Entwicklung und Eigenschaftscharakterisierung hochwarmfester Werkstoffe mit intermetallischer NiAl-Matrix:
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Düsseldorf
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| adam_text | Titel: Herstellung verbesserter kohlenstoffaserverstärkter Kohlenstoffe mit Hochfest-(HT)-Kohlenstoffasern
Autor: Beinborn, Kurt-Martin
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Chem. Kurt-Martin Beinborn, Karlsruhe Herstellung verbesserter kohlenstoffaserverstärkter Kohlenstoffe mit Hochfest (HT)-Kohlenstoffasern und Phenolharzen durch Steuerung der Faser/Matrix- Haftung Reihe 5 : Grund- und Werkstoffe Nr. 486
V Kurzfassung IX 1 Einleitung 1 1.1 Konzept der Faserverbundwerkstoffe 1 1.2 Herstellung von kohlenstoffaserverstärktem Kohlenstoff 5 1.3 Problemstellung 8 2 Experimentelles 12 2.1 Rohstoffe 12 2.1.1 Kohlenstoffasern 12 2.1.2 Matrixharze 13 2.1.3 Beschichtungsmaterialien 16 2.1.3.1 Polysiloxane 16 2.1.3.2 Glassclad 18 2.2 Analytische Methoden 19 2.2.1 Silizium-Bestimmung 19 2.2.2 Natrium-Bestimmung 19 2.2.3 Temperaturprogrammierte Desorption 20 2.2.4 Kontaktwinkelmessung 21 2.2.5 Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie 22 2.2.6 Röntgenphotoelektronenspektroskopie 23 2.2.7 Polarisationsmikroskopie 23 2.2.8 Rasterelektronenmikroskopie 24 2.2.9 Rastertunnelmikroskopie 24 2.2.10 Akustische Mikroskopie 25 2.2.11 Röntgenstrukturanalyse 25 2.2.12 Röntgenrefraktion 26
VI 2.3 Mechanische Charakterisierungen 28 2.3.1 Monofilamentzugversuch 28 2.3.2 Kurzbiegebruchversuch 30 2.3.3 Druckscherversuch 32 2.3.4 Langbiegebruchversuch 34 2.4 Präparative Methoden 36 2.4.1 Fließbild des Herstellungsverfahrens 36 2.4.2 Aufbringung der Faserbeschichtungen 36 2.4.3 Herstellung von unidirektional verstärkten Verbundkörpern 39 2.4.4 Pyrolyse, Carbonisierung und Hochtemperaturbehandlung 41 3 Eigenschaften nicht beschichteter und beschichteter Fasern 45 3.1 Oberflächenstruktur 45 3.1.1 Mikrostruktur 45 3.1.2 Nanostruktur 47 3.2 Oberflächenchemie 54 3.2.1 Bestimmung sauerstoffhaltiger Gruppen 54 3.2.2 Adhäsionsarbeiten 56 3.2.2.1 Nicht beschichtete Fasern 56 3.2.2.2 Beschichtete Fasern 57 3.2.3 Bestimmung der Beschichtungdicke 59 3.2.4 Spektroskopische Untersuchung der Faserbeschichtungen 61 3.3 Röntgenfeinstruktur der Fasern 73 3.4 Mechanische Eigenschaften 74 4 Ergebnisse von Verbundkörperuntersuchungen 79 4.1 Verbundkörper aus Natrium-dotierten Kohlenstoffasern 79
VII 4.2 Verbundkörper aus Natrium-freien Kohlenstoffasern 89 4.2.1 Faserbeschichtungen mit Polydimethylsiloxan 89 4.2.1.1 Allgemeines 89 4.2.1.2 Mechanische Charakterisierungen 90 4.2.1.2.1 Verbundkörper mit Standardharz 90 4.2.1.2.2 Matrix-Variation 99 4.2.1.3 Versagensverhalten 103 4.2.1.4 Analytische Charakterisierung 109 4.2.1.4.1 Röntgenrefraktion und Schrumpfungsverhalten 109 4.2.1.4.2 Röntgendiffraktion und Graphitierungsverhalten 112 4.2.1.4.3 Ultraschalluntersuchungen 116 4.2.2 Faserbeschichtungen mit Polymethylphenylsiloxan 120 4.2.3 Faserbeschichtungen mit Glassclad 124 « 5 Diskussion 126 5.1 Faser- und Beschichtungseigenschaften 126 5.2 Verbundkörper aus Natrium-dotierten Fasern 136 5.3 Verbundkörper aus Natrium-freien Fasern 141 5.4 Wirkungsweise der Faserbeschichtung 145 6 Anhang 151 6.1 Fehlerbetrachtung 151 6.2 Weibull-Statistik 153 7 Literaturverzeichnis 166
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