Verbundwerkstoffe

Question 1

Nenne die 3 Prozessrouten, über die Metallmatritzen hergestellt werden

Answer 1

• Pulvermetallurgie
• Flüssigphase
• Festkörper

Question 2

Woraus ergibt sich die Schwierigkeit im Umgang mit Metallen als Matrix?

Answer 2

-Hohe T => Stabilität der Verstärkung gewährleistet?
-Grenzfläche Me/N-Me schwierig
- oft stark abweichende Dichten + η(Me) zu gering => Entmischung
-Für Leichtbau werden vor allem niedrigschmelzende Leichtmetalle genutzt (Besonders Al)

Question 3

Beispiele Orientierung von Verstärkungen

Answer 3

• Zufällig
• Ausgerichtet
  -Anisotrop => Abhängig von Kontinuität

Question 4

Relevante Eigenschaften von Verbundwerkstoffen

Answer 4

• Mikrostuktur der Matrix
• Mikrostuktur der Verstärkung
• Grenzfläche Metall/Verbund
• Ausprägung der Verstärkung

Question 5

Beispiel Morphologie von Verstärkungen

Answer 5

• Faser
• Polygone
• Partikel
• Ellipsoid
• Kugel

Question 6

Was ist die Motivation für Verbundwerkstoffe?

Answer 6

Eigenschaftsprofil einzelner Werkstoffe ist nicht zufriedenstellend

Question 7

Beispiele Konnektivität von Verstärkungen

Answer 7

• Isoliert (Stränge sind nicht verbunden)
• Verbunden (Einzelne Stränge sind verbunden)
• Netzwerk (Das komplette System ist miteinander verbunden)

Question 8

Beispiele Kontinuität von Verstärkungen

Answer 8

• “whisker”, Kurzfasern
• Langfasern
• Monofilamente

Question 9

Kurzfasern VS Langfasern

Answer 9

=> Je geringer das Längenverhältnis, desto flexibler ist die Verarbeitung

Kurzfasern:
- Verschleiß durch fasern
- Schnell + billig bei ausreichender STückzahl
- Faserausrichtungabhängig von Schmelzgeschwindigkeit
=> Thermoplast

Langfaser:
- Versteifung von gewebten Matten mit Duroplasten
- aufwändiger als Kurzfaser
- Verfahrensvarianten: Prepreg (Mit Harzen imprägnierte Werkstoffe) oder Einstreichen mit Polymeren
- Große Bauteile möglich
=> Duroplast

Question 10

Nennen die 3 Schritte bei Anwendungsnaher Entwicklung

Answer 10

1. Auswahl + Auslegung der Bestandteile
2. Systembetrachtung
3. Herstellbarkeit

Question 11

Wie werden die 3 wichtigsten Faserarten hergestellt/gewonnen?

Answer 11

Biologisch (holz)
=> Ernten + Aufbereiten

Glasfaser
=> Verspinnen von Keramikschmelze

Karbonfaser
=> Pyrolyse von C-reichen fasern, Reste bei >1300°C abspalten

Question 12

Wonach werden Verbundwerkstoffe in der Regel unterschieden?

Answer 12

• Matrixwerkstoff
• Verstärkungsgeometrie

Matrixwerkstoff ist jedoch nicht immer Hauptbestandteil und eigenschaftsbestimmend

Question 13

Wo finden Keramik-Matrizen eine Anwendung?

Answer 13

Hochtemperatur + Hochleistungskomponenten

z.B. Raumfahrt, Brennkammern, Bremsscheiben,..

Question 14

Aus welchen 2 Grundbausteinen bestehen Verbundwerkstoffe?

Answer 14

• Matrix
• Verstärkung

Question 15

WICHTIG
Definition Implantat?

Answer 15

Ein Implantat ist ein medizinisches Gerät aus einem oder mehreren Biomaterialien, das absichtlich oder teilweise unter eine Epitheloberfläche vergraben, wo es für eine signifikante Zeitspanne verbleiben soll