Analyse und Bewertung verarbeitungsinduzierter, feinkristalliner Strukturen in Thermoplasten

热塑性塑料中加工引起的细晶结构的分析和评估

• 批准号: 41693782
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Ernst Schmachtenberg
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2008-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/41693782?language=en
• 关键词: Analyse; und; Bewertung; verarbeitungsinduzierter; feinkristalliner

Die Ausprägung der Struktur teilkristalliner Thermoplaste wird neben dem Werkstoffeinfluss durch die Bedingungen des Spritzgießprozesses, aber auch durch die geometrische Auslegung der Bauteile beeinflusst. Bedeutung erlangt die Struktur in Hinblick auf die resultierenden Eigenschaften der Bauteile, insbesondere bei kleinen und dünnwandigen sowie spannungsrissanfälligen und tribologisch beanspruchten Bauteilen. Neue Untersuchungen zeigen, dass sich bei kleinen und dünnwandigen Formteilen aufgrund der erhöhten Abkühlgeschwindigkeit durch das große Oberflächen/Volumen-Verhältnis eine feinkristalline Struktur mit geringerer Kristallinität als bei großen Teilen ausbildet. Damit einher geht eine Veränderung der mechanischen Eigenschaften. In Hinblick auf die Verschleißfestigkeit hat sich zudem gezeigt, dass sich feinkristalline Randbereiche ungünstig im Vergleich zu grobsphärolithischen Strukturen auswirken. Umgekehrt verhält sich die Spannungsrissanfälligkeit. Feinsphärolithische Strukturen erweisen sich weniger spannungsrissanfällig als grobsphärolithische. Bei der Aufklärung der Struktur von Spritzgießteilen ist die Dünnschnittpräparation und Beurteilung im Lichtmikroskop eine gängige und häufig eingesetzte Methode. Während grobe Sphärolithstrukturen, d.h. Sphärolithe mit Durchmessern ab mehreren μm, anhand mikroskopischer Aufnahmen stereologisch bewertet werden können, ist die Aufklärung feiner Strukturen nur durch aufwändige Methoden wie beispielsweise der Rasterelektronenmikroskopie an geätzten Strukturen möglich. Ein einfaches Verfahren zur Bestimmung der Sphärolithgrößen stellt die erstmals 1960 auf Kunststoffe angewandte SALS-Methode (Small Angle Light Scattering, Kleinwinkellichtstreuung) dar. Anhand des Streubilds einer in einem dünnen Präparat vorliegenden Struktur kann, aufgrund der indirekten Proportionalität von Strukturgröße und Streuwinkel, die mittlere Sphärolithgröße ermittelt werden. Ebenso kann die Regelmäßigkeit der Sphärolithstruktur durch eine Veränderung des Streubilds bewertet werden. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist, die bereits umfangreich auf die Untersuchung von Schmelzfilmen angewandte SALS-Methode auf die Untersuchung von Dünnschnitten spritzgegossener Bauteile mit feinkristallinen Strukturen zu übertragen. Eine algorithmierte Auswertung ermöglicht die Erzielung reproduzierbarer Aussagen über die Sphärolithordnungsparameter (Regelmäßigkeit, mittlerer Durchmesser). Durch die Erforschung der Methodenentwicklung soll ein schneller und einfacher Weg zur Beurteilung der Struktur feinkristalliner Bereiche sowie der Korrelation zu anderen Kenngrößen und ferner einer gezielte Beeinflussung der Strukturbildung im Spritzgießprozess ermöglicht.

热塑性塑料结构的预成形将通过喷涂工艺对工件产生影响，但也会通过零件的几何形状影响。在Hinblick中的结构在结果上具有Bauteile的特征，它被设计成小的，并被设计成具有摩擦学和摩擦学的部件。Neue Untersuchungen zeigen，dass sich bei kleinen und dünwandigen Formteilen aufgrund der erhöhten Abkühlgeschwindigkeit durch das große Oberflächen/Volumen-Verhältnis eine feinkristalline Struktur mit geringerer Kristallinität als bei großen Teilen ausbildet. Damit einher getht eine Veränderung der mechanischen Eigenschaften.在Hinblick auf die Verschleißfestigkeit hat sich zich gezeigt，dass sich feinkristalline Randbereiche ungünstig im Vergleich zu grobenchärolithischen Strukturen ausselken. Umgekehrt verhält sich die Spannungsrissanfäligkeit. February härolithische Strukturen erweisen sich weniger spannungsrissanfällig als grobenchärolithische. Bei der Aufklärung der Struktur von Spritzgießteilen ist die Dünschnittpräparation und Beurteilung im Lichtmikroskop eine gängige und häufig eingesetzte Methode. Während grobe Sphärolithstrukturen，d.h. Sphärolithe mit Durchmessern ab mehreren μm，anhand mikroskopischer Aufnahmen stereologisch bewerten韦尔登können，ist die Aufklärung feiner Strukturen努尔durch aufwändige Methoden wie beispielsweise der Rastektronenmikroskopie an geätzten Strukturen möglich. 1960年首次采用小角光散射（小角光散射，Kleinwinkellichtstreuung）方法对球面石进行了测量。一方面，Streubilds在一个准备结构的过程中，根据结构和Streuwinkel的独立比例，中间的Sphärolithgröße是韦尔登。因此，可以通过一个对Streubilds的修正来调整Sphärolithstruktur的规则，这是韦尔登的结果。Ziel des beantragten Forschungsvorhabens is，die bereits umfangreich auf die Untersuchung von Schmelzfilmen angewandte SALS-Method auf die Untersuchung von Dünschnitten spritzgegossener Bauteile mit feinkristallinen Strukturen zu bertragen. Eine algorithmierte Auswertung ermöglicht die Erzielung reproduzierbarer Aussagen über die Sphärolithordnung parameter（Regelmäßigkeit，mittlerer Durchmesser）.在方法论的研究过程中，我们需要一个简单的方法和一个简单的途径来建立结构的最基本的关系，并在Spritzgießprozess ermöglicht中建立一个结构的最基本的关系。