Untersuchung der Korrelation von Dämpfungseigenschaften mit dem Versagensverhalten von C/C und C/C-SiC Faserkeramiken abhängig vom chemischen Zustand der eingesetzten Matrixpolymere

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Bernhard Wielage
• Subject Area: Glass, Ceramics and Derived Composites
• Term: from 2003 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5406362

Die verstärkte Nachfrage nach Hochleistungswerkstoffen erfordert die Bereitstellung von reproduzierbar einsetzbaren und zielgerichtet entwickelten Materialien. Hierzu bieten die preiswerten kohlenstofffaserverstärkten C/SiC-Dualmatrixverbunde eine Alternative, die sich bisher als Nischenwerkstoff stark behaupten konnten. Allerdings fehlen bisher die systematische Beschreibung und Bewertung der Einsatz- und Versagensgrenzen dieser Werkstoffe. Für eine Auswahl ist es jedoch wesentlich, dass die Einflussparameter bekannt und die Schadenstoleranzen einzugrenzen sind. Daher sollen das mechanische Verhalten und die Versagensmechanismen dieser Verbundwerkstoffe systematisch mittels des Mikrobiegeversuchs, der Grauwertkorrelation, der Rasterelektronenmikroskopie und der dynamischmechanischen Analyse erarbeitet werden. Die Verbundherstellung erfolgt über die Polymerpyrolyse, indem poröse C/C-Verbunde durch einmalige Infiltration/Pyrolyse von mit Dicobaltoctakarbonyl [Co2(CO)8] modifiziertem Polysilan versiegelt werden. Die technische Machbarkeit dieses Versiegelungsverfahrens wurde bereits in Vorversuchen nachgewiesen und dokumentiert. Das Versagensverhalten derartiger faserverstärkter Sprödmatrixverbunde wird durch die Art und Größe der Energiedissipation in der Faser-/Matrix-Grenzfläche bei den wirkenden Belastungen und Verformungen bestimmt. Zur Korrelation des Dämpfungsverhaltens mit den wirksamen Versagensmechanismen der Verbunde soll das mechanische Verhalten und das Bruchverhalten von Verbunden verglichen werden, denen systematisch modifizierte Grenzflächenzustände zu Grunde liegen. Die Abhängigkeit des mechanischen und thermischen Dämpfungsverhaltens vom Grenzflächenverhalten soll zur Vorhersage des Versagensverhaltens der Verbunde genutzt werden.

• DFG Programme: Research Grants