Mikrostrukturelle Charakterisierung und mikromechanische Modellierung des Kriechens von kurzfaserverstärkten Aluminiummatrix Verbundwerkstoffen

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Zur gezielten Verbesserung der Hochtemperaturfestigkeit ist das Verständnis der mikrostrukturellen Vorgänge, die bei der Verformung unter hohen Temperaturen auftreten, unabdingbar. Diese Vorgänge werden durch das Werkstoffgefüge (Matrix mit ausgeschiedenen Teilchen, Ausscheidungen in der Grenzfläche Matrix/Fasern, Versetzungsstrukturen in dieser Grenzfläche, Fasermorphologie, Faservolumenanteil) bestimmt. Das Gefüge eines Werkstoffs entsteht bei seiner Herstellung z.B. durch die Erstarrung einer metallischen Schmelze. Die Herstellungsparameter (z.B. Abkühlungsgeschwindigkeit) wirken sich direkt auf das Gefüge (z.B. Korngröße) und damit auch auf die Eigenschaften aus. Bei monolithischen Werkstoffen sind diese Zusammenhänge metallphysikalisch erforscht. Im Fall der Metallmatrix Verbundwerkstoffen gibt es jedoch wesentlich mehr Einflußfaktoren, die den Herstellungsprozeß und damit auch das Gefüge beeinflussen. Die Rolle des Faservolumenanteils auf die Strukturbildungsprozesse ist in diesem Zusammenhang nicht klar und soll in dem geplanten Forschungsvorhaben untersucht werden. Im hier angedachten Projekt soll auch untersucht werden, wie sich eine Änderung des Faservolumenanteils im Werkstoff auswirkt. Dazu sollen Untersuchungen an einem Gradienten-MMC durchgeführt werden, in dem sich der Faservolumenanteil sprunghaft ändert. Teilaspekte des Projektes verknüpfen die Forschungsbereiche der Metallmatrix-Verbundwerkstoffe und der Gradientenwerkstoffe.