Magnesium-Ceramic-Interpenetrating composites: Production, properties and strengthening mechanics

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Durchdringungs-Verbundwerkstoffe, bei denen jede Phase ein zusammenhängendes Netzwerk bildet, stelle eine vergleichsweise wenig erforschte Verbundwerkstoffklasse dar. Eine topologisch zusammenhängende Verstärkungsphase könnte bei Magnesium aufgrund des stetigen Krafteinflusses erhebliche Vorteile im Vergleich zu diskreten Verstärkungskonzepten mit Partikeln oder Kurzfasern bieten. Ziel dieses Projetes ist die Herstellung und Charakterisierung von Magnesium-Keramik-Durchdringungswerkstoffen. Die grundlegenden eigenschaftsbestimmenden Mechanismen sollen erforscht werden, um aus dem daraus gewonnen Verständnis eine Optimierung der Verbunde zu ermöglichen. Hierzu wird der Einfluss des Volumengehaltes, der Keramik-Matrix-Grenzfläche und ganz besonders der Morphologie der Verstärkungskomponente auf die Verbundeigenschaften untersucht. Besonderes Augenmerk wird auf die Eigenschaften der Verbunde bei erhöhter Temperatur gelegt. Die Herstellung der Verbunde erfolgt durch Infiltration von offen-zelligen keramischen Schäumen unterschiedlicher Morphologie mit Magnesium durch Gasdruckschmelzinfiltration. Der Keramikanteil der Schäume liegt zwischen 10 und 30 Vol.% mit einer Zellgrößenverteilung zwischen 100 µm und 300 µm.