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Veröffentlicht: |
Erlangen
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
2018
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1. EINLEITUNG 1
1.1. KONZEPT VON WOLFRAMFASERVERSTAERKTEM
WOLFRAM 4
1.1.1. CHARAKTERISTIK 4
1.1.2. MODELLSYSTEM EINZELFASER-VERBUND
WERKSTOFF 6
1.2. ZIELSETZUNG UND VORGEHEN 6
2. GRUNDLEGENDE EIGENSCHAFTEN VON WOLFRAM UND DER ZAEHIGKEIT 7
2.1. WOLFRAM 7
2.1.1. PHYSIKALISCHE UND CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN 7
2.1.2. BRUCHVERHALTEN 9
2.1.3. HERSTELLUNGSMETHODEN 12
2.2. ZAEHIGKEIT
UND VERSAGEN 13
2.2.1. ZAEHIGKEITSSTEIGERUNG IN SPROEDEN WERKSTOFFEN 17
2.2.2. VERSAGEN IN METALLEN 19
2.2.3. VERSAGEN IN VERBUNDWERKSTOFFEN 20
3. ENTWICKLUNG EINES HERSTELLUNGSPROZESSES FUER WOLFRAMFASERVERSTAERKTES
WOLFRAM 23
3.1. GRUNDLAGEN DER CHEMISCHEN ABSCHEIDUNG UND INFILTRATION 23
3.1.1. CHEMISCHE GASPHASENABSCHEIDUNG 23
3.1.1.1. DER ABSCHEIDEPROZESS UND DIE PHYSIKALISCHEN UND CHEMISCHEN
GRUNDLAGEN 24
3.1.1.2. CHEMISCHE ABSCHEIDUNG VON WOLFRAM 28
3.1.2. CHEMISCHE GASPHASENINFILTRATION 30
3.1.2.1. PROZESSBESCHREIBUNG 31
3.1.2.2. PROZESSVARIANTEN DER CHEMISCHEN INFILTRATION 34
3.2. AUSLEGUNG DER CHEMISCHEN INFILTRATION FUER W UND ENTWICKLUNG EINER
MODELLBE
SCHREIBUNG 37
3.2.1. MODELLVORSTELLUNG VON W-CVI 37
3.2.1.1. DIE ABSCHEIDUNG VON WOLFRAM 38
3.2.1.2. DER INFILTRATIONSPROZESS 39
3.2.2. QUANTITATIVE BESCHREIBUNG DER INFILTRATION EINER ZYLINDRISCHEN
PORE . . 42
3.3. EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZU W-CVI UND HERSTELLUNG ERSTER W
F
/W-PROBEN 46
3.3.1. ERZWUNGENE STROEMUNG QUER ZUR FASERACHSE 49
3.3.1.1. INFILTRATIONSEXPERIMENTE 51
3.3.1.2. MODELLRECHNUNG 55
3.3.2. ERZWUNGENE STROEMUNG LAENGS DER FASERACHSE 59
3.3.2.1. INFILTRATIONSEXPERIMENTE 59
3.3.2.2. MODELLRECHNUNG 62
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3.4. DISKUSSION UND ZUSAMMENFASSUNG 63
3.4.1. MODELLVORSTELLUNG UND QUANTITATIVE BESCHREIBUNG 63
3.4.2. INFILTRATIONSEXPERIMENTE 68
3.4.3. ZUSAMMENFASSUNG 71
4. NACHWEIS ZAEHIGKEITSSTEIGERNDER MECHANISMEN: METHODENENTWICKLUNG UND
DURCH
FUEHRUNG 73
4.1. GRUNDLAGEN DER
TOMOGRAPHIE UND DER MECHANISCHEN VERSUCHE 73
4.1.1. ROENTGENABSORPTIONS-MIKROTOMOGRAPHIE 73
4.1.1.1. TECHNIK 74
4.1.1.2. BILDFEHLER/-ARTEFAKTE 77
4.1.1.3. TOMOGRAPHIE VON RISSEN 78
4.1.2. MECHANISCHE VERSUCHE 78
4.1.2.1. ZUGVERSUCH 79
4.1.2.2. BIEGEVERSUCH 80
4.2. MECHANISCHE
VERSUCHE IN KOMBINATION MIT TOMOGRAPHISCHER BEOBACHTUNG . . 82
4.2.1. DEFINITION DER TOMOGRAPHISCHEN VERSUCHSANORDNUNG
UND -DURCHFUEHRUNG 83
4.2.2. DEFINITION DES MECHANISCHEN VERSUCHSAUFBAUS UND
-DURCHFUEHRUNG ... 85
4.2.2.1. TESTMASCHINE UND MECHANISCHER
VERSUCHSABLAUF 85
4.2.2.2. PROBENGEOMETRIE UND -HALTERUNGEN 86
4.2.3. VERSUCHE UND
ERGEBNISSE 90
4.2.3.1. ZUGVERSUCHE 92
4.2.3.2. BIEGEVERSUCHE 98
4.3. MIKROMECHANISCHER BIEGEVERSUCH
MIT OBERFLAECHENUEBERWACHUNG 108
4.3.1. DEFINITION DER VERSUCHSANORDNUNG UND
PROBENVORBEREITUNG 108
4.3.2. VERSUCHE UND ERGEBNISSE 109
4.4. DISKUSSION UND ZUSAMMENFASSUNG 116
4.4.1. VERSUCHSMETHODEN 116
4.4.2. BRUCHVERHALTEN 118
4.4.3. MECHANISMEN DER ZAEHIGKEITSSTEIGERUNG 125
4.4.4. ANALYTISCHE ABSCHAETZUNG DES POTENTIALS DER ZAEHIGKEITSSTEIGERUNG .
. . 127
. 5. FAZIT UND AUSBLICK 131
5.1. FAZIT 131
5.2. AUSBLICK 133
A. ERGAENZUNGEN ZUR HERSTELLUNG 135
A.L. HERSTELLUNG DER VORFORM FUER
EIN CVI-VERFAHREN 135
A.2. NACHVERDICHTUNG DURCH HEISSPRESSEN 139
A.3. FASERANTEIL 139
A.4. ABSCHEIDERATEN 142
B. ERGAENZUNGEN ZUM EXPERIMENTELLEN NACHWEIS 145
B.L. VERGLEICH SCHRITTWEISER
UND KONTINUIERLICHER
VERSUCH 145
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 147
TABELLENVERZEICHNIS 149
NOMENKLATUR 151
ABKUERZUNGEN 151
. ENGLISCHE FACHBEGRIFFE 152
SYMBOLE 154
BIBLIOGRAPHIE 157
PUBLIKATIONEN 167
DANKSAGUNG
171
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