Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in lamellaren Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen

• Antragsteller: Dr. Achim Neubrand
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 55968846

Im vorliegenden Projekt sollen Gefügeparameter wie Volumenanteil, Abmessungen und Geometrie der Metallphase in neuartigen Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen mit lamellarem oder kolumnarem Aufbau und mittlerem Volumengehalt von 30-70 Vol.% (im folgenden FC-MMC, "freeze cast metal-matrix-composite") systematisch variiert und mit mechanischen Eigenschaften korreliert werden. Ein weiteres Ziel des beantragten Projekts ist ein verbessertes Verständnis des Einflusses der Metall-Keramik-Grenzfläche sowie der Grenzfläche zwischen Kolonien gleicher Lamellenausrichtung auf das Versagen und auf die Bruchzähigkeit von FC-MMCs. Darüber hinaus sollen die Versagensmechanismen von unterschiedlichen FC-MMCs mit makroskopisch anisotropem Aufbau untersucht werden. Diese Ziele sollen durch eine Kombina-tion von elastisch-plastischer gefügebasierter Finite-Elemente-Modellierung mit Experimenten auf unterschiedlichen Größenskalen erfolgen. Aufgrund des am Projektende erwarteten Verständnisses wichtiger Struktur-Eigenschafts-Beziehungen können die Zähigkeit, Zuverlässigkeit und / oder Festigkeit von lamellaren und kolumnaren Preform-MMCs mit anisotropem Aufbau gezielt erhöht werden. Es wird erwartet, dass die hier entwickelten Methoden und Kenntnisse auch von Nutzen für die Weiterentwicklung anderer Typen von Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen sein werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen