Faser-Matrix-Anbindung in keramischen Faserverbundwerkstoffen: Einzelfaser-Push-out-Untersuchungen und Entwicklung einer Siliziumoxycarbid-Faserbeschichtung
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
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2014
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INHALTSVERZEICHNIS
1 MOTIVATION 1
2 GRUNDLAGEN: SILIZIUMCARBID-FASERVERSTAERKTE KOMPOSITWERKSTOFFE MIT
SILIZIUMCARBID-MATRIX 5
2.1 HERSTELLUNGSVERFAHREN KERAMISCHER FASERVERBUNDWERKSTOFFE MIT SILIZI
UMCARBID-MATRIX 5
2.2 SCHADENSTOLERANTES BRUCHVERHALTEN KERAMISCHER FASERVERBUNDWERKSTOFFE
8
2.3 INTERPHASEN IN KERAMISCHEN FASERVERBUNDWERKSTOFFEN 11
2.3.1 AUFGABEN UND KONZEPTE VON INTERPHASEN 11
2.3.2 BEISPIELE FUER FASERBESCHICHTUNGEN 13
2.4 POLYMERBASIERTE KERAMIKEN 16
3 METHODENENTWICKLUNG: EINZELFASER-PUSH-OUT TEST 21
3.1 STAND DER LITERATUR 21
3.2 PROBENPRAEPARATION FUER DEN EINZELFASER-PUSH-OUT TEST '25
3.3 EXPERIMENTELLER AUFBAU UND DURCHFUEHRUNG 28
3.3.1 UNIVERSELLER NANOMECHANISCHER TESTER 28
3.3.2 BELASTUNGSSCHEMATA DER EINZELFASER-PUSH-OUT TESTS 31
3.4 MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNG DES VERSAGENSMECHANISMUS 33
3.4.1 EINZELFASER-PUSH-OUT TESTS MIT BERKOVICH-INDENTER 34
3.4.2 EINZELFASER-PUSH-OUT TESTS MIT FLAT-END-INDENTER 42
3.5 MODIFIZIERUNG DES PUSH-OUT VERSUCHS ZUR QUANTITATIVEN AUSWERTUNG DER
MIKROMECHANISCHEN BRUCHZAEHIGKEIT 50
3.5.1 MODIFIZIERUNG DES PUSH-OUT VERSUCHS ZUR BESTIMMUNG DER RISS
ENERGIE 51
3.5.2 BESTIMMUNG DER RISSFLAECHE DER STABILEN RISSPROPAGATION . 57
4 EINZELFASER-PUSH-OUT UNTERSUCHUNGEN AN KERAMISCHEN FASERVERBUND-
WERKSTOFF-PROBEN MIT PYROKOHLENSTOFF-FASERBESCHICHTUNG 63
4.1 MIKROSTRUKTURELLE UNTERSUCHUNG DER PROBEN 64
4.2 BESTIMMUNG DER MIKROMECHANISCHEN BRUCHZAEHIGKEIT 69
4.3 BESTIMMUNG DER INTERLAMINAREN SCHERFESTIGKEIT 73
4.4 KORRELATIONEN ZWISCHEN DER MIKROSTRUKTUR, DER MIKROMECHANISCHEN
BRUCH
ZAEHIGKEIT UND DER INTERLAMINAREN SCHERFESTIGKEIT 77
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INHALTSVERZEICHNIS
5 PRAEPARATION EINER SILIZIUMOXYCARBID-FASERBESCHICHTUNG MITTELS
FLUESSIGPHASEN-BESCHICHTUNGSVERFAHREN 81
5.1 HYDROMECHANISCHE BETRACHTUNG DES FLUESSIGPHASEN-BESCHICHTUNGSVORGANGS
82
5.1.1 BERECHNUNG DER FILMDICKE NACH DER THEORIE VON LANDAU, LEVICH
UND DERJAGUIN 84
5.1.2 PLATEAU-RAYLEIGH INSTABILITAET 88
5.2 AUSWAHL DER SILOXAN-PRECURSORVERBINDUNGEN FUER DEN
BESCHICHTUNGSPROZESS 91
5.3 FLUESSIGPHASEN-BESCHICHTUNG VON EINZELFASERN 97
5.3.1 VERSUCHSAUFBAU ZUR DURCHFUEHRUNG DES DIP-COATING VERFAHRENS . 97
5.3.2 MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNG DER FASERBESCHICHTUNGEN 98
5.3.3 ABHAENGIGKEIT DER BESCHICHTUNGSDICKE VON VISKOSITAET, FASERRADIUS
UND AUSZUGSGESCHWINDIGKEIT 104
5.4 FLUESSIGPHASEN-BESCHICHTUNG VON FASERBUENDELN 109
5.4.1 ANPASSUNG DER BESCHICHTUNGSPARAMETER 110
5.4.2 MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNG DER FASERBESCHICHTUNGEN 112
6 EINZELFASER-PUSH-OUT UNTERSUCHUNGEN AN KERAMISCHEN FASERVERBUND-
WERKSTOFF-PROBEN MIT SILIZIUMOXYCARBID-FASERBESCHICHTUNG 117
6.1 EINBETTUNG VON FASERBUENDELN IN SILIZIUMCARBID-MATRIX UEBER GASPHASEN-
INFILTRATIONSPROZESS 117
6.2 MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNG DER PROBE 119
6.3 MIKROMECHANISCHE ANALYSE DER FASER-MATRIX-ANBINDUNG 124
7 HOCHTEMPERATUR- UND OXIDATIONSBESTAENDIGKEIT VON KOMPOSITPROBEN
MIT SILIZIUMOXYCARBID-FASERBESCHICHTUNG 129
7.1 HERSTELLUNG VON MODELLKOMPOSITEN NACH DEM
FLUESSIGPOLYMER-INFILTRATIONS-
VERFAHREN 130
7.2 CHARAKTERISIERUNG DER HOCHTEMPERATUR- BZW. OXIDATIONSBESTAENDIGKEIT .
135
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 139
LITERATURVERZEICHNIS 143
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 155
TABELLENVERZEICHNIS 159
DANKSAGUNG 161
LEBENSLAUF
163 |
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