Kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff durch chemische Gasphaseninfiltration: Experimentelle Analyse und numerische Simulation des Herstellungsprozesses

Ziel des Projektes ist ein auf Elementarprozessen basierendes Verständnis der Bildung von Kohlenstofffaser/Kohlenstoffmatrix（CFC）-Kompositwerkstoffen aus leicht flüchtigen Kohlenwasserstoffen mittels chemischer Gasphaseninfiltration（CVI）.本文通过实验研究了CVI反应器工艺过程的建模和数值模拟，以及合成CFC复合材料的材料特性。该合成方法将使用一种高效的CVI-Reaktor反应器，并通过GC/MS对Zwischenprodukten进行直接分析。Zur Modellierung韦尔登die chemischen Prozesse mit den Transportvorgängen unter Berücksichtigung kontinuierlich variierender Prozessbedingungen gekoppelt.在过程模拟计算机程序设计中，基于基本反应机制的分布式实现将对渗透过程进行数值模拟和计算韦尔登。这种模拟不仅仅是反应堆的复杂性，也包括材料特性，如材料的物理特性和多孔性，以及物体的功能和吸收时间。

Ziel des Projektes ist ein auf Elementarprozessen basierendes Verständnis der Bildung von Kohlenstofffaser/Kohlenstoffmatrix (CFC)-Kompositwerkstoffen aus leicht flüchtigen Kohlenwasserstoffen mittels chemischer Gasphaseninfiltration (CVI). Die Arbeiten umfassen experimentelle Untersuchungen sowie die Modellierung und numerische Simulation der Prozesse im CVI-Reaktor und der Materialeigenschaften der synthetisierten CFC-Komposite. Zur Synthese wird ein zylinderförmiger CVI-Reaktor verwendet, der eine ortsaufgelöste Analyse von Zwischenprodukten mittels GC/MS ermöglicht. Zur Modellierung werden die chemischen Prozesse mit den Transportvorgängen unter Berücksichtigung kontinuierlich variierender Prozessbedingungen gekoppelt. Durch Implementierung auf Elementarreaktionen basierender Reaktionsmechanismen in Computerprogramme zur Prozesssimulation wird der Infiltrationsprozess orts- und zeitaufgelöst numerisch simuliert werden. Diese Simulationen beschreiben nicht nur die Komplexität des Reaktorverhaltens, sondern sagen auch Materialeigenschaften, zum Beispiel Dichte und Porosität, als Funktion des Ortes und der Abscheidungszeit voraus.