Multifunktionale Carbonfaser-Oberflächen und Grenzschichten in Verbundwerkstoffen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Shanglin Gao, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Polymere und biogene Werkstoffe und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 260863035

Multi-Funktionen auf konventionellen Faseroberfläche und traditionellen Grenzschichten der Verbundwerkstoffe haben große wissenschaftliche Aufmerksamkeit in Materialwissenschaften und im Ingenieurwesen auf sich gezogen. Die Untersuchung der hierarchischen nano-strukturierten Kohlenfaseroberfläche mit Nanofüllstoffen (z.B. Graphen-Nanoplättchen oder Kohlenstoffnanoröhren) für die Entwicklung von Multifunktions Verbundwerkstoffen ist noch im Detail zu erforschen. Es sind keine Informationen über die Wirkung der Nanopartikel auf die Verstärkung der Faserzugfestigkeit und die mechanischen Eigenschaften der Grenzfläche und der Verbundwerkstoffe verfügbar. In dem Vorschlag werden Kohlennanopartikel verwendet um mechanische und elektrische Funktionen auf konventionellen Kohlefaseroberflächen und in den Interphasen der Kohlefaserverbundwerkstoffe zu integrieren. Die Grenzschichten mit einen Nanometerskalen Eigenschafts-Gradienten wird erwartet, um angepasste mechanische Eigenschaften zu erreichen. Vor allem heben wir die Selbstdiagnosefähigkeit mittels elektrisch leitenden Kohlenstoff-Nanofüllstoff-Netzwerken auf der Faseroberfläche hervor. Wir werden erkennen, dass der ursprüngliche Schwachpunkt einer Verbund Grenzschichten neue Rollen für Sensoranwendungen übernehmen kann. Das Verständnis der Strukturbildung und Strukturveränderungen als Antwort auf Spannung/Dehnung, Temperatur und Feuchtigkeit wird bei der Strukturzustandsüberwachung in Verbundstoffen untersucht. Die Verbundwerkstoffe mit neuartigen nanoskaligen Interphase-Sensor-Fähigkeiten könnte die nächste Generation von Verbundwerkstoffen (z.B. für Flugzeuge ) durch die Erkennung von Rissen, bevor sie kritisch werden, sicherer machen, was auch eine Anwendung in vielen anderen Gebieten finden kann, wie in der intelligente Verbundwerkstoffherstellung, bei chemischen Reaktionen oder bei der Entdeckung von Leckflüssigkeit, usw.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Institution: The Hong Kong University of Science and Technology ; Department of Mechanical and Aerospace Engineering; Technische Universität Dresden; Fakultät Bauingenieurwesen; Institut für Massivbau; Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe (IVW)