Abteilung Mikrostruktur- und Eigenspannungsanalyse

Gefriergießverfahren (Freeze casting)

Das Gefriergießverfahren basiert auf der gerichteten Erstarrung von Lösungen oder Partikelaufschlämmungen. Es handelt sich um einen zweistufigen Prozess, bei dem eine Lösung oder Schlamm gerichtet erstarrt und die feste Lösungsmittelphase durch Sublimation, Gefriertrocknung (Lyophilisation) oder Lösungsmittelaustausch entfernt wird. Von grundlegender Bedeutung für den Gefriergießprozess sind Eiskristallwachstumsphänomene, da vor allem die Eisphase die Architektur des endgültigen Materials prägt.

Die Röntgentomoskopie hat sich als besonders geeignet erwiesen, um den Gefriergießprozess in situ zu untersuchen. Das Gefriergießverfahren ist attraktiv, weil die Merkmale der endgültigen hierarchischen Materialarchitektur, die die strukturellen, mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Materials bestimmen, für eine bestimmte Anwendung maßgeschneidert werden können. Die Gesamtporosität, die Porengröße, die Geometrie, die Ausrichtung, die Partikelpackung in den Zellwänden und die Oberflächenmerkmale der Zellwände können für Anwendungen beispielsweise in der Biomedizin, der Umwelttechnik, der Katalyse, der Energieumwandlung sowie der Energieerzeugung und -speicherung maßgeschneidert werden.