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The Origin of Crack Initiation and Internal Stresses in SiC Fibre reinforced Multi Metal Matrix Composites investigated by Synchrotron Radiation

Reinhard, Christina und Gussone, Joachim und Kasperovich, Galina und Merzouk, Tarik und Gherekhloo, Human und Hausmann, Joachim (2013) The Origin of Crack Initiation and Internal Stresses in SiC Fibre reinforced Multi Metal Matrix Composites investigated by Synchrotron Radiation. In: Verbundwerkstoffe - 19. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, Seiten 140-148. Conventus GmbH. 19. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, 2013-07-03 - 2013-07-05, Karlsruhe. ISBN 978-3-00-042309-3.

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Kurzfassung

The use of synchrotron radiation has become an essential tool to investigate the properties of a wide range of materials. The highly energetic X-ray beam delivers high flux, short acquisition times and high penetration into the material. The present work focuses on using synchrotron tomography and X-ray diffraction to study multi-metal matrix (3MC) composites during in-situ loading. 3MCs were produced via a process in which SiC fibres are coated with a primary matrix of Ti and then infiltrated with a low melting point filler material as secondary matrix. Two different filler materials Ag28Cu and Zr26Ti25Ni were used as secondary matrix. During the consolidation process, intermetallic phases form in the matrix. These intermetallic phases and their stress state are expected to critically influence the mechanical properties of 3MCs. Beamline I12 at the Diamond Light Source (UK) provides the capability to conduct high resolution tomography (CT) and X-ray diffraction during in-situ loading. CT was used to investigate the microstructure, to locate the origin of appearing cracks and to follow their dissemination during loading. The CT measurements reveal that cracks occur in the brittle zones of the matrix far below the ultimate tensile strength of the composite material. In the case of Ag28Cu, cracks appear in the brittle intermetallic transition zone between primary matrix and AgCu secondary matrix. In the case of Zr26Ti25Ni, cracks are located mainly in the secondary matrix. The aim of the XRD measurements was to determine the internal stresses in the different constituents of the 3MC. Strains in the α-Ti phase follow the expected linear dependency when applying a tensile load. In contrast, the strain in other phases remains unchanged indicating that no load is transferred to these phases.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/85461/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:The Origin of Crack Initiation and Internal Stresses in SiC Fibre reinforced Multi Metal Matrix Composites investigated by Synchrotron Radiation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Reinhard, ChristinaDiamond Light Source Ltd.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gussone, Joachimjoachim.gussone (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kasperovich, Galinagalina.kasperovich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Merzouk, Tariktarik.merzouk (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gherekhloo, Humanhuman.gherekhloo (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hausmann, Joachimjoachim.hausmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 Juli 2013
Erschienen in:Verbundwerkstoffe - 19. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 140-148
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Wanner, AlexanderKIT KarlsruheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weidenmann, Kay-AndreKIT KarlsruheNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Conventus GmbH
ISBN:978-3-00-042309-3
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Metal matrix composite, synchrotron investigations, computer tomography, crack initiation
Veranstaltungstitel:19. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
Veranstaltungsort:Karlsruhe
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:3 Juli 2013
Veranstaltungsende:5 Juli 2013
Veranstalter :Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebe (alt)
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Antriebsforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Verdichtertechnologien (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Hinterlegt von: Hausmann, Dr.-Ing. Joachim
Hinterlegt am:19 Nov 2013 13:20
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:51

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