Herausforderung des Kunden

• Kontaminationsrisiken: Alumina-Sagger leachten alkalische Ionen in Keramikpulver aus und beeinträchtigten die Materialreinheit für Luftfahrtkomponenten.
• Wärmeschockfehler: Graphit-Sagger knackten nach 50 thermischen Zyklen und verursachten bei kostspieligen Forschungs- und Entwicklungsexperimenten Probenverlust.
• Prozessineffizienz: Häufige Austausch- und Reinigungszyklen verzögerten die Projektzeiten um 30%.

• Unfähigkeit, die Materialreinheit bei hochwertiger FuE aufrechtzuerhalten
• Kurze Lebensdauer in extremen thermischen Umgebungen.
• Hohe Kosten durch gescheiterte Experimente und Ausfallzeiten.

Kegu Lösung

Technische Innovationen

1. Reinheitsoptimiertes Design
   • Materialzusammensetzung: 99,9% reiner SiC (Metallverunreinigungsgehalt < 50 ppm), zertifiziert vom Schweizerischen Zentrum für Elektronik und Mikrotechnologie (CSEM).
   • Oberflächenbearbeitung: Poleriert auf Ra ≤ 0,5 μm, um die Pulverabhängigkeit zu minimieren und eine einfache Reinigung sicherzustellen.
2. Leistung in extremen Umgebungen
   • Temperaturbereich: Stabil von Raumtemperatur bis1800°C, 1000+ Wärmezyklen (-20°C bis 1800°C) ohne Risswellen standhalten.
   • Korrosionsbeständigkeit: Unbeeinflusst von aggressiven Flüssen (z. B. Na2CO3, K2O), die in der Keramiksynthese verwendet werden.
   • Wärmeleitfähigkeit: 140 W/m·K, was eine gleichmäßige Erwärmung ermöglicht und die Sinterzeit um 20% verkürzt.
3. Rückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle
   • Reinheit der Rohstoffe: SiC-Pulver stammt aus hochreinen Quarzvorkommen (ISO 14001-zertifiziertes Bergbau).
   • Herstellungsprozess: Vakuumsinternierung bei 2200°C für 20 Stunden unter Argonatmosphäre zur Beseitigung sauerstoffbedingter Defekte.
   • Prüfprotokoll:
     • XRF-Analyse auf Elementreinheit (von SGS Schweiz durchgeführt).
     • Dyne-Prüfung auf Oberflächenenergieverträglichkeit mit Keramikschlamm.

Zusammenarbeit in der FuE

• Prototypen nach Maß: Mitentwickelte 50mm3 Mini-Sagger für Mikroskala-Sinterversuche.
• Datenaustausch: Bereitstellung von Echtzeit-Wärmebilddaten während der Sinterversuche des Kunden.
• Unterstützung der Ausbildung: Veranstaltung eines technischen Workshops zur SiC-Sagger-Wartung für das Forschungsteam des Kunden.

Ergebnis

1. Reinheit und Prozessverbesserungen
   • Verschmutzung beseitigt: Die Auslaugung von alkalischen Ionen wird von 1000 ppm auf < 50 ppm reduziert und entspricht den Luftfahrtmaterialnormen (z. B. ASTM F2924).
   • Effizienz der Sinterung: Die Zykluszeit wurde von 48 auf 38 Stunden verkürzt, wodurch der FuE-Durchsatz beschleunigt wurde.
2. Kosten- und Zuverlässigkeitsgewinne
   • Lebensdauer verlängert auf mehr als 1000 Zyklen: 20 mal länger als Graphit-Sagger, was die Ersatzkosten um95%.
   • Die Versuchsfehlerquote ist um 85% gesunken: Durch eine gleichbleibende Leistung im thermischen Zyklus wurde ein Probenverlust eliminiert.
3. Auswirkungen auf den Markt
   • Die neuen keramischen Verbundwerkstoffe des Auftraggebers (entwickelt mit Kegu-Saggern) gewannen die2024 Schweizer Technikpreisfür die Luft- und Raumfahrtinnovation.
   • Kegu wurde in der Datenbank des Auftraggebers für öffentliche Aufträge für hochreine Materialien als bevorzugter Lieferant aufgeführt.

Vergleich von Schlüsseldaten