Anforderungsgerechte textile Halbzeuge und Z-verstarkte Preformen fur Hochleistungsfaserverbundkeramiken

摘要

Anforderungsgerechte textile Halbzeuge und Z-verstarkte Preformen werden zukunftig eine immer grossere Rolle bei der Herstellung effizienter Hochleistungsfaserverbundkeramiken spielen, um den gestiegenen Anforderungen u. a. fur ihren Einsatz in den Bereichen Automotive, Energietechnik und Flugzeugbau (z. B. Fluggasturbinen) gerecht zu werden. Im Rahmen der Initiative des Bundesministeriums fur Bildung und Forschung "Technische Textilien fur innovative Anwendungen und Produkte - NanoMatTextil" wurden textile Carbonfaser-Preformen mit einer definierten Z-Verstarkung durch Vernadeln sowie mittels Tufting entwickelt. Als Halbzeuge wurden dabei unidirektional und biaxial verstarkte Non-Crimp-Fabrics, hochdrapierbare Gewebestrukturen, Radialgewebe mit lastgerechtem Faserverlauf, Krempel-Vliesstoffe sowie Vliese aus gechoppten Fasern eingesetzt. Die entwickelten Preformen dienen als Basis zur Herstellung von Faserverbundkeramiken nach unterschiedlichen Beschichtungs- und Keramisierungsverfahren. Die Resultate der Forschungsarbeiten belegen, dass sich auf der Basis Z-verstarkter textiler Preformen hochfeste Faserverbundwerkstoffe herstellen lassen. Gleichzeitig zeigt sich, dass Z-verstarkte Preformen zur Herstellung von Hochleistungsfaserverbundkeramiken ein hohes Mass an struktureller Anpassungsfahigkeit - wie Handlingfahigkeit, eine gezielt einstellbare Porengrossenverteilung und Faserdichte sowie ein Faservorzugsorientierung mitbringen mussen. Zudem ist es notwendig, derartige Hochleistungstextilien mit Faserschutzschichten zu versehen, um eine ausreichend hohe Schadenstoleranz und Festigkeit zu erzielen.