Herstellung, Reinigung und Charakterisierung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen (KNR) zur Verwendung als Komponente in neuartigen Verbundmaterialien

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred Rühle
• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung von 1996 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5307942

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ausgewählte Faser-MatrixVerbundwerkstoffe auf der Basis der 1991 neu entdeckten Kohlenstoff-Nanoröhrchen (KNR) herzustellen. Diese Verbundwerkstoffe sollen hinsichtlich ihrer Struktur und ihrer mechanischen Eigenschaften charakterisiert und als Funktion der Eigenschaften der Matrix, der Fasern und ihrer wechselseitigen Grenzflächen interpretiert werden. Im ersten Projektabschnitt erfolgt eine systematische Untersuchung sowohl der Herstellung des KNR-Rohmaterials im Lichtbogen als auch dessen Reinigung von größeren graphitischen und Rußpartikeln mit Hilfe oxidativer oder physikalischer Methoden. Das mehrstufige Zentrifugieren wurde als das vergleichsweise beste Reinigungsverfahren bestimmt.Für die Herstellung von KNR-Matrix-Verbundproben erfolgte zunächst die Untersuchung von sechs verschiedenen Ansätzen. Für den weiteren Fortgang des Projektes sollen die elektrolytische Abscheidung von Metallen, die Polymerprekursoren-Methode zur Herstellung der Matrix und das Sol-Gel-Verfahren verwendet werden. Bei allen drei Verfahren erfolgt die Synthese ausgehend von einer flüssigen Vorstufe. Neben der Mikrostruktur der Matrix (Porosität, Korngrößenverteilung) sind die Eigenschaften der Faser-Matrix-Grenzfläche mitentscheidend für das makroskopische Verhalten des Verbundes. Für die Bestimmung der Struktur, der Zusammensetzung und der Bindungsverhältnisse solcher Grenzflächen sollen verschiedene Techniken der Transmissionselektronenmikroskopie eingesetzt werden. Das makroskopische Verhalten der Verbundproben soll durch elektrische Leitfähigkeitsmessungen sowie mechanische Untersuchungen charakterisiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen