Keramische Faserverbundwerkstoffe weisen über einen breiten Temperaturbereich hohe spezifische
Materialkennwerte und Temperaturwechselbeständigkeit sowie gute elektrochemische Eigenschaften auf.
Durch diese herausragenden Werkstoffeigenschaften besitzen sie ein großes Potential als Hochtemperatur- und Leichtbauwerkstoff, weshalb sie auch als Zukunfts- und Schlüsselmaterialien für die Energiewende gelten. Charakteristisch für diese Werkstoffklasse ist die Einbettung textiler Keramikfasern in eine spröde keramische Matrix. Sie führen neben einer Verstärkung auch zu einem quasiduktilen Bruchverhalten und somit zu einem schadenstoleranten Konstruktionswerkstoff. Werden die Verstärkungsfasern gerichtet eingebracht zeigen die Faserkeramiken anisotrope Eigenschaften, die bei der Bauteilauslegung berücksichtigt werden müssen. Für einen effizienten Einsatz keramischer Faserverbundwerkstoffe muss daher die Faserarchitektur in entsprechenden Berechnungsmodellen bei der konstruktiven Auslegung von Komponenten berücksichtigt werden. Erfolgreich umgesetzt wird dies beispielsweise bei Fluggasturbinen, deren Wirkungsgrad durch höhere Einsatztemperaturen der keramischen Komponenten bei zugleich geringerem spezifischem Gewicht signifikant gesteigert werden können. Weitere Einsatzgebiete finden sich zudem in der Raumfahrtindustrie (z.B. Triebwerke) sowie im Automotivbereich (z.B. Bremsscheiben) oder der Energiebrache (z.B. Kernfusionsreaktor).
Ziel der Vorlesung ist es, den Studenten die nötigen Kenntnisse für den Einsatz von Faserverbundkeramiken als Konstruktionswerkstoff zu vermitteln. Zudem sollen im Rahmen von Übungen anhand praxisorientierter Anwendungsbeispielen das nötige Vertrauen für den Einsatz dieser Werkstoffklasse erarbeitet werden.
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