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Entwicklung eines Infiltrationsverfahrens für Multimetallmatrix-Faserverbundwerkstoffe

Heimeier, Martin (2010) Entwicklung eines Infiltrationsverfahrens für Multimetallmatrix-Faserverbundwerkstoffe. Diploma, Fachhochschule Köln.

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Abstract

Titanmatrix-Verbundwerkstoffe kombinieren die Festigkeit, Steifigkeit und Kriechbeständigkeit von Keramikfasern mit der Risszähigkeit und Plastizität von Titan. Gängige erstellungsverfahren sind kostenintensiv und erfordern gewisse Einschränkungen der Werkstückgeometrie. Die Entwicklung alternativer Prozessrouten ist also wünschenswert. Eine Möglichkeit bietet das Infiltrationsverfahren zur Herstellung von Multi-Metallmatrix-Verbundwerkstoffen (Multi-Metal-Matrix-Composites ― Multi-MMCs). Dabei werden titanbeschichtete Siliziumcarbid-Fasern unterhalb der Solidustemperatur ihrer Beschichtung durch Infiltration mit einer niedrigschmelzenden Legierung ohne Druck konsolidiert. Dies führt verglichen mit konventionellen Herstellungsverfahren zu kostengünstigeren und freier zu gestaltenden Bauteilen. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde eine Auswahl passender Infiltrationslegierungen auf ihre Eignung für Multi-MMCs überprüft. Ihr Zusammenwirken mit unterschiedlichen Titanlegierungen als Faserbeschichtung und die Ausbildung der Matrix-Matrix-Interfaces stand dabei im Mittelpunkt der Beobachtung. Hergestellte Proben wurden mikroanalytisch durch Rasterelektronenmikroskopie (REM), Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) und Mikrohärteprüfung untersucht. Es wurden MMCs durch Infiltration hergestellt und ihre mechanischen Eigenschaften im Zugversuch getestet. Als Resultat konnten Gestallt und Mechanismus der Interfaceausbildung beschrieben und vielversprechende Infiltrationslegierungen benannt werden.

Document Type:Thesis (Diploma)
Title:Entwicklung eines Infiltrationsverfahrens für Multimetallmatrix-Faserverbundwerkstoffe
Authors:
AuthorsInstitution or Email of Authors
Heimeier, MartinFH Köln
Date:24 February 2010
Journal or Publication Title:Diplomarbeit, gedruckt im DLR
Number of Pages:129
Status:Published
Keywords:Metallmatrix-Verbundwerkstoffe, MMC, Infiltration, Verbundwerkstoffe
Institution:Fachhochschule Köln
Department:Institut für Werkstoffanwendungen
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport (old)
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:Propulsion Systems
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L ER - Engine Research
DLR - Research theme (Project):L - Fan and Compressor Technologies
Location: Köln-Porz
Institutes and Institutions:Institute of Materials Research > Metallic Structures and Hybrid Material Systems
Deposited By: Dr.-Ing. Joachim Hausmann
Deposited On:30 Nov 2010 12:25
Last Modified:30 Nov 2010 12:25

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