Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs bezeichnete Verfahren
so zu führen
bzw. das zugehörige
Bauteil so aufzubauen, daß eine
sowohl in mechanischer als auch in thermischer Hinsicht stabile Fügung entsteht,
ohne daß dabei
Schwachstellen im Gefüge
auftreten.
Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt für
das Verfahren zum Fügen
von faserverstärktem
Glas- oder Glaskeramikmaterial an einen anderen, nichtglasigen Werkstoff
in Form eines keramischen oder eines refraktären, metallischen Werkstoffes
gemäß der Erfindung
dadurch, daß das
Glas- oder Glaskeramikmaterial mit dem keramischen oder refraktären, metallischen
Werkstoff unter Erzeugung einer Schmelzverbindung an den Grenzflächen mit
Ausbildung einer Zwischenschicht von Schmelzverbindungen der Fügepartner
heißverpreßt wird.
Hinsichtlich
des Bauteiles, gefügt
aus faserverstärktem
Glas-oder Glaskeramikmaterial mit einem keramischen oder refraktären, metallischen
Werkstoff gelingt die Lösung
der Aufgabe dadurch, daß an
den Grenzflächen
zwischen dem faserverstärkten
Glas- oder Glaskeramikmateriali und dem keramischen oder refraktären, metallischen
Werkstoff eine Zwischenschicht aus Schmelzverbindungen der Fügepartner
ausgebildet ist.
Die
Heißpressung
bewirkt eine kontrollierte thermochemische Reaktion (Verschmelzen,
bzw. Bildung von Grenzflächenphasen)
der beiden Fügepartner.
Dadurch kommt es zu einer Verbindung, die sowohl mechanisch als
auch thermisch fest und beständig
ist. Das Bruchverhalten bei mechanischer Überlastung ist dabei nicht
spröde,
d.h. die beiden Fügepartner
brechen durch die Anwesenheit der keramischen Fasern im Verbundwerkstoff
nicht unmittelbar in zwei Teile. Die ermittelte Grenzflächenfestigkeit
liegt dabei über
der interlaminaren Scherfestigkeit der beteiligten faserverstärkten Gläser. Der
erfindungsgemäße Fügeverbund
ist daher nicht der limitierende Faktor in einer Konstruktion. Die
Erfindung ermöglicht
daher eine signifikante Erweiterung des Anwendungsbereiches von
Verbundwerkstoffen aus faserverstärkten Glas- oder Glaskeramikmaterialien
mit anderen Werkstoffen.
Dabei
geht die Erfindung von folgenden Überlegungen aus:
Gläser und
Glaskeramiken als solche können
grundsätzlich
eine Schmelzverbindung mit anderen Materialien eingehen. Das schmelzende
Fügen zweier
verschiedener Materialien ist gekoppelt an zwei Mechanismen,
- • den
physikalischen und
- • den
chemischen Wechselwirkungen.
Der
zentrale physikalische Mechanismus, der beim Fügen berücksichtigt werden muß, ist die
Differenz der thermischen Ausdehnung, die zu mechanischen Spannungen
führen
kann. Wichtig ist auch die Benetzung des niedrigschmelzenden Fügepartners
auf den höherverschmelzenden.
Die
Benetzung ist zudem wichtig bei möglicherweise stattfindenden
chemischen Reaktionen, die zur Ausbildung von Zwischenschichten
zwischen den beiden Partnern führen.
Eine gute Haftung bedingt neben der chemischen Reaktivität auch eine
gute Benetzung auf das höherschmelzende
Material. Beide Bedingungen treffen im allgemeinen für Gläser und
Glaskeramiken im Verbund mit Keramiken und Metallen zu. Allerdings
begrenzt die Differenz der thermischen Ausdehnung beider Materialien
die Anwendung dieser Technik auf wenige Glaszusammensetzungen, die
sehr genau an das Ausdehnungsverhalten des Partners angepaßt sein
müssen.
Der
Einsatz von faserverstärkten
Gläsern
bzw. Glaskeramiken im Fügeverbund
mit anderen Materialien ist grundsätzlich auch dieser Problematik
unterworfen. Durch die Anwesenheit der Fasern können jedoch Risse, die auf
die thermischen Spannungen zurückzuführen sind,
aufgrund bekannter innerer Verstärkungsmechanismen
abgeschirmt werden. Auf diese Weise wird das Gefüge nicht prohibitiv geschädigt.
Durch
die Heißpressung
wird dabei eine vollständige
Verdichtung der faserverstärkten
Gläser
und Glaskeramiken erreicht.
Der
Artikel von Kleinteich, R.: Glas-Keramik-Verschmelzungen, in DE-Z.: Glas-Email-Kerano-Technik, Heft
4, April 1965, Seiten 121–130
beschreibt das einfache drucklose Verschmelzen von technischen Gläsern mit
keramischem Werkstoff in Schmelzöfen
oder in einer Gebläseflamme,
ein Verfahren, das sich grundlegund von dem Verfahren nach der Erfindung
unterscheidet, bei dem faserverstärkte Glas- oder Glaskeramikmaterialien
im speziellen mit einem keramischen Werkstoff heißverpreßt werden,
d.h. unter Wärme
und Druck.
Die
DE 693 13 143 T2 beschreibt
einen faserverstärkten
keramischen, als „Schwarzglas" bezeichneten Werkstoff,
der als Schutzschicht für
ein polymeres Substrat mit diesem unter Hitze und Druck zu einem Komposit
verbunden ist. Im bekannten Fall liegen nicht nur andere Fügepartner,
sondern auch eine andere technische Problemstellung vor. Im bekannten
Fall geht es darum, die Temperaturbeständigkeit eines Polymersubstrates
zu erhöhen,
in dem dieses mit einer Schutzschicht aus „Schwarzglaskeramik" versehen wird. Dieses
Beschichten erfolgt dadurch, daß die „Schwarzglaskeramik" auf ein ungehärtetes Polymerlaminat
aufgetragen, dieses unter Druck und Wärme gehärtet wird, unter Bildung eines
Verbundstoffes, der höheren
Temperaturen widerstehen kann als das Polymer allein.
Im
Fall der Erfindung geht es um die mechanische Festigkeit an der
Fügenaht,
d.h., um die „mechanisch/chemische" Verzahnung der Fügepartner
in der Schmelzverbindung.
Als
Fügepartner
für die
Glas-/Glaskeramikmaterialien werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
vorzugsweise Keramiken gewählt.
Diese werden im allgemeinen von Glasschmelzen gut benetzt. Allerdings
haben die meisten Keramiken recht hohe thermische Ausdehnungskoeffizienten,
die möglichst
dem der faserverstärkten
Gläser
angepaßt
sein müssen.
Wichtig ist aufgrund der beim Heißpressen wirkenden Kräfte eine
ausreichende mechanische Festigkeit der keramischen Fügepartner.
Alternativ
können
als Fügepartner
auch ein refraktäres
Metall oder hochtemperaturbeständige
Legierungen Verwendung finden.
Vorzugsweise
werden, im Fall der ersten, bevorzugten Alternative folgende Keramiken
verwendet:
Die
mechanischen und thermischen Eigenschaften dieser Keramiken sind
in vorgenannter Tabelle 1 zusammengefasst. Wie man aus diesen Werten
sehen kann, sind alle vier Keramiken über den Temperaturbereich hinaus
beständig,
bei dem die Kraftaufnahme zur Verdichtung der faserverstärkten Gläser und
Glaskeramiken vorgenommen wird. Dagegen ergeben sich deutliche Unterschiede
in der thermischen Ausdehnung, die etwa um den Faktor 2 variieren.
Auch die elastischen Eigenschaften und vor allem die Festigkeitswerte
variieren sehr stark. Bis auf das tongebundene SiC sind alle Keramiken
dichtgebrannt.
Neben
diesen Keramik-Materialien nach Tabelle können auch, wegen des hohen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten hochtemperaturfeste Metalle
verwendet werden. Denkbar wären
Mo, Nickelbasislegierungen (z.B. INCONEL) oder Sinterlegierungen
(z.B. PM 2000).
Faserverstärkte Glas-/Glaskeramikmaterialien
stehen typischerweise, wie bereits erwähnt, als Halbzeuge, als sogenannte
Prepregs, zur Verfügung,
aus denen das jeweilige Bauteil mit einem bauteilspezifischen Schnitt
herausgeschnitten und dann durch Heißpressen dicht verpreßt, in seine
endgültige
Form gebracht wird.
Diese
Prepregs werden typischerweise in der Weise hergestellt, daß ein Faserbündel zunächst bei
ca. 700°C
entschlichtet und dann in einem Wirbelbad, in dem feinkörniges Glaspulver
mit einem Sol-Gel-Binder (siehe die eingangs zitierte
DE 43 38 27 C2 ) angesetzt
ist, mit dem Glas getränkt,
d.h. imprägniert
wird. Die Fasern werden daher sozusagen mit dem Glasmaterial infiltriert.
Das Glasmaterial wird dabei durch den Binder in Suspension gehalten.
Mit Festwerden des Binders wird das mit dem Glas infiltrierte Faserbündel dann
quasi als Band auf eine Rolle aufgewickelt und steht als Prepreg
für die
weitere Bearbeitung zur Verfügung.
Prinzipiell
können
aus diesem Band bauteilgerecht herausgeschnittene Prepregs, zusammen
mit dem Fügepartner
aus dem anderen Werkstoff als Einlegeteil, zu dem erfindungsgemäßen Verbundeteil
heißverpresst
werden.
In
mechanischer Hinsicht vorteilhafter ist es jedoch gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung, zunächst
ein Prepreg des Verbundteiles selbst herzustellen, indem die zu
fügende
Komponente aus dem anderen Werkstoff direkt mit einem mit Glas und
Binder infiltrierten Faserbündel
umhüllt
wird, und dieses, auch Grünkörper genannte
Prepreg anschließend
zu dem endgültigen
Bauteil heißverpresst
wird, unter Verdichten des faserverstärkten Glasmaterials und eines
innigen Fügens
an die Komponente aus dem anderen Werkstoff.
Es
ist auch gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung denkbar, ein solches Prepreg
mit bereits verdichteten faserverstärkten Gläsern bzw. Glaskeramiken als
(weiteren) Fügepartner
zu verpressen.
Anhand
von Ausführungsbeispielen
von erfindungsgemäß hergestellten
Verbundkörpern,
deren Aufbau in den Zeichnungen dargestellt ist, soll die Erfindung
näher erläutert werden.
Es
zeigen:
1 eine schematische Darstellung
der Einbettung keramischer Stäbchen
in einem Verbundkörper,
2 eine schematische Darstellung
durch eine Heißpressform
zur Pressung eines ringförmigen
Verbundkörpers
nach der Erfindung,
3 die Darstellung eines
erfindungsgemäß hergestellten
Pleuelkörpers.
4 ein Gefügebild der
Fügegrenzfläche SiC/Duran
mit SiC (tongebunden),
5 ein Gefügebild der
Fügegrenzfläche SiC/Duran
mit Pythagoras, und
6 ein Gefügebild der
Fügegrenzfläche SiC/Duran
mit Al2O3
Beispiel I. – Vorversuch
Es
wurden 100 × 100
mm – Prepregs
aus SiC-Fasern und Glas 8330 (bekannt unter der Marke DURAN®),
ausgeschnitten aus dem erwähnten
Bandmaterial, in unidirektionaler Faserarchitektur in mittlerer
Lagenhöhe
gespalten.
Zwischen
die halbierten Lagen wurden drei Stäbe 1 aus Keramikmaterial
in Faserlängsrichtung
eingelegt. Die Stäbe
hatten die Größe 3 × 5 × 98 mm
und bestanden bei einem ersten Prepreg aus Al2O3 und bei einem anderen Prepreg aus SiC (tongebunden).
Die so präparierten
Prepregs wurden anschließend
zur Heißpressung
vorbereitet und verdichtet.
Der
schematische Aufbau der Probengeometrie mit den Stäben 1 aus
Keramikmaterial, dem faserverstärkten
Glasmaterial 2 und dem Verbundkörper 3, wobei der
Pfeil die Faserrichtung zeigt, ist in 1 zu
sehen.
Die
Pressung der Prepregs zu dichten Verbundkörpern (Kompositen) erwies sich
als problemlos. Die Kompositplatten wiesen nach der Pressung eine
normal plattenförmige
Gestalt auf. Die Oberfläche
der mit einem Topfschleifer plangeschliffenen Platten wiesen an
den Stellen der Einbettung eine unterschiedliche Reflektivität auf, was
auf eine lokale Änderung
des Gefüges
hinweist. Die Stäbe
blieben unbeschädigt;
aus Gefügeschliffen
ergaben sich u.a. nachstehende Aussagen:
- • Die Proben
der Komposite zeigten keine Anzeichen von Verformung oder Rissen.
Das Gefüge
des umgebenden SiC-Faser/Duran®-Verbundes ist bei allen
Proben ähnlich
strukturiert. Sowohl beim SiC- als auch beim Al2O3-Fügepartner
ist eine Zwischenschichtausbildung zu erkennen.
- • Da
der Fügepartner
Keramik noch bei höheren
Temperaturen (verglichen mit dem faserverstärkten Glasmaterial) beständig ist,
fließt
das erweichende Glas bereitwillig in Hohlräume des Formkörpers, um
diese unter der angelegten Kraft auszufüllen. Durch das Einbringen
zusätzlicher
Prepreglagen ergab sich kein Unterschied im ausgebildeten Gefüge. Obwohl
das Gefüge
um die eingebetteten Stäbchen
herum deutlich strukturiert ist, konnte im Fasergehalt und in der
Faserverteilung kein wesentlicher Unterschied ober- bzw. unterhalb,
oder neben den Stäbchen
ausgemacht werden.
Beispiel II – Herstellung
von Ringen
In
diesem Beispiel wurde als Probenkörper ein Verbund aus zwei Keramik-Ringen gewählt, deren
Gestalt und Herstellung in 2 dargestellt
ist. Ein äußerer Ring 4a wird
von einem inneren Ring 4b mit etwas größerer axialer Abmessung konzentrisch
durchdrungen.
Um
eine Aussage hinsichtlich des Einflusses des Keramikmaterials zu
haben, wurden Verbundringe 4a und 4b aus Al2O3, Pythagoras und
tongebundenem SiC gewählt.
Um
diese Verbundringe 4 wurden jeweils entsprechend dem Beispiel
I in der Prepregherstellung die mit Duranglaspulver infiltrierten
Fasern zirkulär
um Keramikringe aus Al2O3,
Pythagoras und tongebundenem SiC gewickelt. Der Durchmesser der
Keramikringe betrug 35 mm, der Außendurchmesser des resultierenden Prepregs
4 70 mm. Letzterer wurde nach dem Festwerden des Binders im Prepregs
zugeschnitten.
Die
Heißpreßwerkzeuge
für den
so gewählten
Verbund bestehen aus einem Oberstempel 5a und einem Unterstempel 5b,
die in Ringsegmenten 6 geführt sind, und deren Preßflächen an
den Ringverbund 4 angepaßt sind.
Die
aufgebrachte Kraft F verdichtet direkt nur den Faser/Glasmatrix-Verbund.
Der Keramikringverbund erfährt
in der Aussparung der Heißpreßform nur
indirekt eine Kraftwirkung durch das erweichende Glas, das entlang
der Kontaktfläche
auf den Ring gedrückt
wird. Durch diese Anordnung wird die Verdichtung der Fasern mit
dem Glas nach innen durch die Keramikringe begrenzt. Letztere ragen
deshalb etwa 5 mm beidseitig aus dem Prepreg heraus. Die Außenfläche des
Ringes steht in direktem Kontakt mit der Heißpreßform. Um eine problematische
Verbindung des austretenden Glases mit dem Kohlenstoff der Form
zu vermeiden, wurde das Formenmaterial vor dem Einbau des Prepregs
ausgiebig mit einem Graphitspray unter Bildung einer Graphitschicht 7 ausgesprüht. Ein
weiteres Problem bezüglich
der möglichen
Glasaustritte stellt die Aussparung für den Keramikring dar. Deren
Durchmesser wurde aufgrund der hohen Toleranzen der Keramikringe
im Außendurchmesser
auf 35,4 mm vergrößert, so
daß der
gebildete Freiraum mit einer Lage Graphitfolie 8 ausgefüllt wurde,
die sich an den jeweiligen Keramikring anpassen sollte.
Durch
die in 2 dargestellte
Kraftführung
konnten die Prepregs innig mit den Keramikringen verpreßt werden.
Diese wurden beidseitig von der überstehenden
Keramik getrennt und plangeschliffen.
Das
erzielte Ergebnis erwies sich auch unabhängig von der Probendicke. Die
Höhe des
zirkulär
gewickelten Prepregs 4 wurde dazu schrittweise von 30 mm auf
50 mm erhöht,
ohne daß es
zu zusätzlichen
Problemen bei der Heißpressung
kam.
Die
gefertigten Verbundringe wirkten nach der Heißpressung homogen verdichtet,
waren jedoch teilweise in der zirkulären Faserarchitektur gestört. Diese
Störungen
im Gefüge
waren besonders an den Kontaktstellen der Ringsegmente auszumachen,
die zumeist eine kleine Vertiefung bilden. Zusätzlich konnten einige feine,
der zirkulären
Faserrichtung folgende Risse erkannt werden, die besonders ausgeprägt bei der
Verwendung von Al2O3 als
Fügepartner
waren.
Bei
Versuchen zur Charakterisierung der mechanischen Festigkeit des
Fügeverbundes
erwies sich der Keramik-Verbundpartner SiC als der zu den höchsten mechanischen
Werten führende
Fügepartner,
gefolgt vom Verbund mit der Pythagoraskeramik. Der Verbund mit der
Al2O3-Keramik zeigte
die geringsten Werte. Der Unterschied in der mechanischen Festigkeit
weist auf ein durch den Fügeverbund
beinflusstes, unterschiedlich ausgebildetes Gefüge im SiC-Faser/Duran-Verbund
hin.
Auch
zeigten angefertigte, in den 4, 5 und 6 dargestellte Gefügeschliff-Bilder unterschiedliche Fügegrenzflächen zwischen
dem faserverstärkten
SiC/Duran-Glasmaterial und dem jeweiligen Keramikring.
Der
Fügeverbund
mit Al2O3 (6) hat lediglich einen ganz
ausgeprägten
Riß zwischen
den beiden Partnern ausgebildet und scheint nur an einigen Stellen
lokal mit der Glasmatrix verbunden zu sein. In der Nähe der Grenzfläche ist
die Glasmatrix sehr porös
und rissig. Bei den beiden anderen Keramikringen gibt es kaum Risse
direkt an der Grenzfläche,
sondern etwa 1 mm weiter in der Glasmatrix.
Bemerkenswert
ist, daß es
bei den Fügeverbunden
mit SiC und Pythagoras (4 und 5) als Keramik-Material zu
einer Ausbildung einer Zwischenschicht gekommen ist, die jeweils
in die Keramik hineingewachsen zu sein scheint. Diese Zwischenschicht
ist im Original erkennbar an einer veränderten Färbung und in Fig. 4/5 an einer
reduzierten Porosität,
die von beiden Keramiken in weiterem Abstand von der Grenzfläche gezeigt
wird. Die Grenzfläche
ist beim Verbund mit dem tongebundenen SiC im Original schon mit
bloßem Auge
erkennbar und etwa 150 μm
dick, während
die Reaktionszone mit der Pythagoras-Keramik nur etwa 75 μm dick ist.
Die Fasern schmiegen sich an die Oberfläche der letzteren Keramik deutlich
dichter an, was auf die geringere Porosität, die feinere Korngröße und damit
die bessere Oberflächenbeschaffenheit
zurückzuführen ist.
Die
sehr guten mechanischen Werte, besonders des Fügeverbundes mit dem tongebundenen
SiC (4) von bis zu 45
M Pa zeigen, daß sich der SiC-Faser/Duran-Verbund
grundsätzlich
mit Keramiken während
der Heißpressung
verbinden läßt. Dabei
ist die resultierende Festigkeit des Fügeverbundes abhängig von der
Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Diese verunmöglicht oft
das Fügen
anderer keramischer Partner, besonders wenn, wie im vorliegenden
Fall, eine zusätzliche
chemische Wechselwirkung ins Spiel kommt. Hier führt die Anwesenheit der Fasern
in der Glasmatrix zu Mechanismen, die einen Verbund mit Keramiken
trotzdem ermöglichen.
Die
keramischen Fasern passen zum einen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten
der Matrix an den von Keramiken an. Zum anderen jedoch sind sie
in der Lage, mit in der Literatur beschriebenen Mechanismen die
thermischen Spannungen aufzunehmen oder, wenn diese zu hoch sind,
in vielen kleinen Rissen zu relaxieren. Diese Risse zerstören jedoch
nicht den Verbund, so daß das
Bauteil mit einer kontrolliert erfolgten Vorschädigung noch verwendbar bleibt.
Die Festigkeit des Fügeverbundes
ist abhängig
vom Grad der Vorschädigung
im Faserverbund und damit direkt eine Funktion der Differenz der
Ausdehnungskoeffizienten.
Ein
weiterer Vorteil des Fügeverbundes
liegt im Versagensmechanismus, der auch bei dem Test mit einer scherenden
Beanspruchung direkt an der Grenzfläche kontrolliert und schadenstolerant
erfolgte. Auch diese Tatsache stellt einen großen Vorteil dieses Ansatzes
zum Fügen
keramischer Materialien gegenüber
anderen dar.
Beispiel III – Herstellung
eines pleuelähnlichen
Körpers
In 3 ist ein pleuelähnlicher
Verbundkörper 9 dargestellt,
dessen Augen durch zwei Keramikringe 10, 11 aus
Al2O3 bzw. SiC gebildet
werden. Zur Fertigung eines bauteilangepaßten Prepregs werden diese
Ringe zunächst
mit den im Beispiel II beschriebenen Methoden mit einer zirkularen
Wicklung versehen. Die Ringe sind miteinander über eine unidirektional um
sie gewickelte Lage 12 infiltrierter Fasern verbunden.
Der von den Ringen 10, 11 gebildete Zwischenraum 13 wird
gefüllt
durch ein vorher entsprechend zugeschnittenes Prepreg mit 48 Lagen
und 0°/90°-Architektur,
das bei der Herstellung vor der gemeinsamen Umwicklung eingelegt
wurde. Da die Verdichtung unidirektionaler Faserverbunde höher ist
als mit 0°/90°-Architektur, wurde
die äußere Faserumwicklung 12 breiter
ausgelegt (30 mm). Die Höhe
der keramischen Ringe betrug 40 mm.
Auf
diese Weise wurde ein endgeometrienahes Prepreg erstellt.
Das
Preßwerkzeug
wurde anhand der bei der Herstellung der Ringe gewonnenen Erfahrungen
konstruiert. Es besteht aus einer massiven Matrize, um Störungen der
Faserausrichtung an Spalten zu vermeiden, wie sie bei den Ringen
beobachtet wurden. Die Pressung erfolgte mit zwei Preßstempeln.
Die Kraftführung wurde,
um das Preßwerkzeug
möglichst
stabil zu halten, ohne Innentemperaturmessung nur über die
Außentemperatur
geregelt. Ansonsten wurde analog zur Ringherstellung verfahren.
Die
Pressungen von drei Pleuelkörpern
verliefen erfolgreich und unproblematisch. Die Pleuel waren gut
verdichtet und der Verbund der beiden keramischen Augen war innig
mit dem umgebenden faserverstärkten
Glas. Am plangeschliffenen Bauteil kann man sehr gut die zirkuläre Faserarchitektur
um die keramischen Augen und die umgebende Wicklung erkennen. Die
0°/90°-Lagen im Inneren
des Pleuels sind leicht wellig, was man deutlich an der unregelmäßigen Reflexion
auf der Oberfläche
erkennen konnte.
Die
Herstellung eines pleuelähnlichen
Körpers
kann als Zusammenfassung der Ergebnisse der Beispiele I und II verstanden
werden. Als mechanisch hochbelastetes Bauteil ist hier die Verwendung
der hochfesten faserverstärkten
Gläser
und Glaskeramiken durchaus interessant. So können die Fasern im Bauteil
an die Spannungsrichtungen in einer Weise ausgerichtet werden, daß sie die
Spannungen optimal aufnehmen können.
Die
Augen im Pleuel machen die Bedeutung eines keramischen Verbundpartners
deutlich. Da die faserverstärkten
Gläser
und Glaskeramiken scherenden Beanspruchungen in Faserlängsrichtung
nur schlecht standhalten, ist die Einführung einer zweiten Komponente
nötig,
die eine entsprechende Härte
und Verschleißfestigkeit
aufweist.
Die
beschriebenen Ergebnisse der Beispiele I bis III verdeutlichen das
Potential zur Realisierung komplexer Bauteile, die auch im vorhandenen
Prozeß möglich sind.
Dabei bietet die endgeometrienahe Fertigung Möglichkeiten zu einer wirtschaftlichen
Bauteilfertigung, da der Verschnitt beim Nachbearbeiten reduziert
werden kann. Gleichzeitig können
aber auch Faserarchitekturen realisiert werden, die der späteren Beanspruchung
des Bauteils optimal angepasst sind.
Wie
aus den Fügeversuchen
hervorgeht, ist vor allem die Differenz der thermischen Ausdehnuung
entscheidend für
die Festigkeit des erfindungsgemäßen Verbundes.
Glimmerglaskeramiken sind daher in der Eigenschaft interessant,
einen relativ hohen Ausdehnungskoeffezienten aufzuweisen. Deren
thermische Ausdehnung von etwa 4,5·10–6 K–1 liegt
schon sehr nahe bei der von SiC, was auf einen sehr guten möglichen
Fügeverbund
schließen
läßt.
