Bruchzähigkeit und Rißfortschritt in Gradientenwerkstoffen

• Antragsteller: Dr. Achim Neubrand
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5154628

Metall - Keramik - Verbundwerkstoffe mit keramischer Matrix zeigen aufgrund der Rißüberbrückung durch duktile Ligamente eine erhöhte Bruchzähigkeit sowie ausgeprägtes R-Kurven-Verhalten und somit eine geringe Kerbempfindlichkeit und erhöhte Thermoschockbeständigkeit. Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens soll experimentell geklärt werden, inwieweit eine optimierte Gradierung solcher Werkstoffe die Kerb- und Thermoschockempfindlichkeit weiter herabsetzt. Als Voraussetzung dafür soll zunächst eine Methodik zur Messung von R-Kurven in Gradientenwerkstoffen entwickelt und die R-Kurven unterschiedlich gradierter Werkstoffe gemessen werden. Die Analyse der R-Kurven erfolgt über die Berechnung der Brückenspannungen unter Anwendung der Methode der Gewichtsfunktion. Die Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe werden durch Metallinfiltration von gradierten porösen keramischen Vorformen erzeugt. Für die Herstellung der Vorformen kommt eine neuartige Methode zum Einsatz, bei der ein Weichschaum durch Warmpressen örtlich variabel komprimiert und anschließend abgeformt wird. Die Methode ermöglicht die Herstellung von gradierten Verbundwerkstoffen mit einer hohen reproduzierbaren Qualität zu einem moderaten Preis und erhöht somit das Anwendungspotential der hergestellten Werkstoffe.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 733: Gradientenwerkstoffe
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Jürgen Rödel