Kolonieverhalten und Koloniewechselwirkung in Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen auf Basis von Freeze-Casting-Preforms

• Applicant: Professor Dr. Alexander Wanner
• Subject Area: Glass, Ceramics and Derived Composites
• Term: from 2005 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5450986

Im Zentrum des Paketantrages stehen neuartige Metallmatrix-Verbundwerkstoffe, die ein hierarchisches Gefüge aufweisen. Besonders charakteristisch sind relativ grobe, mehrere Millimeter große Kolonien, die eine blätterteigartige, interpenetrierende Struktur aufweisen. Es ist zu erwarten, dass jede einzelne Kolonie eine ausgeprägte Anisotropie der thermischen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften aufweist. Ziel dieses Vorhabens ist es, die Eigenschaften dieser Werkstoffe auf der Ebene einzelner Kolonien und hinsichtlich der Interaktion benachbarter Kolonien experimentell zu analysieren. Im Mittelpunkt soll dabei die Charakterisierung des Gefüges und der mechanischen Eigenschaften auf den unteren und mittleren Größenskalen stehen, d.h. das Augenmerk liegt zum einen auf isolierten Kolonien, zum anderen auf der Wechselwirkung benachbarter Kolonien unterschiedlicher Orientierung. Dazu sollen auf der Basis von zerstörungsfreien computertomographischen Gefügeanalysen geeignete Proben präpariert und Verformungsexperimente unter direkter Beobachtung im Rasterelektronenmikroskop durchgeführt werden. Die Evolution der Lastverteilung zwischen den keramischen und metallischen Gefügebestandteilen soll mit innovativen Röntgenbeugungsverfahren (Verwendung hochenergetischer, tief in den Werkstoff eindringende Synchrotronstrahlung) erforscht werden. Aufbauend auf den dadurch gewonnenen Erkenntnissen sollen Modellvorstellungen zum Verformungs- und Versagensverhalten dieser innovativen Verbundwerkstoffe entwickelt und Leitlinien für ihre weitere Gefüge- und Eigenschaftsoptimierung erarbeitet werden.

• DFG Programme: Research Grants