Herstellung syntaktischer Aluminium-Verbundwerkstoffe mit ultraleichten Zuschlagstoffen

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung eines Aluminium-Verbundwerkstoffes. Der Aluminiumlegierung wurden ultraleichte Zuschlagstoffe, wie Vermiculit und Aerogel zugegeben. Zur Herstellung dieses Werkstoffes wurden zwei Verfahren untersucht. Bei dem ersten Verfahren wurden die Komponenten im kalten Zustand miteinander gemischt und dann zusammen erhitzt. Das zweite Verfahren sah vor die Zuschlagstoffe in die bereits flüssige Aluminiumlegierung zu geben. In beiden Verfahren wurden die Proben in einem Tiegelofen geschmolzen. Die verwendete Legierung AlSi11 hat besonders gute Gießeigenschaften und eignete sich somit sehr gut für die durchgeführten Experimente. Das Ziel bei der Entwicklung dieses Werkstoffes war es einen starken Energieabsorber zu finden. Dieser Absorber könnte dann u.a. im Fahrzeugbau eingesetzt werden, um kinetische Energie, z.B.: bei Stößen, zu absorbieren. Eine weitere mögliche Anwendung dieses Werkstoffes könnte als Konstruktionswerkstoff in dem Bereich des Maschinenbau oder der Architektur liegen. Zur Charakterisierung des entstandenen Werkstoffs wurden Druckversuche an verschiedenen Proben durchgeführt. Anhand der Ergebnisse aus dem Druckversuch konnten Aussagen über die Belastbarkeit und die Fähigkeit der Energieaufnahme gemacht werden. Außerdem konnten mit der Auswertung des Druckversuches Vergleiche mit bereits bekannten Energieabsorbern angestellt werden. Die Ergebnisse der Arbeit haben eindeutig gezeigt, dass das Verfahren bei dem die Zuschlagsstoffe in die flüssige Schmelze gegeben wurden, das geeignetere Verfahren war. Die Homogenität der Verteilung der Zuschlagstoffe in der Aluminium-Matrix und die Zeitersparnis waren wichtige Kriterien für dieses Urteil. Die durch diese Arbeit erhaltenen Ergebnisse können als Grundlage für die Fertigung des Aluminium-Aerogel-Verbundwerkstoffs im größeren Maßstab gelten.