Festpartikel-Erosion von kohlenstofffaserverstarkten PEEK-Verbundwerkstoffen und moglichen polymeren Schutzschichten

摘要

Das Festpartikel-Erosionsverhalten von unidirektional verstarkten Kohlenstofffaser (CF)/Polyetheretherketon (PEEK) Verbundwerkstoffen wurde unter unterschiedlichen Beaufschlagungs- Bedingungen durch kornige Stahl- und Siliziumdioxid Sand-Partikel untersucht. Es ergab sich ein semiduktiles, erosives Verschleissverhalten, unabhangig von der Kohlenstofffaserorientierung. Die Analyse der Verschleissmechanismen zeigte, dass sowohl Bruch- als auch Deformations-Mechanismen bei der Erosion der Verbundwerkstoffe existierten, wobei unterschiedliche Schadigungsformen in Abhangigkeit von dem Bestrahlungswinkel und der CF-Orientierung auftraten. Die hochsten Verschleissraten wurden fur Auftreffwinkel zwischen 45° und 60° gemessen. Bei Verwendung von abrasionsresistenten Polymerfolien (in diesem Falle PEEK und thermoplastisches Polyurethan (TPU)) auf der Oberflache der Verbundwerkstoffe ergaben sich viel niedrigere spezifische Erosionsverschleissraten. Die Verwendung solcher Folien ist daher eine mogliche Methode um Verbundwerkstoffoberffachen gegen Schaden, die durch geringe Stosse und durch Erosion erfolgen, zu schutzen. In der Tat werden bereits heute solche Folien erfolgreich fur den Erosionsschutz von Windenergie-Rotorblattern eingesetzt.