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Manufacture and Test of C/C-SiC Sandwich Structures

Heidenreich, Bernhard und Bamsey, Nathan und Shi, Yuan und Such-Taboada, Miguel und Koch, Dietmar (2019) Manufacture and Test of C/C-SiC Sandwich Structures. CEAS Space Journal. Springer. doi: 10.1007/s12567-019-00263-x. ISSN 1868-2502.

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Offizielle URL: https://rdcu.be/bIGJJ

Kurzfassung

Sandwich structures based on C/C–SiC composites (carbon fibre-reinforced carbon with silicon carbide matrix), manufactured using the liquid silicon infiltration (LSI) process and an in situ joining method, offer high specific stiffness and strength, low thermal expansion, high environmental stability, and temperature resistance. Potential application areas are thermal protection systems (TPS) for spacecraft, optical benches in satellites, and hot structures in aerospace. In this work, C/C–SiC sandwich parts of two different geometries, small sandwich samples and large sandwich structures, were manufactured and tested. Carbon fibre-reinforced polymer (CFRP) plates for the skin panels as well as for the cores were made via warm pressing of prepregs based on a 2D carbon (C) fibre fabric, preimpregnated with phenolic resin. After pyrolysis, carbon fibre-reinforced carbon (C/C) core structures were built up and joined to C/C skin panels. Finally, the resulting C/C sandwich preforms were infiltrated with molten silicon (Si), building up a silicon carbide (SiC) matrix. The resulting C/C–SiC sandwich parts were tested in four-point and three-point bending. The applied forces and the correspondent displacements and strain of the skin panels were determined. The bending and shear stiffness as well as bending moment were evaluated through analytical and finite-element (FE) simulation approaches. Furthermore, failure modes of the sandwich samples were analysed. Sandwich stiffness and ultimate bending moment obtained in the bending tests were close to the expected theoretical values, calculated on the basis of the material properties and the sandwich geometry.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/132900/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Manufacture and Test of C/C-SiC Sandwich Structures
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Heidenreich, BernhardBernhard.Heidenreich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4330-8844NICHT SPEZIFIZIERT
Bamsey, NathanESTECNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shi, Yuanyuan.shi (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4210-9069NICHT SPEZIFIZIERT
Such-Taboada, MiguelESTECNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koch, DietmarDietmar.Koch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4504-8721NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 Juli 2019
Erschienen in:CEAS Space Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s12567-019-00263-x
Verlag:Springer
ISSN:1868-2502
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Sandwich structures · Ceramic matrix composites · CMC · C/C-SiC · Liquid sililon infiltration · In situ joining
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Wiederverwendbare Raumfahrtsysteme und Antriebstechnologie
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie
Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Keramische Verbundstrukturen
Hinterlegt von: Heidenreich, Bernhard
Hinterlegt am:18 Dez 2019 11:29
Letzte Änderung:21 Nov 2023 14:25

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