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Zugeigenschaften infiltrierter Hochtemperatur-MMCs mit unterschiedlichen Faservolumengehalten

Hausmann, Joachim und Gussone, Joachim und Schurmann, Hartmut (2009) Zugeigenschaften infiltrierter Hochtemperatur-MMCs mit unterschiedlichen Faservolumengehalten. In: Verbundwerkstoffe, Seiten 122-126. Wiley-VCH. 17. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, 01. -03. April 2009, Bayreuth. ISBN 978-3-527-32615-0.

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Kurzfassung

Mit kontinuierlichen Siliziumkarbidfasern verstärkte Titanmatrix-Verbundwerkstoffe (TMC – titanium matrix composite) werden seit einiger Zeit als vielversprechende Werkstoffe für hochbelastete Bauteile künftiger Flugtriebwerke angesehen. TMCs weisen gegenüber unverstärkten Titanlegierungen überragende mechanische Eigenschaften auf [1]. Dennoch kam es bisher zu keinen größeren Serienanwendungen, vor allem aufgrund sehr hoher Herstellungskosten und Fertigungsrestriktionen. Potentielle Anwendungen finden sich in rotierenden Bauteilen von Flugtriebwerken, bei denen höchste spezifische Festigkeit und Steifigkeit bei hohen Temperaturen gefordert sind. Zur Konsolidierung des Verbundwerkstoffs werden unidirektionale und heiß-isostatische Pressverfahren eingesetzt. Der Pressvorgang führt allerdings zu Volumenreduktionen, die wiederum zu Verschiebungen und im schlechtesten Fall zum Brechen von Fasern führen. Um diese Nachteile zu umgehen wurde ein druckloses Verfahren entwickelt. Insbesondere für ringförmige Bauteile, die eine der Hauptzielanwendungen sind, bietet ein Verfahren, das ohne Volumenschwindung oder Verzug arbeitet, erhebliche Vorteile. Es ist allgemein anerkannt, dass TMCs die mittels des Vefahrens der matrixbeschichteten Faern hergestellt werden, höchste mechanische Kennwerte aufweisen. Sowohl das sehr feine Matrixgefüge als auch die homogene Faserverteilung sind verantwortlich für diese außergewöhnlich guten Eigenschaften [2]. Jedoch führt die zuvor erwähnte Konsolidierung durch heiß-isostatisches Pressen zu einer Volumenreduktion von 10-15%. Diese Schwindung ist in Richtung der jeweiligen Faserachse unbedingt zu vermeiden, um einen Bruch oder ein Ausbeulen der Fasern zu verhindern. Abhängig von der Bauteilgeometrie kann es sehr schwierig oder fast unmöglich werden, eine Verdichtung in Faserrichtung völlig zu verhindern. Aus diesem Grunde besteht der Bedarf nach einer neuen Konsolidierungsmethode, während die guten mechanischen Eigenschaften der TMCs erhalten bleiben sollen.

Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag, Paper)
Titel:Zugeigenschaften infiltrierter Hochtemperatur-MMCs mit unterschiedlichen Faservolumengehalten
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Hausmann, Joachimjoachim.hausmann@dlr.de
Gussone, Joachimjoachim.gussone@dlr.de
Schurmann, Hartmuthartmut.schurmann@dlr.de
Datum:1 April 2009
Erschienen in:Verbundwerkstoffe
Referierte Publikation:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 122-126
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Krenkel, WalterUni Bayreuth
Verlag:Wiley-VCH
ISBN:978-3-527-32615-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:MMC, Titan, Verbundwerkstoffe
Veranstaltungstitel:17. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
Veranstaltungsort:Bayreuth
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:01. -03. April 2009
Veranstalter :DGM Frankfurt
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebe
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Antriebsforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Verdichtertechnologien
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Hinterlegt von: Dr.-Ing. Joachim Hausmann
Hinterlegt am:13 Nov 2009 11:03
Letzte Änderung:13 Nov 2009 11:03

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