Neue zerstörungsfreie Prüfmethoden zur Analyse hochporöser C/C-Strukturen

Kurzfassung

Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ist ein wichtiger Bestandteil zur Qualitätssicherung von CMC-Bauteilen. Aufgrund der inhomogenen Eigenschaften von CMC ist die Qualitätssicherung dieser Bauteile extrem schwierig. Bei dem Flüssigsilicierverfahren (LSI) ist der Einsatz von ZfP-Methoden wie z.B. Ultraschall oder Röntgendurchleuchtung bislang auf die CFK- oder C/C-SiC-Stadien beschränkt. Das C/C-Zwischenstadium war aufgrund der hohen Porosität, geringen Dichte und hohen Mikrorissanhäufung nicht mit diesen Verfahren messbar. Jedoch ist der C/C-Zustand entscheidend für die Herstellung von CMC-Bauteilen. Schädigungen, die im C/C-Zustand auftreten sind beinahe immer der Grund für ein Versagen des endgültigen C/C-SiC Bauteils, so dass eine Schadensanalyse im C/C-Zustand die Herstellungskosten und Hertellungszeit verringern kann. Technische Fortschritte im Bereich Ultraschall und Thermografie ermöglichen es inzwischen, Bauteile im C/C-Zustand auf Risse, Delaminationen oder Materialanhäufungen zu prüfen. Der Vortrag stellt die neuen zerstörungsfreien Prüfverfahren luftgekoppeltes Ultraschall und LockIn Thermografie vor. Dabei werden diese Verfahren mit den herkömmlichen Verfahren wassergekoppeltes Ultraschall, Röntgendurchleuchtung und akustisch-optischen Verfahren verglichen und Vor- und Nachteile besprochen. Abschliessend wird ein Softwarepaket vorgestellt, mit dem die verschiedenen ZfP-Verfahren miteinander verglichen werden und eine Schadensanalyse getätigt wird. Dabei werden Messergebnisse mit in einer Datenbank gespeicherten Referenzwerten verglichen und anhand unterschiedlicher Schadenskriterien beurteilt.