FORCARBON

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND FüR WERKSTOFFE AUF DER BASIS VON KOHLENSTOFF

II. 1 Verbesserung des Oxidationsverhaltens von Kurzfaser-verstärkten C/SiC-Keramiken

Arbeitsfeld:

Bisher existieren keine Langzeit-oxidationsbeständigen C/SiC-Verbundwerkstoffe, die gleichzeitig hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt werden können. Typischerweise wird versucht, die Oxidationsbeständigkeit durch Aufbringen einer Schutzschicht zu erhöhen, die aber nicht verletzt werden darf. Ein neuartiger mit Kohlenstoff-Kurzfasern verstärkter C/SiC-Verbundwerkstoff der SGL Carbon Group bietet erstmals durch die Möglichkeit der Entwicklung eines Oxidationsschutzes im Verbundwerkstoff ein hohes Verbesserungspotential, da so durch mechanische Erosion die Lebensdauer nicht mehr beeinträchtigt werden kann. Derzeit diffundiert der Sauerstoff durch das Mikro-Rissgefüge zu den Kurzfasern und kann so mit diesen reagieren. Anzustreben ist deshalb ein Gefüge mit kurzen unverbundenen Rissen und Fasern. Zusätzlich sollen in den Kompositen Partikel einer weiteren Phase dispergiert werden, die bei einer Oxidation eine Volumenzunahme erfährt. Dadurch werden lokale Druckspannungen erzeugt, die die Mikrorisse in der Nähe der Oberfläche verschließen und damit den Sauerstofftransport behindern können. Durch gezieltes computerunterstütztes Gefüge- und Prozessdesign sollen die entsprechenden Mikrostrukturen optimiert und so eine Langzeit-Oxidationsbeständigkeit erreicht werden.
Wissenschaftlich dient das geplante Projekt dazu, das Verständnis des Zusammenhangs zwischen dem Gefüge und den Oxidationseigenschaften von Kohlenstofffaser-verstärkten Werkstoffen zu verbessern und einen Zusammenhang zwischen den in situ messbaren Materialeigenschaften und den Prozessparametern bei der Carbonisierung und Silizierung von C/SiC-Verbundwerkstoffen herzustellen.