MCFK - Stahlfaserverstärktes CFK

Duroplastische kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) bieten überlegene gewichtsspezifische mechanische Eigenschaften. Hauptnachteile sind das spröde Versagensverhalten und die daraus resultierende geringe Schadenstoleranz und Strukturintegrität. Darüber hinaus ist die elektrische Leitfähigkeit für bestimmte Anwendungen (z. B. Blitzschutz, elek- tromagnetische Abschirmung, Erdung) unzureichend. In den bisherigen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die Integration duktiler Stahlfasern in CFK eine signifikante Verbesserung der Schädigungstoleranz und der Crashperformance bei gleichzeitiger Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit ermöglicht. Die eingebetteten Stahlfasern bieten dabei aufgrund ihrer hohen Bruchdehnung nach dem Versagen der spröden Kohlenstofffasern alternative Lastpfade und ermöglichen so eine Lastumlagerung. Das resultierende Nachversagenspotenzial hängt von den Anteilen der verschiedenen Verstärkungsfasern, ihren individuellen Eigenschaften, der Laminatarchitektur und insbesondere den Grenzschichteigenschaften zwischen Faser und Matrix ab.

Aktuelle Arbeiten konzentrieren sich auf die Beschreibung des mechanischen Verhaltens dieses Hybridmaterials und zielen darauf ab, verschiedene Mechanismen im Materialverhalten vor, nach und während der Versagensentwicklung im Werkstoff zu verstehen. Um diese komplexen Zusammenhänge genauer betrachten zu können wird hierfür eine Kombination aus experimentellen Untersuchungen und numerischen Methoden zur Materialcharakterisierung verwendet.

Ansprechpartner

M.Sc.

Jan Rehra

Wiss. Mitarbeiter Mechanische Charakterisierung & Modellierung

Telefon: +49 631 2017 108

jan.rehra@ivw.uni-kl.de

Raum: 58/242

Förderungen

Das Projekt „Multifunktionale Metall-C-Faser-Kunststoffe (MCFK): Modellierung und Eigenschaftscharakterisierung  für schadenstolerante, leitfähige und überwachbare Leichtbauanwendungen“  wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert  (DFG Förderkennzeichen BR 4262/2-2 und BA 4073/6-2).