Zur Übersicht

Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Charakterisierung des Verformungs- und Schädigungsverhaltens von faserverstärkten Keramiken im Biegeversuch

Donnerstag (19.09.2019)
11:30 - 12:00 Uhr Festsaal

Faserverstärkte Keramiken besitzen gegenüber monolithischen Keramiken eine höhere Bruchzähigkeit und Schadenstoleranz und können somit in vielfältigeren Anwendungsbereichen als Konstruktionswerkstoff eingesetzt werden. Dieses Verhalten ist auf zusätzlich wirkende mikrostrukturelle Mechanismen (Riss-Stopp-Mechanismen), wie z. B. Rissablenkung, Rissverzweigung, Rissüberbrückung und Faser-Pull-Out, zurückzuführen. Damit diese Mechanismen effektiv wirksam werden, müssen die Faser- und Matrixeigenschaften aufeinander abgestimmt werden. Dabei ist besonders eine hinreichend schwach eingestellte Faser/Matrix-Anbindung gefordert.

Das dreistufige Flüssigsilicierverfahren (Liquid Silicon Infiltration - LSI) stellt eine Methode dar, faserverstärkte Keramiken (C/C-SiC) kosteneffizient herzustellen. Ausgangspunkt ist dabei ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, der über Pyrolyse und Silicierung keramisiert wird. Durch Variation der eingesetzten Ausgangsmaterialien und Prozessparameter ist es möglich, verschiedene Werkstoffqualitäten mit unterschiedlichem Eigenschaftsspektrum zu entwickeln.

Ziel des Beitrages ist es, das Verformungs- und Schädigungsverhalten ausgewählter kurzfaser- und endlosfaserverstärkter C/C-SiC-Keramik zu beschreiben. Hierfür wurden u.a. quasi-statische Biegeversuche im Rasterelektronenmikroskop (REM) durchgeführt. An festgelegten Haltepunkten während des Versuches wurden Bilder zur Dokumentation aufgenommen und die Rissinitiierung, der Rissfortschritt und das Versagen der C/C-SiC-Keramiken erfasst und anschließend diskutiert. Hierdurch konnten auch Rückschlüsse zur bedarfsgerechten Werkstoffauslegung gezogen werden.

 

Sprecher/Referent:
Kristina Roder
Technische Universität Chemnitz
Weitere Autoren/Referenten:
  • Natalia Nier
    Technische Universität Chemnitz
  • Prof. Dr. Guntram Wagner
    Technische Universität Chemnitz