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Mikrofraktographie an CFK mit thermoplastischer Matrix (APC‐2)
Author(s) -
Franz Horst E.
Publication year - 1997
Publication title -
materialwissenschaft und werkstofftechnik
Language(s) - German
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.285
H-Index - 38
eISSN - 1521-4052
pISSN - 0933-5137
DOI - 10.1002/mawe.19970281011
Subject(s) - peek , physics , philosophy , chemistry , polymer , nuclear magnetic resonance
Ziel der vorliegenden Arbeit war es belastungsspezifische mikrofraktographische Charakteristika am CFK Material ACP‐2 (PEEK/IM6)zu erarbeiten. Bei statischer Modus, I II und Mixed Modus Beanspruchung wurden definierte interlaminare Brüche , bei gleichzeitiger Ermittlung der Energiefreisetzungsrate, erzeugt. Des weiteren wurde der Einfluß der Bruchgeschwindigkeit und der Temperatur auf die Bruchmorphologie ermittelt. Die drei unterschiedlichen Belastungsmodi führen jeweils zu Bruchflächen, die örtlich wechselnde belastungsmodusspezifische duktile und spröde mikrofraktographische Morphologien aufweisen. Die duktilen Bruchmorphologien entsprechen örtlich geringerer, die Spröden örtlich höherer Bruchfortschrittsgeschwindigkeiten. Die Flächenantiele der duktilen Bruchmorphologie nehmen mit abnehmender Bruchgeschwindigkeit und zunehmender Temperatur zu, gleichzeitig nimmt die interlaminare Energiefreisetzungsrate (Bruchzähigkeit) zu. Letzteres stellt eine anschauliche Korrelation dar. Bei Belastungsmodi mit einer Zugspannungskomponente (Modus I, Mixed Modus) konnten innerhalb der Bruchflächenbereiche mit spröder Bruchmorphologie Rastlinien (Orte an denen sich die örtliche Bruchgeschwindigkeit ändert) detektiert werden, mit deren Hilfe man die Bruchfortschrittsrichtung ermitteln kann. Bei Modus II Belastung kann lediglich die Richtung der Scherspannung anhand der örtlichen mikrofraktographischen Verformungsrichtung bestimmt werden. Interlaminare Schwingbrüche (an gekerbten Biegeproben) weisen spezifische, auf den sphärolithischen Gefügeaufbau der semikristallinen Matrix zurückzuführende, Bruchmorphologien auf. Es ist eine, an den Fasern beginnende, „Auflösung” der PEEK ‐Matrix in Einzelfäden, die wahrscheinlich durch eine Delamination in amorphe Fibrillen und eine Auflösung der kristallinen Lamellen zustande kommt, festzustellen. Grundsätzlich weisen CFK Materialien mit thermoplastischer Matrix völlig andere Bruchmorphologien auf als solche mit duromeren Epoxidharzmatrices. Dies ist verständlich, wenn man bedenkt, daß die Bruchdehnung von PEEK eine Größenordung größer ist als jene von EP‐Harz.