„Supermaterialien“ aus der Sprengkammer

Das Hochdruck-Forschungzentrum an der TU Bergakademie Freiberg arbeitet seit mehreren Jahren an der Entwicklung neuer Hochleistungswerkstoffe, die besonders hart sind und schnell, dauerhaft und präzise bearbeitet werden können.

Sie sollen unter anderem bei Tiefbohrungen nach Öl, Gas und Erdwärme Kosten einsparen In der größten zivil genutzten Sprengkammer Europas, die im Rahmen des Projektes tief im Untergrund im Bergwerk der Universität errichtet wurde, entstanden unter extremen Drücken und Temperaturen wie bei Meteoriteneinschlägen bereits mehrere neuartige Materialien. Nun werden sie in den Labors der Universität in Bezug auf ihre spezifischen Eigenschaften und Strukturen hin untersucht. Die  Herausforderung besteht darin, die synthetisierten pulverförmigen Substanzen zu größeren Prüfkörpern weiter zu verarbeiten, ohne dabei die einzigartigen Eigenschaften der Ausgangsmaterialien zu verändern In Hochleistungspressen und Spark Plasma Sintering-Anlagen konnten erste Schneidplatten und Hammer-Inserts hergestellt werden, die derzeit auf einem Hightech Bohrversuchsstand bezüglich ihrer Eignung zur Gesteinszerstörung hin untersucht werden. Bei den so genannten „near-nano“ Wolframkarbid-Materialien ist es bereits gelungen, aus feinem Pulver sehr harte und zähe Prüfkörper herzustellen. Diese Werkstoffe sind aufgrund verbesserter Mikrostrukturen härter als herkömmliches Material mit der gleichen chemischen Zusammensetzung. Durch Zusatz von Cobalt wurde gleichzeitig die Zähigkeit verbessert. Bei Bohrversuchen in Sedimentgesteinen haben sich die neuen Materialien bereits bewährt. Die eigentliche Herausforderung besteht aber darin, auch extrem harte Gesteine, wie zum Beispiel Granit, effektiv zu zerstören. Hier konnten die Forscher in Zusammenarbeit mit mehreren deutschen Ölfirmen ganz neuartige Konzepte für Bohrhämmer entwickeln, die in den kilometertiefen Bohrlöchern der Erdölindustrie eingesetzt werden können. Mittelfristig sollen diese Bohrhämmer mit Inserts aus den neuen Materialien des Hochdruckforschungszentrums bestückt und im Feld erprobt werden. 

Erstellt am 14.12.2014

Menü