Herstellung und mechanische / tribologische Charakterisierung von wärmeimpulsgeschweissten Metall / Faser-Kunststoff-Verbunden

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Das Ziel dieses Teilprojektes ist die grundlegende Untersuchung der Haftungsmechanismen und die Entwicklung einer direkten Verbindungstechnik zwischen faserverstärkten Hochtemperatur-Thermoplasten und metallischen Substratwerkstoffen, wie sie in wartungsfreien, umweltfreundlichen Gleitlagern mit hoher Temperaturbeständigkeit in Zukunft zum Einsatz kommen sollen. Die hierbei angewandte thermische Fügetechnik basiert auf einem Heizpressvorgang, bei dem die polymere Komponente zumindest im Bereich der Kontaktfläche der Komponenten aufgeschmolzen wird ("Wärmeimpulsschweißen"). Die Verbindungen sollen sowohl hinsichtlich ihrer mechanischen Hafteigenschaften (im Mikro- und Makrobereich), und zwar vor und nach einem mechanischen Umformvorgang, als auch ihrer tribologischen Kennwerte unter verschiedenen Testbedingungen untersucht und optimiert werden. Die eingesetzten Werkstoffe umfassen auf der Seite der polymeren Werkstoffe Verbunde mit einer Polyetheretherketon (PEEK) Matrix, die zum einen mit kurzen, zum anderen mit kontinuierlichen Kohlenstofffasern (CF) verstärkt werden. Auf der Seite der Substratwerkstoffe soll Stahl, der in der Automobilindustrie eingesetzt wird, betrachtet werden. Zur Optimierung der Haftung werden mechanische Methoden zur Oberflächenaktivierung des Stahl untersucht werden.