Arbeitskreis Verstärkung keramischer Werkstoffe wieder sehr erfolgreich online getagt

Zum dritten Mal fand das Treffen des Arbeitskreises Verstärkung keramischer Werkstoffe online statt. Die Vortragenden präsentierten Arbeiten zu neuen Preformtechnologien, zur zerstörungsfreien Untersuchung mit Hilfe von Ultraschall und zu neuen Prozesstechnologien. Die Vorträge wurden von den über 90 Teilnehmerinnen und Teilnehmern sehr lebendig diskutiert.

Am Vortag hatte das Doktorandentreffen stattgefunden. Das Treffen wurde von Tobias Schneider geleitet. Markus Körzdörfer und Denny Schüppel berichteten über ihre Forschungsaktivitäten zur Modellierung und Berechnung von CMCs bzw. zur ökobilanziellen und ökonomischen Bewertung von faserkeramischen Verbundstrukturen. Der Doktorandenarbeitskreis plant den Aufbau einer Austauschplattform, die die Vernetzung untereinander weiter verbessern soll.

Zunächst präsentierte Nancy-Jane Biller von der Hochschule Reutlingen Potentiale und Entwicklungstendenzen der Nassvliestechnologie zur Verarbeitung von Keramikfasern am Beispiel von Nextelfasern. Durch die Vereinzelung der Filamente entstehen homogene und isotrope Vliese, die zu hybriden Vlies-Gewebewerkstoffen weiterverarbeitet werden können. Mit größerer Faserlänge werden zunehmend zweidimensionale Faserorientierungen realisiert, die eine verbesserte Weiterverarbeitung der Vliese ermöglichen. Das Verfahren erlaubt auch die Verarbeitung von Recyclingfasern.

Fiona Kessel vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart setzt das Nassvliesverfahren ein, um endkonturnah komplexe Strukturen wie Radome herzustellen. Dabei werden die Faserbündel aus dem Flottenbehältnis über ein Sieb auf einer Negativform abgeschieden. Eine homogene Faserstruktur kann realisiert werden, wenn eine Vereinzelung der Filamente vermieden wird. Nach der Matrixinfiltration im Autoklav und der anschließenden Keramisierung entstehen Bauteile, die den Belastungen im Windkanaltest standhalten. Mit dem Verfahren können oxidische und nichtoxidische keramische Fasern und auch C-Fasern zu Preformen verarbeitet werden.

Jan Roßdeutscher vom DLR in Köln untersuchte Inhomogenitäten in oxidischen Faserverbundwerkstoffen mit Hilfe von Luft-Ultraschall-Messungen und computertomografischen (CT) Untersuchungen. Während CT-Messungen vor allem große Poren detektieren, werden mit Ultraschall auch Delaminationsrisse gut erkannt. Die mechanischen Untersuchungen zeigen, dass Delaminationsrisse im Gefüge die Festigkeit deutlich reduzieren. Die Ultraschalluntersuchungen eignen sich damit sehr gut zur zerstörungsfreien Bewertung oxidischer Faserverbundwerkstoffe und korrelieren sowohl mit elastischen Konstanten, die über Impulsanregung gemessen wurden als auch mit den gemessenen Festigkeiten.

Markus Sause vom Institut für Materials Resource Management, Universität Augsburg, stellte seine Arbeiten auf dem Gebiet der Ultraschalluntersuchungen an faserverstärkten Werkstoffen vor. Bei der Modellierung des Puls-Echo-Verfahrens wird die gesamte Messkette einschließlich Sensoren simuliert. Über Computertomographie werden Realgefüge und deren Porenmorphologie im Modell abgebildet und die resultierende Ultraschallabschwächung vorhergesagt. Dabei zeigen die Simulationen eine sehr gute Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen. Das Verfahren kann auch genutzt werden, um das Gefüge von Realbauteilen an kritischen Stellen mit Hilfe robotergestützter Ultraschallmessung zu bewerten.

Mathias Czasny von der TU Berlin präsentierte seine Arbeiten zur additiven Fertigung von endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoffen auf Basis von Thermoplast-Matrizes. Dazu werden endlosfaserverstärkte Thermoplastfilamente über Co-Extrusion hergestellt. Bei der Co-Extrusion ist die Einstellung der Benetzung der Fasern mit der Matrix von zentraler Bedeutung. Die Filamente werden anschließend mit einem Kuka-Roboter zur additiven Fertigung komplexer Strukturen genutzt. Zukünftig soll das Verfahren auf keramisierbare Matrixsysteme erweitert werden.

Walter Pritzkow von Pritzkow Spezialkeramik stellte neu entwickelte Hybridrohre vor, bei denen monolithische Keramikrohre mit oxidischen Faserverbundwerkstoffen kombiniert wurden, um thermoschockbeständige langzeitstabile Reaktorrohre herzustellen. Zusätzlich können auch metallische Heizelemente zwischen monolithischem Innenrohr und faserverstärkter Ummantelung eingelegt werden, um eine Direktbeheizung der Reaktorrohre zu gewährleisten. Die Rohre werden in einer Technikumsanlage der BASF eingesetzt.

Das nächste Treffen des Arbeitskreises findet am 4. März 2022 am Institut für Materials Resource Management (MRM) an der Universität Augsburg statt.

Prof. Dr. Dietmar Koch, Universität Augsburg
Leiter des Arbeitskreises Verstärkung keramischer Werkstoffe

 

Informationen zu allen Fachausschüssen können Sie über die DGM-Homepage unter https://dgm.de/de/netzwerk/fach-gemeinschaftsausschuesse abrufen.
Wenn Sie Interesse haben, in einem der Ausschüsse aktiv mitzuwirken, schreiben Sie uns eine kurze Mail an 
fachgremien@dgm.de

 

 

 

Newsletter abonnieren

Abonnieren Sie unseren Newsletter und erhalten Sie regelmäßig Informationen zum Thema Materialwissenschaft und Werkstofftechnik!

Nach der Anmeldung erhalten Sie von uns eine E-Mail mit einem Bestätigungslink.
Erst mit Anklicken dieses Links ist Ihre Anmeldung abgeschlossen.

AGB Datenschutzerklärung Kartellrechtlicher Hinweis Kontakt Impressum