Mikrostrukturierung, Charakterisierung und Eigenschaften des Interfaces für hybride Mehrschichtverbunde

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Neben der verstärkten Anwendung im Flugzeugbau gewinnen kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) ständig an Bedeutung. Rationelle Fertigungsverfahren und steigende Produktionskapazitäten ermöglichen die Verbreitung dieser Werkstoffklasse im Leichtbau sämtlicher Transportbranchen, im Maschinenbau und in der Freizeitindustrie. Dem Einsatz von CFK sind dort Grenzen gesetzt, wo Anforderungen hinsichtlich Fremdkörpereinschlägen (Impact) oder Schadenstoleranzen durch Rissausbreitung erfüllt werden müssen. Die hierfür erforderlichen Eigenschaften weisen meist nur duktile Metalle auf, die jedoch bezüglich der gewichtsbezogenen Festigkeit und Steifigkeit nicht mit CFK konkurrieren können.Dazu bietet die Kombination von CFK und Metallen in Form von CFK-Metall-Laminaten Lösungsansätze für eine sichere Verwendung. So wird erwartet, dass die Eigenschaften der hybriden Laminate bezüglich Festigkeit und Steifigkeit als auch Impact- und Schadenstoleranz gegenüber den einzelnen Komponenten deutlich überlegen sind. Die Zielstellung besteht im optimalen Interface Engineering zwischen den metallischen Lagen und den kohlenstofffaserverstärkten Kunststofflagen. Eine ganzheitliche Granzflächenoptimierung soll durch eine geeignete Oberflächenvorbehandlung der metallischen Lagen erreicht werden. Es erfolgt eine umfassende Eigenschaftscharakterisierung, vor allem unter mechanischen, tribologischen und korrosiven Gesichtspunkten, die Aufschluss geben soll über Grenzen und Einsatzmöglichkeiten dieser Werkstoffverbunde.