Korrosionsverhalten faserverstärkter Aluminiumwerkstoffe:
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1999
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INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGEN.6
1 EINLEITUNG.7
2 STAND DER FORSCHUNG UND THEORETISCHE GRUNDLAGEN.10
2.1 KORROSIONSVERHALTEN VON ALUMINIUM.10
2.1.1 PASSIVIERUNG DURCH OXIDSCHICHTBILDUNG.10
2.1.2 MECHANISMUS DER GLEICHMAESSIGEN KORROSION. 12
2.1.3 MECHANISMUS DER LOCHFRASSKORROSION.13
2.1.4 INTERKRISTALLINE KORROSION UND SPANNUNGSRISSKORROSION.15
2.2 KORROSIONSVERHALTEN VON C-FASER/AL-VERBUNDEN.17
2.2.1 UEBERBLICK.17
2.2.2 KONTAKTKORROSION ZWISCHEN KOHLENSTOFF UND ALUMINIUM.20
2.2.3 VERBESSERUNG DER KORROSIONSBESTAENDIGKEIT VON MMCS.24
2.2.3.1 OBERFLAECHENBESCHICHTUNG UND -BEHANDLUNG DER MMCS.24
2.2.3.2 FASERBESCHICHTUNGEN.-.25
2.2.3.3 LEGIERUNGSELEMENTE IN DER MATRIX.26
2.3 DIAMANTAEHNLICHE KOHLENSTOFFSCHICHTEN.28
2.4 ZIELSTELLUNG.29
3 EXPERIMENTELLE METHODIK.30
3.1 HERSTELLEN DER VERBUENDE.30
3.1.1 WERKSTOFFE.30
3.1.2 MMC-HERSTELLUNG.32
3.2 BESCHICHTEN MIT DIAMANTAEHNLICHEM KOHLENSTOFF.35
3.3 UNTERSUCHUNGSMETHODEN.36
3.3.1 METALLOGRAPHIE.:.36
3.3.2 MECHANISCHE WERKSTOFFPRUEFUNG.36
3.3.2.1 HAERTEMESSUNG.36
3.3.2.2 BIEGEVERSUCH. 37
3.3.3 VERSCHLEISSUNTERSUCHUNGEN.38
3.3.4 ROENTGENDIFFFAKTOMETRIE.39
3.3.5 UNTERSUCHUNGEN ZUR FASER-MATRIX-GRENZFLAECHE.40
3.3.5.1 TEM-UNTERSUCHUNGEN.40
3.3.5.2 INDENTERVERSUCH.40
3.3.6 KORROSIONSUNTERSUCHUNGEN.41
3.3.6.1 TAUCHVERSUCH.42
3.3.6.2 POTENTIODYNAMISCHE MESSUNGEN.43
3.3.7 EINZELFASERZUGVERSUCH.45
3
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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4 ERGEBNISSE UND DISKUSSION. 47
4.1 FASERGEHALT UND -VERTEILUNG DER MMCS.47
4.2 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER MMCS.48
4.2.1 HAERTEMESSUNG.48
4.2.2 BIEGEVERSUCH.50
4.3 TRIBOLOGISCHES VERHALTEN UN- UND DLC-BESCHICHTETER MMCS.58
4.4 ROENTGENDIFFRAKTOMETRISCHE CHARAKTERISIERUNG DER MMCS.62
4.4.1 PHASENANALYSE.62
4.4.2 UNTERSUCHUNG ZUM EIGENSPANNUNGSZUSTAND.63
4.4.3 UNTERSUCHUNG DER KOHLENSTOFFASERN.66
4.5 FASER-MATRIX-GRENZFLAECHE DER MMCS.67
4.5.1 TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE.67
4.5.1.1 HMS-4 FASER/AL-VERBUND.67
4.5.1.2 T800 H(PYC)/AL-VERBUND.69
4.5.1.3 T800 H(SIC)/AL-VERBUND.70
4.5.1.4 HTA(CU)/AL- UND HTA(NI)/AL-VERBUND.71
4.5.2 INDENTERVERSUCH.74
4.5.2.1 EINFLUSS EINER FASERBESCHICHTUNG DER T800 H FASER AUF DEN VERLAUF
DER LAST-EINDRINGDIAGRAMME.74
4.5.2.2 VERGLEICHENDE BETRACHTUNG DER LAST-EINDRINGDIAGRAMME
MODIFIZIERTER
FASER-MATRIX-GRENZFLAECHEN IN MMCS MIT GLEICHER UND UNTERSCHIEDLICHER
FASERART.76
4.5.2.3 MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNG.78
4.5.2.4 EINFLUSS DER GRENZFLAECHENKOPPLUNG AUF DEN VERLAUF DER LAST-EIN
DRINGDIAGRAMME.80
4.5.2.5 ABLEITUNG DER LAST NACH DER INDENTEREINDRINGTIEFE.83
4.6 KORROSIONSVERHALTEN DER MMCS.88
4.6.1 TAUCHVERSUCH.88
4.6.1.1 VORVERSUCHE AN UNVERSTAERKTEN ALUMINIUMWERKSTOFFEN.88
4.6.1.2 KORROSIONSVERHALTEN VON VERBUNDEN AUS UNBESCHICHTETEN KOHLEN
STOFFASERN UND ALUMINIUM.90
4.6.1.3 ABHAENGIGKEIT DER KORROSIONSNEIGUNG VON DER
APPLIZIERTEN FASERBESCHICHTUNG.98
4.6.1.4 ABHAENGIGKEIT DER KORROSIONSNEIGUNG VON DER MATRIXLEGIERUNG.104
4.6.2 POTENTIODYNAMISCHES KORROSIONSVERHALTEN.105
4.6.2.1 ERMITTLUNG DER KORROSIONSDATEN.105
4.6.2.2 POTENTIODYNAMISCHES KORROSIONSVERHALTEN IN 3,5
%IGERNACL-LOESUNG.108
4.6.2.2.1 VORUNTERSUCHUNGEN AN UNVERSTAERKTEN WERKSTOFFEN.109
4.6.2.2.2 KORROSIONSVERHALTEN VON VERBUNDEN AUS UNBESCHICHTETEN
KOHLENSTOFFASERN UND ALUMINIUM.109
4.6.2.2.3 ABHAENGIGKEIT DER KORROSIONSNEIGUNG VON DER
APPLIZIERTEN FASERBESCHICHTUNG.113
4.6.2.2.4 ABHAENGIGKEIT DER KORROSIONSNEIGUNG VON DER
MATRIXLEGIERUNG.116
4
4.6.33 POTENTIODYNAMISCHES KORROSIONSVERHALTEN IN 3,5 %IGER NA2S0
4.117
4.6.23.1 VORUNTERSUCHUNGEN AN UNVERSTAERKTEN WERKSTOFFEN.118
4.6.23.2 KORROSIONSVERHALTEN VON VERBUNDEN AUS UNBESCHICHTETEN
FASERN UND ALUMINIUM.118
4.6.23.3 ABHAENGIGKEIT DER KORROSIONSNEIGUNG VON DER
APPLIZIERTEN FASERBESCHICHTUNG.119
4.6.23.4 ABHAENGIGKEIT DER KORROSIONSNEIGUNG VON DER MATRIXLEGIE
RUNG. 124
4.6.3 FASERSCHAEDIGUNG WAEHREND DER KORROSION.124
4.63.1 CHARAKTERISIERUNG DES UMFANGS DER FASERSCHAEDIGUNG IN
C/AL-VERBUNDEN. 124
4.63.2 VARIATION DER FASERART.130
4.6.4 AEUSSERER KORROSIONSSCHUTZ DURCH DLC-BESCHICHTUNG.134
5 UEBERSICHT UND FOLGERUNGEN.138
5.1 UEBERSICHT ZUM EINFLUSS VERSCHIEDENER FASERBESCHICHTUNGEN UND
LEGIERUNGS
ELEMENTE AUF DIE KORROSIONSBESTAENDIGKEIT VON C/AI-VERBUNDEN.138
5.2 GRENZFLAECHE UND KORROSION.139
5.2.1 AUCA-BILDUNG AM INTERFACE.139
5.2.2 STABILE KERAMISCHE FASERBESCHICHTUNGEN.140
5.2.3 LOESLICHE METALLISCHE FASERBE^CHICHTUNGEN.~.140
5.3 ELEKTROCHEMISCHES KORROSIONSVERHALTEN UND MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN
DER
C/AL-VERBUNDE.141
5.4 ANISOTROPIE- UND ORIENTIERUNGSEFFEKTE.142
5.5 ELEKTROCHEMISCHE KORROSION UND VERSCHLEISS DER C/AL-VERBUNDE.142
5.6 DLC-SCHICHTEN AUF C/AL-VERBUNDEN.143
6 ZUSAMMENFASSUNG.144
7 THESEN.147
8 LITERATUR.:.149
9 ANHANG.161
SELBSTAENDIGKEITSERKLAERUNG.173
LEBENSLAUF.174
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