DE102004002343A1

DE102004002343A1 - Hybridfaser, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE102004002343A1
Application number: DE200410002343
Authority: DE
Inventors: Joachim Hausmann; Christoph Dr. Leyens
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-01-17
Also published as: DE102004002343B4

Abstract

Die Erfindung betrifft Hybridfasern zur Verstärkung von Metallen und/oder Keramiken und ein Verfahren zu ihrer Herstellung durch Beschichtung der Verstärkungsfasern mit dem Metall und/oder der Keramik, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verstärkungsfaser in eine Suspension taucht, in der Metall- und/oder Keramikpartikel enthalten sind, und die Metall- und/oder Keramikpartikel über adhäsive oder kohäsive Kräfte auf der Verstärkungsfaser aus der Suspension abscheidet, sowie ihre Verwendung zur Herstellung von Verbundwerkstoffen.

Description

Die Erfindung betrifft Hybridfasern zur Verstärkung von Metallen und/oder Keramiken und ein Verfahren zu ihrer Herstellung durch Beschichtung der Verstärkungsfasern sowie ihre Verwendung zur Herstellung von Verbundwerkstoffen.

Zur Verbesserung der Eigenschaften von Metallen und Keramiken können diese mit Fasern verstärkt werden. Der entstehende Verbundwerkstoff besteht folglich aus Verstärkungsfasern und einem metallischen oder keramischen Matrixwerkstoff, in den diese eingebettet sind. Insbesondere die Fertigung von faserverstärkten Metallen kann mittels matrixbeschichteter Fasern erfolgen. Zur Erläuterung dieses Verfahrens dient 1. Hierzu werden die Verstärkungsfasern 1 mit dem Matrixwerkstoff 2 beschichtet, so dass die Hybridfaser 3 entsteht. Ein ausreichende Anzahl hiervon wird entsprechend der gewünschten Geometrie angeordnet und anschließend zum Verbundwerkstoff 4 verpresst. Das Material der äußeren Schicht der Hybridfaser bildet den Matrixwerkstoff im fertigen Verbundwerkstoff. Zur Beschichtung der Verstärkungsfasern sind in der Regel jedoch aufwendige Verfahren, wie beispielsweise Dampfabscheidungsprozesse erforderlich, die für die Anwendung im Verbundwerkstoff bei den erforderlichen großen Schichtdicken (wenigstens 10 % des Faserdurchmessers und wenigstens 5 μm zu hohen Kosten, hohem- Energieverbrauch und geringen Durchsatzraten führen. DE 40 18 340 A1 beispielsweise beschreibt ein solches Verfahren zur Vakuum-Bedampfung von Langfasern mit Metall, Metalllegierung oder einer keramischen Substanz. Zudem ist in Verdampfungsverfahren die Verwendung von Matrixrohwerkstoffen hoher Reinheit und Güte erforderlich.

WO 01/62996 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen, das die Benetzung von Keramikasern mit Metalloxid/Binder-Slurry, Formung eines Gegenstandes aus dem Gemisch, kathodische Reduktion zu einem Verbund von metall- oder metalllegierungsbeschichten Fasern und anschließendes Verpressen zum Verbundwerkstoff vorsieht. Hierbei sind die Beschichtungen der Fasern notwendig porös.

DE 197 29 830 A1 beschreibt ein Verfahren zur Beschichtung oxidischer Fasermaterialien mit Metallaluminaten zur Herstellung versagenstoleranter Verbundwerkstoffe. Hierbei wird die Faser zunächst mit einem Metallaluminat-Sol benetzt. Durch die Bildung der Metallaluminat-Beschichtung aus dem Sol und anschließende Vergelung wird in diesem Verfahren im Sinne verbesserter Versagenstoleranz sichergestellt, dass die Beschichtung möglichst porös ist.

DE 199 38 932 A1 beschreibt ein Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung von Endlosfasern und/oder Faserbündeln mit porösen Substanzen. Das Verfahren umfasst die Infiltration der Faserbündel mit einer flüssigen Phase, die die Ausgangsstoffe der Beschichtung sowie eine oxidationsempfindliche Substanz enthält, eine anschließende Wärmebehandlung unter Zersetzung der Ausgangsstoffe und Bildung von Gasphasen. Dieses Verfahren hat zum Ziel und zur Folge mit der Folge, dass die Faserbündel zur Steigerung der Versagenstoleranz mit einer hochporösen keramischen Beschichtung versehen werden.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem preisgünstig und effizient bei geringem Energieverbrauch Verbundwerkstoffe mit Metall- und/oder Keramik-Beschichtungen von Verstärkungsfasern hergestellt werden können, die weitgehend homogen und dicht sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Hybridfasern zur Verstärkung von Metallen und/oder Keramiken durch Beschichtung von Verstärkungsfasern mit dem Metall und/oder der Keramik, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verstärkungsfaser mit einer Suspension in Kontakt bringt, die Metall- und/oder Keramikpartikel enthält, die Metall- und/oder Keramikpartikel auf der Verstärkungsfaser abscheidet und die auf die Verstärkungsfaser aufgebrachte Beschichtung der Metall und/oder Keramikfaser einem anschließenden Sinter- oder Verdichtungsprozess unterzieht.

Geeignete Metalle für die Beschichtung stellen beispielsweise Al, Nb, Zr, V, aber auch Ti, Hf, Mg, V, Nd, Mo, Cr, Ge, Bi, Sn, Ni oder deren Legierungen daraus dar. Als Metalle in diesem Sinne gelten auch P, As, Sb, Si.

Geeignete Keramiken für die Beschichtung stellen beispielsweise SiN, SiC, Al₂O₃ und/oder ZrO₂ dar.

Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren kann in den Prozess der Verstärkungsfaserherstellung eingefügt werden und weist zudem hohe Durchsatzraten auf. Darüber hinaus erfordert es lediglich geringen Energieeinsatz. Ermöglicht wird dies durch Abscheidung von Metall- oder Keramikpartikeln aus einer Suspension. Die Suspension besteht dabei bevorzugt aus einer flüssigen Trägersubstanz, in der Metall- oder Keramikpartikel aus dem gewünschten Matrixmaterial mit einer Größe von 0,1 nm bis 200 μm im wesentlichen gleichmäßig verteilt vorliegen. Die Trägersubstanz kann auf einem organischen oder wässrigen Lösungsmittel, aber auch auf geschmolzenen Materialien, beispielsweise Salzen basieren. Die Partikel werden auf der Verstärkungsfaser abgeschieden und bilden dort eine dichte und homogene Schicht. Die Abscheidung der Metall- und/oder Keramikpartikel beruht auf adhäsiven oder kohäsiven Kräften. Zur Erhöhung der Dichte und der Haftung der Schicht auf den Verstärkungsfasern kann ein Folgeprozess mit Druck- und/oder Wärmewirkung nachgeschaltet werden.

Vorzugsweise schließt sich der Abscheidung ein weiterer Prozess durch chemische Reaktionen oder Legierungsbildung zur Ausbildung der Beschichtung an. In diesem Fall verwendet man für die Abscheidung bevorzugt eine Suspension aus verteilten Metalloxid-Partikeln und reduziert die Metalloxid-Partikel während der Abscheidung auf die Verstärkungsfaser durch einen elektrolytischen Prozess zum Metall. Hierdurch kann auf eine vorgeschaltete Metall- oder Legierungsherstellung verzichtet werden, so dass sich der gesamte Aufwand erheblich reduziert.

Als Verstärkungsfasern kommen alle Fasern in Betracht, die für metallische oder keramische Verbundwerkstoffe geeignet sind. Dies sind insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, Keramik- und Kohlenstofffasern mit einem Durchmesser zwischen 3 und 250 μm. Da größere Faserdurchmesser zu einem effektiveren Verfahren führen, sind Faserdurchmesser von über 50 μm von besonderem industriellem Interesse. Zudem wird durch einen größeren Faserdurchmesser der Anteil der Faser-Matrix-Grenzfläche reduziert, was insbesondere bei Verwendung von zu chemischen Reaktionen neigenden Metallen als Matrixwerkstoff zu besseren Eigenschaften führen kann. Bevorzugte Verstärkungsfasern sind Kohlenstoff- und Keramikfasern. Hiervon sind besonders bevorzugte Materialien Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Siliciumnitrid und Titanborid.

Die im erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren eingesetzte Suspension besteht bevorzugt aus einer flüssigen organischen oder wässrigen Trägersubstanz und den Partikeln. Besonders bevorzugte organische Trägersubstanzen sind Alkohole und organische Lösungsmittel. Besonders bevorzugte wässrige Trägersubstanzen sind Wasser und Wasser-Salz-Lösungen.

Die Suspension kann jedoch auch vorteilhaft aus einem geschmolzenen Feststoff, beispielsweise ein Salz, insbesondere ein Halogenid von Ca, Ba, Li, Cs, Sr, Y, wobei deren Chloride ganz besonders bevorzugt sind, und den Partikeln, beispielsweise Metalloxidpartikeln, bestehen. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn zur elektrolytischen Abscheidung hohe Temperaturen erforderlich sind.

Zusätzlich kann die Abscheidung durch elektrische, magnetische oder elektrostatische Felder unterstützt werden, wodurch sich eine weitere Steigerung der Homogenität und Dichte der Beschichtung erzielen lässt. Außerdem trägt insbesondere die elektrophoretische Unterstützung des Verfahrens zur Geschwindigkeitssteigerung und Effizienz des Verfahrens bei. Vorteilhaft setzt man statisch aufgeladene oder dotierte Partikel ein.

Voraussetzung für die Anwendung elektrolytischer bzw. elektrophoretischer Prozesse ist eine elektrische Leitfähigkeit der Verstärkungsfasern zumindest an der Oberfläche. Diese kann gegebenenfalls durch Sputtern mit beispielsweise Kohlenstoff und/oder Titan erreicht werden, wobei eine durch Sputtern aufgetragene Schichtdicke von wenigen nm bis 50 μm zweckmäßig sein kann. Dabei muss die Leitfähigkeit der Faser so bemessen sein, dass der für den Prozess notwendige Strom ohne Schmelzen der Fasern bzw. der Schicht verkraftet wird.

Insbesondere treten Effizienz und Geschwindigkeit hervor, wenn das erfindungsgemäße Verfahren in den Prozess der Faserherstellung integriert ist. Beispielsweise können vorteilhaft in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens Bündel, bestehend aus einem oder mehreren Verstärkungsfasern durch die Suspension geführt werden. Insbesondere dann lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft auch in einem kontinuierlichen Prozess durchführen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann man vorteilhaft nacheinander zwei oder mehrere gleiche oder verschiedene Beschichtungen übereinander auf der Verstärkungsfaser abscheiden.

Während oder nach der Abscheidung wird die Beschichtung zusätzlich einem Sinterprozess unterzogen werden, um diese zu verdichten und/oder die Haftfestigkeit zu erhöhen. Dies kann erfolgen, indem die Hybridfasern einzeln gesintert werden. Bevorzugt werden die Hybridfasern jedoch gegebenenfalls mit weiterem pulverförmigem Matrixmaterial in Formen verlegt oder zunächst gebündelt oder angeordnet, und erst dann einem Sinterprozess unterzogen, der zum einen die Schicht verdichtet und zum anderen die Hybridfasern zum Verbundwerkstoff verpresst.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Hybridfaser, bei der die Abscheidung der Partikel elektrophoretisch unterstützt wird. Die Verstärkungsfaser 1 befindet sich in dem Lösungsmittel 4, in dem Partikel aus dem Matrixmaterial 2 gleichmäßig verteilt vorliegen. Das Lösungsmittel bildet zusammen mit den Matrixpartikeln die Suspension. Der Behälter 5 besteht aus einem leitenden Material. Bei Anlegen einer elektrischen Gleichspannung dient der Behälter gleichzeitig als Kathode und die Verstärkungsfaser als Anode. Hierdurch werden die zuvor statisch aufgeladenen oder dotierten Matrixteilchen zur Verstärkungsfaser transportiert und dort abgeschieden, wodurch sich die Struktur der Hybridfaser ausbildet. In einem nachgeschalteten Sinter- oder Verdichtungsprozess kann zusätzlich die Haftung und Packungsdichte der Teilchen erhöht werden.

Alternativ zu der schematischen Darstellung in 2 kann die Verstärkungsfaser in einem kontinuierlichen Prozess durch die Suspension geführt werden, so dass eine permanente Abscheidung der Matrixpartikel erfolgen kann. In einer weiteren erfindungsgemäßen Modifikation des Verfahrens werden Bündel, bestehend aus mehreren Verstärkungsfasern durch die Suspension geführt.

Weiterhin entspricht es einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, wenn die Verstärkungsfaser in einem prinzipiell ähnlichen Verfahren wie die Hybridfaser hergestellt wird und die beiden Verfahrensschritte in einer Fertigungslinie ausgeführt werden.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Gemisch aus verschiedenen Werkstoffen als Schicht aufgebracht. Im Falle von metallischen Werkstoffen kann damit während des Sinterprozesses eine gewünschte Legierungsbildung erreicht werden.

Weiterhin entspricht es der erfindungsgemäßen Ausführung, dass der chemische Aufbau der Schicht von der im Endprodukt abweicht. Dies kann beispielsweise durch das Einbringen reaktiver Komponenten in das Werkstoffgemisch erfolgen, die bei der anschließenden Verbundwerkstoffherstellung zum endgültigen Matrixwerkstoff reagieren. Zur Herstellung von Metallmatrix-Verbundwerkstoffen kann die Faserbeschichtung aus einem Metalloxid und einem Reaktanden, beispielsweise Calcium, bestehen, der während der Herstellung zum Verbundwerkstoff das Metalloxid zum Metall reduziert. Zur Herstellung von Keramikmatrix-Verbundwerkstoffen kann die Faserbeschichtung aus einem Metall oder einer Metallverbindung bestehen, das in einem anschließenden Prozess durch das Einbringen eines Nichtmetalls, beispielsweise Kohlenstoff, zur Keramik umgewandelt wird.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Hybridfaser besteht darin, dass die Suspension aus einem geschmolzenem Material, beispielsweise Salz besteht, in dem Partikel eines Vorproduktes des Matrixmaterials gleichmäßig verteilt vorliegen. Der prinzipielle Aufbau entspricht dem bereits in 2 dargestellten. Diese Ausführungsvariante wird im Folgenden an einem konkreten Beispiel erläutert, bei der eine Siliziumcarbidfaser, die als Verstärkungsfaser dient und mit Titan beschichtet wird, das als Matrixmaterial in einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff dient. Die Grundsätze dieses Verfahrens sind aber auch auf beliebige andere Werkstoffkombinationen anwendbar. Als Trägersubstanz 4 dient geschmolzenes Calciumchlorid CaCl₂. Hierin sind als Vorprodukt Titandioxid TiO₂-Partikel 2 gleichmäßig verteilt enthalten. Der Behälter 5 besteht aus reinem Kohlenstoff C und ist gleichzeitig die Anode. Die Verstärkungsfaser fungiert wieder als Kathode, so dass TiO₂-Partikel, die hiermit in Berührung kommen, folgender Reaktion unterliegen: TiO_x + xCa ⇔ Ti + xCaO

Das heißt, es wird Titan als Feststoff auf der Faser abgeschieden, wodurch sich die erfindungsgemäße Hybridfaser 3 bildet. An der Anode wird wiederum das Calciumoxid CaO, das in gelöster Form im CaCl₂ vorliegt, reduziert, so dass O₂, CO oder CO₂ in Gasform entweichen. Alternativ kann die Anode auch als eingetauchte Elektrode ausgeführt werden und der Behälter aus einem beliebigen Material bestehen. Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass sowohl auf die Herstellung des Metalls als Vorprodukt als auch auf aufwändige Beschichtungsverfahren verzichtet wird und der Prozess der Metalloxidreduktion mit dem Beschichtungsverfahren in einfachster Art und Weise kombiniert wird. Dies führt zu erheblichen wirtschaftlichen und ökologischen Vorteilen. Zudem entspricht es der erfindungsgemäßen Ausführungsform, wenn in der Suspension Partikel aus verschiedenen Metalloxiden vorhanden sind, die bei der Abscheidung Metalllegierungen oder intermetallische Phasen bilden.

3 gibt eine Übersicht über mögliche Verfahren und Materialkombinationen wieder. Die Erfindung betrifft hierbei den unterlegten Teil der Verfahrenskette.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin, dass auf diese Weise Hybridfasern zugänglich sind, bestehend aus einer Verstärkungsfaser und einer oder mehreren gleichen oder verschiedenen Beschichtungen aus Metall, Metalllegierung, und/oder Keramik, wobei die Beschichtung oder die Beschichtungen dicht und homogen sind und eine Gesamtdicke von wenigstens 1 μm aufweisen.

Insbesondere ist es so möglich, Hybridfasern mit einer Gesamtdicke der Beschichtungen) 2 bis 150 μm, insbesondere 10 bis 50 μm in einem preisgünstigen und ökologisch unbedenklichen Verfahren herzustellen.

Bevorzugt ist die Verstärkungsfaser eine Endlosfaser und/oder, insbesondere eine Keramikfaser.

Die Erfindung betrifft des weiteren Hybridfasern zur Herstellung von Verbundwerkstoffen enthaltend Verstärkungsfasern und eine Matrix. Dabei ist das Material der Matrix bevorzugt mit der äußersten abgeschiedenen Beschichtung auf der Hybridfaser identisch oder davon verschieden.

Die erfindungsgemäßen Hybridfasern können dann vorteilhaft zu Verbundwerkstoffen verpresst werden.

Ausführungsbeispiel:
Beispiel 1:
Es wurde eine Siliziumcarbid-Faser mit Titan zu einer Hybridfaser beschichtet. Diese Fasern wurden anschließend für die Herstellung von SiC-faserverstärktem Titan entsprechend dem in 1 dargestellten Verfahren verwendet, einem Titanmatrix-Verbundwerkstoff. Die hier verwendete SiC-Faser hatte einen Durchmesser von 142 μm und wird von der Firma Speciality Materials, USA kommerziell unter dem Namen SCS-6 angeboten. Diese Faser wies neben dem SiC einen herstellungsbedingten Kohlenstoffkern auf. Zudem war sie mit einer 3 μm dicken Schicht aus Kohlenstoff und SiC beschichtet. Diese Schicht diente als Reaktionsbarriere zum Schutz der SiC-Faser vor chemischen Reaktionen mit dem Titan. Für die erfindungsgemäße Verwendung haben der Kohlenstoffkern wie auch die kohlenstoffhaltige Beschichtung den Vorteil der Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit.
Das Aufbringen des Titans erfolgte durch elektrolytische Reduktion von Titandioxid in einer Salzschmelze. 4 zeigt den Versuchsaufbau für die Herstellung mehrerer Einzelfasern. Das Salz (1) Calciumchlorid (CaCl₂) wurde in einem beständigen Tiegel (2) aus Al₂O₃ bei etwa 900 °C geschmolzen. In dieser Salzschmelze befanden sich suspendierte TiO₂-Partikel (3). Als Anode (4) diente ein Graphitstab, der in die Salzschmelze getaucht wurde. Die SiC-Faser (5) wurde nun ebenfalls in die Schmelze getaucht und als Kathode geschaltet. Zwischen der SiC-Faser und der Graphit-Anode wurde im Verlauf von 5 h eine Gleichspannung von etwa 3 V angelegt. Bei dieser Spannung wurden die mit der Faser in Kontakt kommenden TiO₂-Teilchen zu Titan reduziert. Das Titan wies Diffusionskräfte auf, die eine Anhaften an der Faser ermöglichten. Der Sauerstoff des Titandioxids wurde dabei an freiem Calcium als CaO gebunden, das an der Anode bei der Reduktion des CaO zu Ca gasförmig als O₂, CO oder CO₂ entwich. Das Calcium blieb dem Prozess dabei vollständig erhalten. Bei der Wahl der Spannung wurde darauf geachtet, dass sie stets unter 3,2 bis 3,3 V lag, da sonst mit Zersetzung des CaC1₂ zu rechnen war. Der sich einstellende auf die Oberfläche der Kathode bezogene, spezifische Strom lag bei 0,1 bis 0,4 A/cm². Bei dem Faserdurchmesser von 142 μm bedeutete dies einen Strom von etwa 0,45 bis 1,8 A pro Meter Faserlänge. Da die hier verwendete Siliziumcarbidfaser einer Stromstärke von maximal 0,2 A standhielt, ergab sich eine maximal zulässige Kontaktlänge zwischen Faser und Salzschmelze von etwa 0,1 m je Stromeinleitungsstelle. Zur effektiven Prozessführung waren mehrere Fasern in einem Halter (6) aufgenommen, der auch gleichzeitig der Stromeinleitung diente.
Zur Prozessunterstützung wurde die Suspension mit einem Rührwerk (7) kontinuierlich durchmischt. Hierzu war die Wahl der Rührgeschwindigkeit von Bedeutung. Eine zu geringe Durchmischung führt zum Absetzen der Partikel mit der Gefahr der Bildung eines zusammenhängenden Titanschwammkörpers. Eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit bewirkte eine Ablösen von teilweise reduzierten Partikeln von der Faser und damit den Verlust des elektrischen Kontaktes. Die optimale Strömungsbedingung war abhängig vom Partikelanteil in der Suspension und der Partikelgröße.
Um eine Oxidation der Faser, der Graphit-Anode und der Salzschmelze zu vermeiden, wurde das gesamte Verfahren unter Argon durchgeführt.
Beispiel 2:
Das Verfahren wurde analog Beispiel 1 ausgeführt, jedoch wurde die Faser kontinuierlich durch die Salzschmelze gezogen, Hierzu war zu gewährleisten, dass der erforderliche Strom an einer oder mehreren Stellen der Faser zugeführt wurde. Tatsächlich wurde der Strom an 2 Stellen im Abstand von 150 mm zugeführt. Die Titanoxidpartikel wurden zur Aufrechterhaltung konstanter Prozessbedingungen in periodischen Abständen zugeführt.
Die Hybridfasern wiesen eine dichte und homogene Beschichtung auf. Sie wurden anschließend zu Verbundwerkstoffen mit vorteilhaften mechanischen Eigenschaften, wie z. B. höhere Festigkeit und Steifigkeit gegenüber unverstärktem Titan, verpresst.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Hybridfasern zur Verstärkung von Metallen und/oder Keramiken durch Beschichtung von Verstärkungsfasern mit dem Metall und/oder der Keramik, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verstärkungsfaser mit einer Suspension in Kontakt bringt, die Metall- und/oder Keramikpartikel enthält, die Metall- und/oder Keramikpartikel auf der Verstärkungsfaser abscheidet und die auf die Verstärkungsfaser aufgebrachte Beschichtung der Metall und/oder Keramikfaser einem anschließenden Sinter- oder Verdichtungsprozess unterzieht.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Suspension aus Metalloxid-Partikeln einsetzt und die Metalloxid-Partikel während und/oder nach der Abscheidung auf die Verstärkungsfaser elektrolytisch zum Metall reduziert.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Verstärkungsfasern Keramikfasern einsetzt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Suspension aus einer flüssigen organischen oder wässrigen Trägersubstanz und den Partikeln einsetzt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Suspension aus einem geschmolzenem Feststoff und den Partikeln einsetzt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Abscheidung der Partikel aus der Suspension durch elektrische, magnetische oder elektrostatische Felder unterstützt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man statisch aufgeladene oder dotierte Partikel einsetzt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Prozess der Herstellung der Verstärkungsfasern integriert.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Hybridfaser in einem kontinuierlichen Prozess erfolgt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man nacheinander zwei oder mehrere gleiche oder verschiedene Beschichtungen von Metall- und/oder Keramikpartikeln übereinander auf der Verstärkungsfaser abscheidet.
Hybridfaser bestehend aus einer Verstärkungsfaser und einer oder mehreren gleichen oder verschiedenen Beschichtungen aus Metall, Metalllegierung, und/oder Keramik, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung oder die Beschichtungen dicht und homogen sind und die Gesamtdicke der Beschichtung wenigstens 1 μm aufweist.
Hybridfaser nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtdicke der Beschichtungen) 1 bis 200 μm, insbesondere 10 bis 50 μm beträgt.
Hybridfaser nach Patentanspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfaser eine Endlosfaser ist.
Hybridfaser nach einem der Patentansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfaser eine Keramikfaser ist.
Hybridfaser nach einem der Patentansprüche 11 bis 14, umgeben von einer Matrix.
Hybridfaser nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Matrix mit der äußersten abgeschiedenen Beschichtung auf der Hybridfaser gleich oder ungleich ist.
Verwendung von Hybridfasern nach einem der Patentansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man diese zu Verbundwerkstoffen verpresst.