Charakterisierung der Hochtemperatur-Langzeit Eigenschaften von O-CMC für industrielle Wärmebehandlung
Im Rahmen des Vorlaufprojektes sollen die Hochtemperatur-Langzeit Eigenschaften von Oxid-Ceramic-Matrix-Composites (O-CMCs) für industrielle Wärmebehandlung charakterisiert werden. Aufgrund der hervorragenden Bruchzähigkeit, Hochtemperatur-, Oxidations-, Kriechbeständigkeit und niedrigen Dichte haben O-CMC großes Potential für die Anwendung von Chargiergestellen für Hochtemperatur-Wärmebehandlungen. Jedoch hängt der Einsatz von O-CMC-Bauteilen stark vom mechanischen Verhalten unter realen Lastbedingungen ab. Daher ist eine umfassende Charakterisierung der Materialeigenschaften bei unterschiedlichen Temperaturen und unter Kriechbelastung erforderlich.
Die Untersuchungsvorgehensweise wird in zwei große Stufen eingeteilt: l) Hochtemperatur (HT)Durchbiegungsuntersuchungen an unterschiedlichen O-CMCs (verschiedene Faser, Matrix, Herstellungsprozess, usw.); Il) Kriech- und HT-Biegeuntersuchungen und Mikrostrukturanalyse des ausgewählten Materials aus Stufe I. In Untersuchungsstufe I wird die HT-Durchbiegungsuntersuchung bei Fraunhofer ISC durchgeführt. Die unterschiedlichen O-CMC Proben werden im Ofen bei zwei Temperaturen (TZ I 1500 C und 1250 0C) jeweils 100 Stunden unter statischer Biegebelastung bei Luftatmosphäre untersucht. Zur statistischen Absicherung werden drei Proben pro Versuchsreihe getestet. Die Durchbiegung der Proben nach dem Test wird gemessen und das Material mit der minimalen Durchbiegung wird für die nächste Untersuchungsstufe ausgewählt. Bei der Stufe Il wird 3PBUntersuchung für das ausgewählte Material unter RT, HT (T=9000 C, T=1050 0 C und T=1250 0 C) und Kriechbelastung (T=900 0C, T=1050 0 C und T=12500C) durchgeführt. Die anisotropen Materialeigenschaften bzw. unterschiedlichen Faserorientierungen sind bei der Erstellung des Probenplans berücksichtigt.