Heterogene Werkstoffe: Forschung

Das Fachgebiet Heterogene Werkstoffe trägt in seiner strategischen Ausrichtung zum werkstofflichen Verständnis von heterogenen Gefügestrukturen der Polymerwerkstoffe bei. Als Forschungsfragestellung soll die Aussagefähigkeit zur Zuverlässigkeit und Sicherheit der heterogenen Werkstoffe durch die weiterzuentwickelnde Methodenkompetenz im Bereich der Analytik gestärkt werden.

Es werden dabei verschiedene Ansätze zur Interpretation und zum Verständnis der Versagensmechanismen verfolgt und folgende Untersuchungsmethoden angewendet:

  • Effekte unter Belastung, wie bspw. in-situ Detektion von Spannungsüberhöhungen via REM, CT oder Lichtmikroskopie durch hochauflösende Einzelschichtaufnahmen sowie Betrachtung der Randzoneneffekte und Initiierungsmechanismen von Rissbildung
  • Makro- und mikroskopische Bewertung des Delaminationsverhaltens der heterogenen Verbunde unter zyklisch-dynamischen Belastungsprofilen und crashrelevanten Spezifika
  • Alterungsbeständigkeit mit/ohne Medieneinfluss, Bewertung des Relaxations­verhaltens der hochorientierten Strukturen unter Temperatureinfluss (Tempern)

Die Analytik fokussiert sich auf Polymerwerkstoffe, die aufgrund ihrer strukturellen Beschaffenheit eine Heterogenität aufweisen:

  • Hybridwerkstoffe; vornehmlich Kunststoff-Metall-Hybridstrukturen
  • Geschäumte Polymere; Mikroschäume, offen- oder geschlossenporige Schäume
  • Gefüllte Polymere; Polymerwerkstoffe mit Füllstoffen und Partikeln, Polymere mit Verstärkungsfasern auf Basis von Carbon-, Glas, Aramid- oder Naturfasern
  • Eigenverstärkte Thermoplastverbunde
  • Gradierte Materialien

Die Forschungsausrichtung ist gleichermaßen an die grundlagenorientierte als auch die praxis- bzw. industrienahe Forschung gerichtet. In enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern soll ein aussichtsreicher Transfer in die Technologie- und Produktentwicklung beschleunigt werden.