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Thermal expansion behavior and elevated temperature elastic properties of an interpenetrating metal/ceramic composite

Schukraft, Joél und Roßdeutscher, Jan und Siegmund, Frederik und Weidenmann, Kay A. (2022) Thermal expansion behavior and elevated temperature elastic properties of an interpenetrating metal/ceramic composite. Thermochimica Acta. Elsevier. doi: 10.1016/j.tca.2022.179298. ISSN 0040-6031.

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Kurzfassung

The thermal and elastic behavior of an interpenetrating metal ceramic composite (IMCC), consisting of ceramic foam with 74 % open porosity and an AlSi10Mg light-weight aluminum alloy was investigated at elevated temperatures. The elastic properties of the IMCC and its individual components were determined by ultrasonic phase spectroscopy and resonant frequency damping analysis (RFDA) at RT, showing a highly isotropic behavior for the IMCC. The directional elastic modulus measured at elevated temperature by RFDA decreased from about 110 GPa at room temperature to 80 GPa at 500°C. The elastic modulus temperature curve shows a clear hysteresis for the IMCC, but not for the individual components. Dilatometry experiments revealed the onset of a hysteresis effect in the CTE curve between 260 and 285°C. The hysteresis behavior could be explained by internal stress relaxation, reduction of micro voids and interfacial detachment and assigned to characteristic areas of the hysteresis curve. The associated behavior of the elastic modulus over the temperature range was investigated in detail, and the hysteresis behavior, observed for the first time in the literature was assigned and explained.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/188900/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Thermal expansion behavior and elevated temperature elastic properties of an interpenetrating metal/ceramic composite
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schukraft, Joéljoel.schukraft (at) mrm.uni-augsburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roßdeutscher, JanJan.Rossdeutscher (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Siegmund, FrederikUniversität AugsburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weidenmann, Kay A.Universität AugsburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Juli 2022
Erschienen in:Thermochimica Acta
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.tca.2022.179298
Verlag:Elsevier
ISSN:0040-6031
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Interpenetrating Metal Ceramic Composite (IMCC) Resonant Frequency Damping Analysis (RFDA) Ultrasonic Phase Spectroscopy (UPS) Dilatometry
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Werkstoffe und Herstellverfahren
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Struktur- und Funktionskeramik
Hinterlegt von: Roßdeutscher, Jan
Hinterlegt am:06 Dez 2022 10:01
Letzte Änderung:29 Jul 2024 03:00

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