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Dokumentenidentifikation DE102005042950A1 08.03.2007
Titel Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen durch Plasmapyrolyse und thermisches Spritzen
Anmelder Universität Dortmund, 44227 Dortmund, DE
Erfinder Tillmann, Wolfgang, Univ.-Prof., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dr.-Ing., 59519 Möhnesee, DE;
Vogli, Evelina, Dr.-Ing., 44379 Dortmund, DE
Vertreter Schneider, U., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 59423 Unna
DE-Anmeldedatum 07.09.2005
DE-Aktenzeichen 102005042950
Offenlegungstag 08.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.03.2007
IPC-Hauptklasse C10B 53/02(2006.01)A, F, I, 20050907, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B29C 70/40(2006.01)A, L, I, 20050907, B, H, DE   C23C 4/12(2006.01)A, L, I, 20050907, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen durch Pyrolyse und thermisches Spritzen, bei dem ein zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnenes Material mittels Pyrolyse in eine porös gitterartige Matrix überführt und diese Matrix anschließend mittels thermischer Spritzverfahren zumindest teilweise mit einem Infiltrationswerkstoff gefüllt wird. Hierbei wird die Pyrolyse des Materials mittels eines thermischen Spritzverfahrens solange durchgeführt, bis sich zumindest bereichsweise die porös gitterartige Matrix des verkokten Materials gebildet hat und anschließend zumindest die verkokten Bereiche mit der porös gitterartigen Matrix ebenfalls mittels thermischer Spritzverfahren mit einem Infiltrationswerkstoff beschichtet oder zumindest teilweise von einem Infiltrationswerkstoff ausgefüllt werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen durch Plasmapyrolyse gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen geht immer mehr dazu über, als Grundwerkstoff biogene nachwachsende Rohstoffe zu verwenden, die als Träger von hierin einzulagernden Metall- oder Keramikwerkstoffe dienen. Dabei wird häufig der Weg beschritten, zur Herstellung eines porösen Gitterwerkes, das dann üblicherweise durch Diffusion oder dgl. Prozesse mit den einzulagernden Werkstoffen zu mindestens zum Teil gefüllt wird, biogene Grundstoffe wie etwa Holz zu verwenden anstelle der lange Zeit üblichen, künstlich geschaffenen Strukturen aus kohlenstoffhaltigen Fäden oder Geweben oder dgl.. Um biogene Werkstoff in eine solche Struktur eines porösen Gitterwerkes zu überführen, wird üblicherweise das Verfahren der Pyrolyse verwendet, bei der der biogene Werkstoff langdauernd und unter Sauerstoffabschluss durch ein Vakuum oder unter einer Schutzgasatmosphäre verkokt wird und unter entsprechender Schwindung die verkokten Kohlenstoffstrukturen das wie z.B. bei Holzzellen angeordnete poröse Gitterwerk bilden. Durch entsprechende Infiltration mittels verschiedener Verfahren wird dieses Gitterwerk dann mit der zweiten Komponente des Verbundwerkstoffes ganz oder bereichsweise gefüllt und damit ein Verbundwerkstoff erzielt, der die günstigen Eigenschaften der nach der Verkokung festen Kohlenstoffstrukturen mit den Eigenschaften des Infiltrationswerkstoffes kombiniert. Eingesetzt werden solche Werkstoffe etwa für mechanisch hoch beanspruchte Bauteile. Nachteilig an den bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Verbundwerkstoffe ist insbesondere die komplexe und langdauernde Behandlung der biogenen Materialien bei der Pyrolyse, aber auch bei der Infiltration, durch die die Wirtschaftlichkeit der Verfahren verringert wird. Bisher werden derartige Verbundwerkstoffe aus diesen wirtschaftlichen Gründen nicht in der aufgrund der Werkstoffeigenschaften eigentlichen möglichen und wünschenswerten Breite eingesetzt.

Aus der US-PS 5 707 752 ist es bekannt, ein Holzmaterial mit einer keramischen Schicht zu besprühen, die mittels Plasmaspritzverfahren aufgebracht wird. Allerdings wird hierbei nur eine rein oberflächliche Beschichtung vorgeschlagen, die keine signifikante Eindringtiefe in das Holz ergibt. Auch wird das Holz nicht pyrolysiert, sondern nur oberflächlich aktiviert, da unter normaler Umgebungsatmosphäre gearbeitet wird und das Holz dabei oberflächlich ohne Pyrolyse verbrannt wird.

Aus der DE 198 23 507 A1 ist die Herstellung von Formkörpern auf der Basis von Holzmaterialien oder anderen kohlenstoffhaltigen Ausgangswerkstoffen bekannt, die mit Siliziumverbindungen infiltriert werden und dabei entsprechende Verbundwerkstoffe ausbilden. Hierbei erfolgt die Karbonisierung des etwa aus Holz gebildeten Formkörpers über langandauernde Verkokungsverfahren bei relativ geringen Temperaturen und unter Schutzgasatmosphäre oder im Vakuum.

Aus der DE 103 37 456 A1 ist ein Metallisierungsverfahren bekannt, bei dem u.a. auch Holzwerkstoffe mittels Plasmaverfahren metallisiert werden können, wobei die Plasmaverfahren zur Aktivierung der Oberfläche und damit zu einem verbesserten Haftverhalten der Beschichtung auf dem Grundwerkstoff dienen. Die Herstellung von Verbundwerkstoffen mit relevanten Eindringtiefen wird nicht beschrieben.

Aus der DE 101 43 874 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Knochenimplantats bekannt, bei dem aus einem zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnenen Material wie etwa auch Holz mittels Pyrolyse und Infiltration ein Verbundwerkstoff gebildet wird, wobei die Infiltration auch mittels thermischer Spritzverfahren vorgenommen werden kann. Die Pyrolyse selbst erfolgt jedoch in einem getrennten Verfahrensschritt mittels langdauernder Verkokung eines vorgeformten Körpers über 6 bis 20 Stunden unter Inertgasatmosphäre oder auch bei Unterdruck. Hierdurch ist die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und die Prozessführung bei der Verkokung problematisch.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen durch Pyrolyse derart weiter zu bilden, dass insbesondere die Pyrolyse einfacher und wirtschaftlicher durchgeführt und damit die Herstellung des Kohlenstoff-Verbundwerkstoffes vereinfacht werden kann.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen durch Pyrolyse und thermisches Spritzen, bei dem ein zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnenes Material mittels Pyrolyse in eine porös gitterartige Matrix überführt und diese Matrix anschließend mittels thermischer Spritzverfahren zumindest teilweise mit einem Infiltrationswerkstoff gefüllt wird. Ein derartiges gattungsgemäßes Verfahren wird dadurch in erfindungsgemäßer Weise weiter gebildet, dass die Pyrolyse des Materials mittels eines thermischen Spritzverfahrens solange durchgeführt wird, bis sich zumindest bereichsweise die porös gitterartige Matrix des verkokten Materials gebildet hat und anschließend zumindest die verkokten Bereiche mit der porös gitterartigen Matrix ebenfalls mittels thermischer Spritzverfahren mit einem Infiltrationswerkstoff beschichtet oder zumindest teilweise von einem Infiltrationswerkstoff ausgefüllt werden. Die Möglichkeit, sowohl die Pyrolyse als auch die Infiltration mit dem gleichen Verfahren, nämlich einem thermischen Spritzverfahren durchzuführen, insbesondere auch in enger zeitlicher Folge und ggf. auf der gleichen Anlage, ermöglicht eine sehr wirtschaftliche Herstellung entsprechender Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe, die zudem durch die kurzen notwendigen Zeiten für die Durchführung der Pyrolyse mittels der hochenergetischen thermischen Spritzverfahren wesentlich gegenüber bisher bekannten Verfahren beschleunigt werden. Hierdurch ist bei mindestens gleichbleibender, eher steigender Qualität gegenüber bisher üblichen Verfahren zur Pyrolyse eine sehr wirtschaftliche Herstellung ermöglicht, die wesentlich breitere Anwendungsfelder derart hergestellter Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe ermöglicht. Darüberhinaus kann durch die aufgrund der thermischen Spritzverfahren punktuell sehr genau aufgebrachten Energien bei der Pyrolyse eine einfache und sehr genaue Steuerung der Bereiche des Materials vorgenommen werden, die tatsächlich pyrolysiert werden sollen. Damit können auch Verbundwerkstoffe hergestellt werden, die nur teilweise pyrolysiert und damit nur in diesen Bereichen infiltriert und in ihren Eigenschaften geändert werden. Zur Anwendung können die verschiedenen denkbaren thermischen Spritzverfahren, insbesondere das Plasma-Spritzen, das Lichtbogen-Spritzen oder auch ein Flammspritzen genutzt werden. Selbst verständlich sind auch alle anderen denkbaren thermischen Spritzverfahren für den Einsatz bei dem hier vorliegenden Verfahren denkbar, wie etwa das Laser-Spritzen und das dynamische Kaltgasspritzen.

Von besonderem Vorteil ist es hinsichtlich der sich aus dem Material bildenden porös gitterartigen Matrix, wenn die Pyrolyse mittels eines thermischen Spritzverfahrens unter Unterdruck, insbesondere im Vakuum durchgeführt wird. Bei Unterdruck beziehungsweise im Vakuum können die organischen Strukturen des Materials nicht verbrennen und bilden daher nach der Verkokung die porös gitterartige Matrix, die zum Infiltrieren mit dem Infiltrationswerkstoff benötigt wird.

In einer anderen denkbaren Ausgestaltung kann die Pyrolyse mittels eines thermischen Spritzverfahrens unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden. Die Verwendung von Gasen, etwa Argon als Schutzgas, ermöglicht ebenfalls eine weitgehend von schädlichem Sauerstoffeinfluss unabhängige Ausbildung der porös gitterartigen Matrix des pyrolysierten Materials, wodurch die Struktur des Biogenen Ausgangswerkstoffes erhalten bleibt. In einer denkbaren Ausgestaltung kann hierzu zum Aufbau einer Schutzgasatmosphäre um das zu pyrolysierende Material herum eine trichterartige Abschirmung genutzt werden, die das zu pyrolysierende Material weitgehend umgibt und in die Schutzgas eingeblasen wird. Durch die Verwendung einer derartigen trichterartigen Abschirmung kann dafür gesorgt werden, dass bei der punktuellen Pyrolyse durch das thermische Spritzverfahren die trichterartige Abschirmung mit dem Brenner für das thermische Spritzverfahren mit über das zu pyrolysierende Material bewegt wird und damit lokal der jeweils pyrolysierte Bereich des Materials sicher von dem Schutzgas gegenüber Sauerstoffeinfluss abgeschirmt wird, ohne dass die Menge des Schutzgases oder das mit dem Schutzgas zu füllende Volumen zu groß wird. Selbstverständlich ist es ebenfalls denkbar, dass das zu pyrolysierende Material zum Aufbau einer Schutzgasatmosphäre komplett umhaust und in die Umhausung Schutzgas eingeblasen wird.

Eine besonders sichere und schnelle Pyrolyse biogener Materialien lässt sich dann durchführen, wenn die Mindesttemperatur, die das thermische Spritzverfahren bei der Pyrolyse in das zu pyrolysierende Material einbringt, mindestens 400 °C beträgt. Bei 400°C oder höheren Temperaturen läuft die Pyrolyse sehr schnell ab und kann durch die hochenergetischen thermischen Spritzverfahren punktuell sehr gut auf das Ausgangsmaterial aufgebracht und gesteuert werden.

Eine weitere Verbesserung des Verfahrens lässt sich dann erreichen, wenn die Beschichtung und/oder die Infiltration des Infiltrationswerkstoffes mittels thermischer Spritzverfahren bei normaler Umgebungsatmosphäre durchgeführt wird, wenn also hierzu die übliche Verfahrensweise der thermischen Spritzverfahren genutzt wird.

Von besonderem Vorteil für die Struktur des Verbundwerkstoffes ist es, wenn als Infiltrationswerkstoff hochschmelzende Werkstoffe, insbesondere etwa metallische Werkstoffe oder keramische Werkstoffe verwendet werden. Derartige hochschmelzende Werkstoffe bilden mit der Matrix des pyrolysierten Materials sehr hochfeste Verbindungen und können darüber hinaus durch die Eigenschaften der hochschmelzenden Werkstoffe mechanisch und thermisch in der Regel sehr hoch belastet werden, wenn sie beispielsweise in Konstruktionsbauteilen eingesetzt werden. Auch kann abhängig von den verwendeten Infiltrationswerkstoffen eine gezielte Beeinflussung des Infiltrationsgrades erreicht werden, da z.B. keramische Werkstoffe als pulverförmige Werkstoffe geringere Infiltrationsgrade aufweisen als flüssig infiltrierte metallische Werkstoffe, die über durch die zusätzliche Kapillarwirkung der porösen Matrix tiefer in die Matrix eindringen können.

Eine weitere Verbesserung des Verfahrens lässt sich dann erreichen, wenn das zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnene Material in einer derartigen Form und in derartigen Abmessungen als Formkörper pyrolysiert wird, dass der Formkörper nach der Pyrolyse im wesentlichen die Abmessungen und die Form des herzustellenden Verbundbauteils aufweist. Hierbei wird mit Beachtung des unvermeidlichen Schrumpfungsprozesses des zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnenen Materials sehr endmaßnah gearbeitet werden können, so dass eine Nachbearbeitung des Materials nach der Herstellung des Verbundwerkstoffes auf ein minimales Maß reduziert werden kann.

Von Vorteil hinsichtlich der Festigkeit und der Eigenschaften des Verbundmaterials ist es, wenn das zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnene Material nach der Pyrolyse eine offenporige, durch die ursprüngliche mikrozellulare Struktur des Materials vorgegebene Matrix aus Kohlenstoff aufweist. Derartige mikrozellulare Strukturen haben üblicherweise sehr hohe Festigkeitswerte, die dadurch noch gesteigert werden, dass nach der Pyrolyse die Matrix aus Kohlenstoff gebildet wird, der selbst wiederum hohe Festigkeitswerte aufweisen kann. Als ein besonders vorteilhaftes Ausgangsmaterial kann als zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnenes Material Holz genutzt werden, wobei eine Beschränkung allein auf Holz natürlich nicht notwendig ist. Stattdessen können zum einen verschiedene Holzsorten mit unterschiedlichen Strukturen und auch mechanischen Eigenschaften, darüber hinaus allerdings auch alle anderen biogenen Materialien mit entsprechenden Strukturen als Ausgangsmaterial für die Pyrolyse und die Infiltration genommen werden. Auch kann ausgenutzt werden, dass durch die jeweilige Struktur z.B. auch von verschiedenen Holzsorten die Festigkeit der nach der Pyrolyse porösen Matrix ausgenutzt und gesteuert werden kann. Weiterhin kann durch die Auswahl des biogenen Materials aufgrund von dessen Struktur vor der Pyrolyse die Infiltrierbarkeit der Matrix nach der Pyrolyse mit beeinflusst werden, da die Struktur vor der Pyrolyse weitgehend die geometrische Gestaltung und damit die Porosität und Kapillarität der verkokten Matrix bestimmt.

Von Vorteil hinsichtlich der Prozessführung ist es, wenn der Brenner zur Durchführung des thermischen Spritzverfahrens entlang vorgebbarer Bahnen relativ zu dem zu pyrolysierenden Material geführt wird. Durch die Lage und Zuordnung der einzelnen Bahnen sowie die entsprechenden Überdeckungen der einzelnen Bahnen kann die Pyrolyse des Materials lokal sehr genau gesteuert werden, so dass der Grad der Pyrolyse und damit auch die Ausbildung der porös ausgebildeten Matrix in weiten Grenzen gesteuert werden kann. Hierbei kann sowohl die Eindringtiefe als auch der Wirkungsgrad der Pyrolyse dem jeweiligen Bedarf für die Umformung des Ausgangsmaterials angepasst werden. Hierbei kann selbstverständlich auch in einer weiteren Ausgestaltung dafür gesorgt werden, dass die Bahnen dreidimensional ausgebildet werden, um die räumliche Anordnung der pyrolysierten Bereiche auf den Außenflächen und innerhalb des Materials zu beeinflussen. Besonders einfach und reproduzierbar lässt sich die Pyrolyse dadurch gestalten, dass der Brenner zur Durchführung des thermischen Spritzverfahrens von einem Industrieroboter oder einer Handhabungseinrichtung in einer Ebene oder im Raum geführt wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das pyrolysierte Material nach der Infiltration mit dem Infiltrationswerkstoff einer derartigen thermischen Behandlung unterzogen wird, dass die Eindringtiefe und/oder die Verbindung des Infiltrationswerkstoffes mit dem pyrolysierten Material beeinflusst wird. Durch entsprechende thermische Behandlung kann auch nach dem eigentlichen Abschluss der Infiltration unter dem Einfluss des thermischen Spritzverfahrens eine weitere Veränderung des Infiltrationsgrades oder der Infiltrationstiefe des Infiltrationsmaterials in die poröse Matrix des Verbundwerkstoffes hervorgerufen werden. Hierbei ist es auch denkbar, dass durch die thermische Behandlung die Gefügezustände des Infiltrationswerkstoffes in der Verbundstruktur beeinflusst werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen durch Pyrolyse und thermisches Spritzen, die eine Einrichtung zur Durchführung eines thermischen Spritzverfahrens zur Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen durch Pyrolyse und thermisches Spritzen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche aufweist.

Weiterhin wird von der Erfindung ein Kohlenstoff-Verbundwerkstoff und ein daraus hergestelltes Bauteil vorgeschlagen, hergestellt mittels Pyrolyse und thermisches Spritzen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27. Derartige Bauteile können zum einen eher dünnwandige Bauteile sein, die vollständig bzw. über ihren gesamten Querschnitt pyrolysiert und infiltriert werden können, auch ist denkbar, dickwandigere Bauteile oberflächennah zu pyrolysieren und auch nur in diesen Bereichen zu infiltrieren.

Eingesetzt werden solche erfindungsgemäß hergestellten Bauteile und Verbundwerkstoffe etwa für elektrotechnische Anwendungen, bei denen derartige Bauteile erhöhte mechanische Festigkeitseigenschaften aufweisen müssen. Auch kann hierdurch eine Absicherung von Holzbauteilen gegenüber thermischen Einflüssen wie Feuer erreicht werden, ebenfalls können heute vielfach als Schaumstrukturen ausgebildete Bauteile etwa in der Fahrzeugindustrie ersetzt werden. Ansonsten sind natürlich auch alle Einsatzbereiche denkbar, die für Verbundwerkstoffe üblich und verbreitet sind. Beispiele für die Einsatzfälle von erfindungsgemäß hergestellten Bauteilen können die Automobilindustrie (z.B. Bremsscheiben, Kupplungsscheiben), die Luftfahrtindustrie (z.B. Strukturbauteile), die Raumfahrtindustrie (z.B. Satellitenantennen) oder auch die Sportartikelindustrie (z.B. Ski oder Snowboards) sein.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen durch Pyrolyse und thermisches Spritzen, bei dem ein zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnenes Material mittels Pyrolyse in eine porös gitterartige Matrix überführt und diese Matrix anschließend mittels thermischer Spritzverfahren zumindest teilweise mit einem Infiltrationswerkstoff gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyse des Materials mittels eines thermischen Spritzverfahrens solange durchgeführt wird, bis sich zumindest bereichsweise die porös gitterartige Matrix des verkokten Materials gebildet hat und anschließend zumindest die verkokten Bereiche mit der porös gitterartigen Matrix ebenfalls mittels thermischer Spritzverfahren mit einem Infiltrationswerkstoff beschichtet oder zumindest teilweise von einem Infiltrationswerkstoff ausgefüllt werden. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Spritzverfahren die Pyrolysierung des Materials in kurzer Zeit bewirkt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als thermisches Spritzverfahren ein Plasma-Spritzprozess genutzt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als thermisches Spritzverfahren ein Lichtbogen-Spritzprozess genutzt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als thermisches Spritzverfahren ein Flamm-Spritzprozess genutzt wird. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyse mittels eines thermischen Spritzverfahrens unter Unterdruck durchgeführt wird. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyse mittels eines thermischen Spritzverfahrens im Vakuum durchgeführt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyse mittels eines thermischen Spritzverfahrens unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzgas Argon verwendet wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbau einer Schutzgasatmosphäre um das zu pyrolysierende Material herum eine trichterartige Abschirmung genutzt wird, die das zu pyrolysierende Material weitgehend umgibt und in die Schutzgas eingeblasen wird. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die trichterartige Abschirmung mit dem Brenner für das thermische Spritzverfahren relativ zu dem zu pyrolysierenden Material bewegt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zu pyrolysierende Material zum Aufbau einer Schutzgasatmosphäre umhaust und in die Umhausung Schutzgas eingeblasen wird. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindesttemperatur, die das thermische Spritzverfahren bei der Pyrolyse auf das zu pyrolysierende Material ausübt, mindestens 400 °C beträgt. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung und/oder die Infiltration des Infiltrationswerkstoffes mittels thermischer Spritzverfahren bei normaler Umgebungsatmosphäre durchgeführt wird. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyse und die Beschichtung und/oder die Infiltration auf der gleichen Anlage für das thermische Spritzverfahren durchgeführt werden. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrolyse und die Beschichtung und/oder die Infiltration zeitlich unmittelbar nacheinander durchgeführt werden. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Infiltrationswerkstoff hochschmelzende Werkstoffe verwendet werden. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Infiltrationswerkstoff metallische Werkstoffe verwendet werden. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Infiltrationswerkstoff keramische Werkstoffe verwendet werden. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnene Material in einer derartigen Form und in derartigen Abmessungen als Formkörper pyrolysiert wird, dass der Formkörper nach der Pyrolyse im wesentlichen die Abmessungen und die Form des herzustellen Verbundbauteils aufweist. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnene Material nach der Pyrolyse eine offenporige, durch die ursprüngliche mikrozellulare Struktur des Materials vorgegebene Matrix aus Kohlenstoff aufweist. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnenes Material Holz genutzt wird. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner zur Durchführung des thermischen Spritzverfahrens entlang vorgebbarer Bahnen über das zu pyrolysierende Material geführt wird. Verfahren gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen dreidimensional ausgebildet werden, um die räumliche Anordnung der pyrolysierten Bereiche innerhalb des Materials zu beeinflussen. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner zur Durchführung des thermischen Spritzverfahrens von einem Industrieroboter oder einer Handhabungseinrichtung in einer Ebene oder im Raum geführt wird. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrolysierte Material nach der Infiltration mit dem Infiltrationswerkstoff einer thermischen Behandlung unterzogen wird. Verfahren gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrolysierte Material nach der Infiltration mit dem Infiltrationswerkstoff einer derartigen thermischen Behandlung unterzogen wird, dass die Eindringtiefe und/oder die Verbindung des Infiltrationswerkstoffes mit dem pyrolysierten Material beeinflusst wird. Verfahren gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrolysierte Material nach der Infiltration mit dem Infiltrationswerkstoff einer derartigen thermischen Behandlung unterzogen wird, dass die Gefügezustände des Infiltrationswerkstoffes in der Verbundstruktur beeinflusst werden. Vorrichtung zur Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen durch Pyrolyse und thermisches Spritzen, dadurch gekennzeichnet, dass das die Vorrichtung eines Einrichtung zur Durchführung eines thermischen Spritzverfahrens zur Herstellung von Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen durch Pyrolyse und thermisches Spritzen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche aufweist. Kohlenstoff-Verbundwerkstoff und daraus hergestelltes Bauteil, hergestellt mittels Pyrolyse und thermisches Spritzen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28.






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