Composite structures with integrated thermal management capacities
Final Report Abstract
Die Untersuchungen an EP 135/137 und gemahlenen Pech-basierten Kohlenstofffasern lieferten folgende Erkenntnisse: Die theoretischen Werte der Wärmeleitfähigkeit nach dem Nielsen-Modell liegen unterhalb der realen Messwerte. Die gemahlenen Fasern mit einem hohen Aspektverhältnis liefern in einer polymeren Matrix bis zu 40fachen Zuwachs in der Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit an einer additivierten polymeren Matrix steigt quasiisotrop an. Die Wärmeleitfähigkeit in der In-plane- und der Out-of-plane-Richtung steigt mit wachsendem Fasergewichtsanteil einer additivierten polymeren Matrix an. Eine additivierte polymere Matrix kann die niedrigere axiale Wärmeleitfähigkeit einer Glasfaser gegenüber einer PAN-basierten Kohlenstofffaser in einem FVK ausgleichen. Die Wärmeleitfähigkeit von NCF ist von der Faserorientierung der Einzellagen richtungsabhängig. Die Verstärkung eines FVK durch UD-Lagen aus Pech-basierten Kohlenstofffasern erhöht die In-plane-Wärmeleitfähigkeit bis zu 4fach in Faserrichtung der UD-Lage. Die Viskosität einer polymeren Matrix nimmt exponentiell mit ihrem Gew.-% an gemahlenen Fasern zu (Bsp NGF HC-600 2fach bei 15 %, 379fach bei 30 %). Eine polymere Matrix mit gemahlenen Fasern lässt eine Infusion wegen Ausfilterungseffekten nicht zu. Eine Transferbeschichtung im Rakelauftrag erlaubt die Imprägnierung von textilen Strukturen mit einer additivierten polymeren Matrix.
Publications
- Influence of the pitch fiber reinforcement of CFRP on the mechanical and thermal conductivity properties ICCM-18 : 18th International Conference on Composite Materials, Jehu Island, Korea, August 21-26, 2011; Gries, T. (Hrsg.): Mitteilungen des Institutes für Textiltechnik der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, Band 58/2011. - Aachen 2012
Glowania, M.; Lindner, D.; Linke, M.; Gries, T.; Heider, D.
- Innovative preform technologies for thermally conductive fiber reinforced plastics The Industralization of Advanced Composites Through Textile Technology : 5th Technical Conference Swiss SAMPE Chapter, January 26th, 2011, Zürich; Gries, T. (Hrsg.): Mitteilungen des Institutes für Textiltechnik der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, Band 58/2011. - Aachen 2012
Gries, T.; Glowania, M.; Linke, M.
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Glowania, M.; Schneiders, S.; Hesselbach, J.; Simonis, K.; Gries, T.
(See online at https://doi.org/10.7216/130075992012198503) - Thermally conductive fibre reinforced composites using ultra high modulus pitch based carbon fibres Beckwith, Scott W. … (Ed.): Navigating the Global Landscape for the New Composites : SAMPE Tech Conference & Exhibition, October 22-25, 2012, North Charleston, South Carolina. - Covina : Society for the Advancement of Materials and Process Engineering, 2012, Paper: 2402 ISBN 978-1-934551-13-4
Glowania, M.H.E.; Kurgod, S.; Schneiders, S.; Noll, M.; Gries, T.; Heider, D.
- Automated processing of thermally conductive fibre reinforced composites using pitch based carbon fibres In: Hui, David (Ed.): ICCE-21 : Twenty First Annual International Conference on Composites/Nano Engineering, July 21-27, 2013, Tenerife, Canary Islands, Spain. - Tenerife: International Community for Composites/Nano Engineering ; University of La Laguna, 2013, Datei: Quadflieg, Till (RWTH, Aachen U., Germany) 669
Quadflieg, T.; Glowania, M.H.E.; Vonberg, K.; Heider, D.; Gries, T.
- Untersuchung und Methodenentwicklung zur Steigerung der Wärmeleitfähigkeit von Faserverbundkunststoffen Aachen : Shaker, 2013 ; Zugl. Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2012
Glowania, Michael Heinz Elmar
