13–15 Sept 2023
Montanuniversität Leoben
Europe/Vienna timezone

Die Rolle der Keramographie bei der Entwicklung von keramischen Zündkerzenelektroden für Großgasmotoren

14 Sept 2023, 16:50
20m
Kuppelwieser Hörsaal

Kuppelwieser Hörsaal

Oral Presentation Mikroskopische Methoden für die Material- und Prozessentwicklung Digitale Bildverarbeitung und Analytik

Speaker

Manuel Gruber (Montanuniversität Leoben, Department Werkstoffwissenschaft)

Description

Großgasmotoren stellen bei der Energieversorgung und beim Transport nach wie vor eine zentrale Rolle dar. Auf Grund der gesetzlichen Emissionsvorschriften und den hohen Treibstoffkosten ist eine weitere Steigerung des Motorwirkungsgrads bei gleichzeitiger Reduzierung der Emissionen notwendig. Diese Entwicklungstätigkeiten führen zu Brennverfahren mit mageren Kraftstoff-Luftgemischen sowie hohen Zünddrücken und -temperaturen. Die im Brennraum vorherrschenden Bedingungen führen dabei zu hohem Verschleiß der Zündkerzenelektroden. Konventionelle Elektroden sind auf Grund der eingesetzten Edelmetalllegierungen teuer und erreichen zunehmend die Grenzen hinsichtlich der geforderten Einsatzzeiten.

Alternative keramische Elektrodenmaterialien weisen in vielen Bereichen Vorteile gegenüber den konventionellen Materialien auf. An dieser Stelle seien die hohe thermische Stabilität sowie Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit zusammen mit den vergleichsweise geringen Rohstoffkosten zu erwähnen. Als Nachteile gelten die oft unzureichende elektrische Leitfähigkeit, die Sprödigkeit sowie die herausfordernde Fügung mit metallischen Materialien.

In der vorliegenden Arbeit werden anhand von ausgewählten Materialien mittels keramographischen Methoden das Verschleiß- und Oxidationsverhalten beurteilt. Schliffe von der Fügezone dienen zur Untersuchung der Gefügeentwicklung im Zuge des Anbindungsvorgangs. Die Ergebnisse zeigen die Stärken, Schwächen und Grenzen der ausgewählten Keramiken als Elektrodenmaterialien basierend auf keramographischen Methoden, die wesentlich zum Verständnis von Oxidationsverhalten, Anbindungsmöglichkeiten und Verschleiß beigetragen haben.

Authors

Manuel Gruber (Montanuniversität Leoben, Department Werkstoffwissenschaft) Verena Melcher (Montanuniversität Leoben, Department Werkstoffwissenschaft) Walter Harrer (Montanuniversität Leoben, Department Werkstoffwissenschaft) Anton Tilz (LEC GmbH Graz) Michael Engelmayer (LEC GmbH Graz) Wolfgang Fimml (Innio Jenbacher GmbH & Co OG) Andreas Wimmer (Technische Universität Graz, Institut für Thermodynamik und nachhaltige Antriebssysteme) Raul Bermejo (Montanuniversität Leoben, Department Werkstoffwissenschaft)

Presentation materials