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Lösungen für Verbundwerkstoffeigenschaften für die Mikroskopie

Verbundwerkstoffe

Niedrigeres Gewicht für höhere Effizienz

Verbundwerkstoffe sind in der Automobil- und Luftfahrtindustrie beliebt, da die daraus gefertigten Teile aufgrund ihrer Leichtigkeit einen beträchtlichen Beitrag zur Gewichtsreduktion leisten können. Verbundwerkstoffe werden auch für die Produktion von High Tech-Prothetik und Rennrädern verwendet. Untersuchungen mit Licht- und Elektronenmikroskopen liefern bei der Entwicklung neuer Verbundwerkstoffe, in der Prozesssteuerung und in der Fehleranalyse wichtige Informationen über Eigenschaften von Verbundwerkstoffen.

Die Zusammensetzung zählt

Verbundstoffe bestehen aus einer Polymer- oder Harz-Matrix und einem Füllmaterial wie hochfesten Fasern (z.B. in Kohlefaserverbundstoffen). Die Auswirkungen der Prozessparameter und der Füllstoffmerkmale auf die Struktur des resultierenden Verbundwerkstoffs können unter dem Mikroskop studiert werden, und die Mikrostruktur kann wiederum zu den mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs in Relation gesetzt werden.

Korrelierung der Zusammensetzung

Die Morphologie des Verbundwerkstoffs wird durch Form, Größe und Zahl der Verstärkungspartikel charakterisiert. Ein weiterer wichtiger Parameter sind Faser- und Harzvolumenfraktionen. Diese können anhand von Bildanalysemethoden bestimmt werden, die eine direkte Messung innerhalb der interessierenden Regionen eines Probenquerschnitts erlauben. Bei Fehleranalysen von Verbundwerkstoffen wird besonderes Augenmerk auf Risse und Sprünge in der Bruchfläche sowie auf Form und Zustand von Schuttmaterial gelegt. Letzteres könnten beispielsweise Verstärkungspartikel sein, die während des Bruchs entfernt wurden. Elektronenmikroskopische Analysen wie zum Beispiel EDX können weitere Informationen über die chemischen Materialbestandteile liefern. Gemeinsam verwendet bieten Licht- und Elektronenmikroskopie (korrelative Mikroskopie) leistungsstarke Methoden für die Evaluierung von Verbundwerkstoffen.

Relevante Bereiche sind:

  • Produktsteuerung
  • Fehleranalysen
  • Quantitative und qualitative Mikrostrukturanalysen
  • Form, Größe und Zahl von Verstärkungspartikeln
  • Faser- und Harz-Volumenanteile
  • Risse und Sprünge auf Bruchflächen
  • Schichtdicke
  • Hohlraumgehalt

Empfohlene Mikroskopprodukte für Verbundwerkstoffe

 

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