Elektrisch leitfähige kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) mit freiliegender Funktionsschicht

Effizienter Leichtbau erfordert intelligente Werkstoffe, die vielseitige Funktionen erfüllen. Ein Lösungsansatz besteht darin, das Eigenschaftsspektrum kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe (CFK) durch das Metallisieren der Faserkomponente zu erweitern. Auf diesem Weg werden Funktionen, wie thermische sowie elektrische Leitfähigkeit, Kontaktierbarkeit, Fügbarkeit und Haftvermittlung im integriert. Beim Verarbeiten der metallisierten Kohlenstofffaserhalbzeuge zu kohlenstofffaserverstärkte Verbunde wird die Funktionalität vom Matrixpolymer bedeckt und ist nicht mehr zugänglich. In dieser Arbeit werden verschiedene Strategien zur Herstellung von kohlenstofffaserverstärkte Verbunde mit freiliegenden Funktionsschichten systematisch untersucht. Neben der erfolgreichen, selektiven Freilegung ist die Unversehrtheit von Fasern und Funktionsschicht sowie des Gesamtverbundes ein wichtiges Kriterium. Eine Bewertung der Prozesse erfolgt anhand mikrostruktureller Untersuchungen und anschließenden Haftzugversuchen. Anhand von elektrischen Leitfähigkeitsmessungen, Benetzungs‐ und darauf aufbauenden Fügeversuchen, können Zusammenhänge zwischen Oberflächenbearbeitung und Lötbarkeit abgeleitet werden.