aufgerufen.

Des Weiteren werden auch Anträge begrüßt, die eine enge Verzahnung zur Industrie erkennen lassen. Gemeint sind sachlich und zeitlich definierte Kooperationen zwischen Universitäten und Industrieunternehmen oder anderen Anwendern, die der Umsetzung und Überprüfung der prinzipiellen praktischen Realisierbarkeit von Ergebnissen und Erkenntnissen der wissenschaftlichen Grundlagenforschung in der Praxis dienen (Erkenntnistransfer). Weitere Informationen dazu inklusive des Leitfadens für die Antragstellung von Transferprojekten stehen unter: www.dfg.de/erkenntnistransfer

Anträge für den zweiten und letzten dreijährigen Zeitraum sollten in 2-facher schriftlicher Ausfertigung sowie in elektronischer Form auf CD-ROM mit allen Anlagen möglichst früh, spätestens bis zum 9. Dezember 2011 bei der Geschäftsstelle der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Kennedyallee 40, 53175 Bonn, Frau Dr.-Ing. Xenia Molodova, unter dem Kennwort „SPP 1418/2: Feuerfest – Initiative zur Reduzierung von Emissionen“ eingegangen sein.

Bei der Ausarbeitung der Anträge ist das aktuelle Merkblatt für Anträge auf Sachbeihilfen mit Leitfaden für die Antragstellung (Nr. 1.02) zu berücksichtigen. Im Falle von Transferprojekten ist der Leitfaden für die Antragstellung von Transferprojekten zu befolgen.

Die eingegangenen Anträge werden voraussichtlich im Februar 2012 im Rahmen eines Kolloquiums mit anschließender Gutachtersitzung besprochen.

Weiterführende Informationen

Das DFG-Merkblatt für Anträge auf Sachbeihilfen (Nr. 1.02) finden Sie unter:

Der Leitfaden für die Antragstellung von Transferprojekten steht unter:

Fachliche Fragen beantwortet der Koordinator des Schwerpunktprogramms:

Ansprechpartnerin bei der DFG:

  • Dr.-Ing. Xenia Molodova
    Gruppe Ingenieurwissenschaften
    Tel. +49 228 885-2374
    xenia.molodova@dfg.de

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