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Vortrag

Raman-Spektroskopie als quantitatives Messverfahren zur Ermittlung von Eigenspannungen an CFK und CFK-Metall-Hybriden

Mittwoch (05.07.2017)
15:50 - 16:10 Uhr
Bestandteil von:


Die Kombination von Faser-Kunststoff-Verbunden mit Metallen zu Hybridwerkstoffen bzw. Hybridbauteilen bietet das Potential die positiven Eigenschaften beider Werkstoffgruppen auszunutzen. Allerdings ergeben sich durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der einzelnen Phasen und unterschiedlich orientierter Faserlagen im Laminat Eigenspannungen aus dem Fertigungsprozess. Die spezielle Charakteristik von Kohlenstofffasern führt zu hohen und anisotropen Spannungszuständen, insbesondere wenn diese in Hybridbauweisen mit Metallen kombiniert werden. Aufgrund der höheren Verarbeitungstemperaturen sind die Spannungsniveaus bei der Verwendung thermoplastischer Matrizes nochmals deutlich höher gegenüber duroplastischen Systemen. Um diese Spannungen besser berücksichtigen zu können und die Reduktion derselben durch entsprechende Methoden (Prozessführung, nachträgliche Behandlungsmethoden etc.) zu überprüfen wird ein quantitatives Messverfahren benötigt.

Hierfür wird in diesem Beitrag die Raman-Spektroskopie herangezogen. Die Intensitäts-Peaks im Raman-Spektrum sind anhand Ihrer Frequenz für gewisse chemische Gruppen charakteristisch wobei die Peaks der Kohlenstofffaser zudem dehnungssensitiv sind. Über ein entsprechendes Kalibrierungsverfahren kann somit zerstörungsfrei von der Peak-Frequenz einer CFK-Probe auf dessen Dehnung und Spannung in Faserrichtung geschlossen werden.

Im Rahmen des Beitrags wird das entwickelte Verfahren vorgestellt und anhand von Proben aus CF-PA6, teilweise in Kombination mit Edelstahl (1.4310) bewertet. Die Ergebnisse verschiedener Messungen werden präsentiert, diskutiert und mit anderen Verfahren sowie Berechnungen verglichen.

 

Sprecher/Referent:
Stefan Schmidt
Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (IVW)
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Joachim Hausmann
    Institut für Verbundwerkstoffe GmbH