Herstellung oxidischer Faserverbundkeramik durch Druck-Vakuum-Infusionsverfahren: Verfahrensspezifische Schlickeroptimierung und Einfluss der Prozessführung auf die Materialeigenschaften

Kurzfassung

Faserverbundkeramiken (CMC) sind ein wachsender Markt, der eine Reihe von Möglichkeiten für fortschrittliche Materialanwendungen bietet. Um jedoch das kommerzielle Anwendungspotenzial von oxidischen CMCs voll ausschöpfen zu können und eine groß angelegte kommerzielle Anwendung zu ermöglichen, sind innovative und verbesserte Herstellungstechnologien mit Möglichkeit zur Serienproduktion erforderlich. Die Entwicklung einer neuartigen Druck-Vakuum-Infusionstechnologie (IFOX) für oxidische CMC steht daher im Mittelpunkt der jüngsten Arbeiten des DLR. Diese neue Technologie zeichnet sich durch einen kontinuierlichen und automatisierbaren Infiltrations- und Trocknungsprozess aus, der auf verschiedene Arten von Preforms angewendet werden kann und eine Serienproduktion von endkonturnahen CMC-Komponenten verspricht. Es wurden ein alternativer Werkzeugaufbau und die Auswirkungen verschiedener Material- und Prozessparameter wie Druck und Zeit auf die mechanischen und mikrostrukturellen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse für faserverstärkte Aluminiumoxid- und Siliziumdioxid-Materialien werden vorgestellt und mit denselben Materialien verglichen, die mit einem Vakuum-Infusionsverfahren (VASI) unter Verwendung eines Vakuumsacks hergestellt wurden. Es wurde ein umfassendes Verständnis der Vorteile und Grenzen jedes Ansatzes erreicht, das wertvolle Erkenntnisse für künftige Fortschritte bei der Herstellung von oxidischen CMC bietet.