Einfluss von Härtungseigenspannungen auf die werkstoffmechanischen Eigenschaften von Klebfugen und deren substratnahe Interphasen

• Applicant: Dr.-Ing. Melanie Schumann
• Subject Area: Mechanical Properties of Metallic Materials and their Microstructural Origins
• Term: from 2011 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 193638093

Die Härtung reaktiver Klebstoffe ist mit einer als Schrumpfen bezeichneten Verringerung des Volumens verbunden, die ab dem Überschreiten des Gelpunktes bei starr fixierten Fügeteilgrenzflächen zu Eigenspannungen in der Klebfuge führt. Bei chemisch vernetzenden Systemen ist eine Betrachtung von Eigenspannungen wichtig, da durch Eigenspannungen während des Härtungsvorgangs die Klebung nachhaltig geschädigt und die Verbundfestigkeit signifikant vermindert werden kann.Im Rahmen des hier skizzierten Forschungsvorhabens sollen Mikroscherproben während der Aushärtung nach Überschreiten des Gelpunktes definierten mechanischen Belastungen ausgesetzt werden um die Auswirkungen verschiedener Eigenspannungsszenarien sowohl auf die makroskopischen Eigenschaften als auch auf die lokalen Eigenschaften im Querschnitt einer 300 pm dicken Klebfuge während und nach vollständiger Aushärtung zu untersuchen. Als Erkenntnisgewinn sollen die lokale Höhe von Eigenspannungen, deren Einfluss auf die Polymernetzwerkentstehung in der Klebfuge und die Beeinflussung der Eigenschaften im ausgehärteten Zustand anhand eines für strukturelle Klebstoffe beispielhaften Harz-Härtersystems dargestellt werden. Durch Korrelation mit der zugrundeliegenden Reaktionskinetik wird ein tieferes Verständnis der mechanisch-chemisch Wechselwirkungen bei reaktiven Klebstoffen und Polymeren im Übergangszustand flüssig-fest enwartet.

• DFG Programme: Research Grants