Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M III: HV III

M III.1: Hauptvortrag

Dienstag, 27. März 2001, 14:30–15:00, S8

Zweiskalig teilchenverstärkte Metalle: Ein Weg zu neuen Hochtemperaturwerkstoffen? — •Joachim Rösler, Martin Bäker und Cristina Tiziani — Institut für Werkstoffe, TU-Braunschweig, Langer Kamp 8, D-38106 Braunschweig

Teilchenverstärkte, metallische Werkstoffe spielen bei Hochtemperaturanwendungen eine bedeutende Rolle. Dies gilt gleichermaßen für Werkstoffe, die mittels nanoskaliger Teilchen dispersionsverfestigt sind, wie für Verbundwerkstoffe mit makroskopischen Verstärkungen. In diesem Vortrag wird der Frage nachgegangen, wie das mechanische Hochtemperaturverhalten beeinflusst wird, wenn die Dispersionshärtung mit der Verbundverstärkung kombiniert wird. Da solche Materialien Teilchen zweier unterschiedlicher Größenskalen enthalten, verwenden wir für diese bisher noch ungewohnte Verstärkungsart den Begriff der „zweiskalig teilchenverstärkten“Werkstoffe. Aufbauend auf bestehenden Modellen zum Kriechverhalten dispersionsgehärteter und verbundverstärkter Metalle wird zunächst ein neues Kriechgesetz für zweiskalig, teilchenverstärkte Hochtemperaturwerkstoffe vorgeschlagen und dann näher analysiert. Dabei ergeben sich einige bemerkenswerte Vorhersagen. Insbesondere wird ein Synergieeffekt vorausgesagt, der erheblich höhere Kriechfestigkeiten erwarten lässt, als dies mittels Dispersionshärtung oder Verbundverstärkung möglich wäre. Wie näher erläutert wird, kommt es dabei allerdings darauf an, dass die Teilchenparameter (Volumenanteil, Abmessungen, Aspektverhältnis etc.) in geeigneter Weise eingestellt werden. Am Beispiel zweiskalig teilchenverstärkter Kupferwerkstoffe werden Möglichkeiten zur praktischen Umsetzung dieses Konzeptes erläutert.