Magnetoelastische Sensoren für die Überwachung von mechanischen Verformungen an der Grenze Faser-Matrix in Verbundwerkstoffen

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Eine ortsauflösende Spannungs- und Dehnungssensortechnik soll durch die Nutzung magnetostriktiver Materialien auf der Oberfläche von Kohlenstoffeinzelfasern und Mikrofeinstrukturierung dieser Schichten erzeugt und zur elektronischen Überwachung des Belastungszustandes von sicherheits- oder servicerelevanten Faserverbundbauteilen eingesetzt werden. Die praktische Nutzung dieser Technologie bietet Bauteilherstellern und Anwendern erheblichen Nutzen. Eine auf lokaler Gasphasenabscheidung und Mikrostrukturierung mittels der Focused Ion Beam (FlB)-Technik beruhende Sensorfabrikationsmethode ist zu entwickeln. Sie soll vom Einsatz bei Faserbündeln mit 1000 Einzelfasern bis auf den bei Einzelfasern verfeinert werden, um diese Einzelfasern als Sensoren verschiedenen textilen Strukturen beizufügen. Dies bedingt zunächst die Entwicklung eines Verfahrens zur Vereinzelung von C-Fasern über lange Strecken. Die Implementierung und Erprobung der fertigen Sensoren im Verbundwerkstoff stellt einen komplementären Aufgabenkomplex dar. U. a. ist eine Entkopplung des Sensors von der Trägerfaser und seine wirksame Ankopplung an die Matrix sicherzustellen, um Rückwirkungen der Sensoren auf den lokal herrschenden Spannungszustand zu mindern. Demonstratoren sollen den Nutzen des Materialkonzeptes nachweisen.