Carbon was ist das Fortsetztung

Im Vorhergehenden Beitrag habe ich versucht die Carbonfaser so gut und einfach wie möglich zu beschreiben.
Da aber Carbon nicht Carbon ist und auch nicht nur aus Fasern besteht,folgen nun ein paar Details.

Die Fasern selber werden durch einen Kleber(Matrix)zusammen gehalten,wobei man zwischen DURO und THERMOplastischen
Klebern unterscheidet,fertige Bauteile heißen in der Fachsprache dann auch Faserverbundwerkstoffe (FVK)
Was ist die Aufgabe der Matrix:a.Kräfte in die Faser einzuleiten
b.Die Kräfte von Faser zu Faser zu übertragen
c.Dem Bauteil seine Form zu geben und die Fasern vor Beschädigung zu schützen
Bei der Verarbeitung der Fasern zu einem Bauteil müssen die Fasern zuerst mit einem Haftvermittler bearbeitet werden,hier ist wichtig das dieser möglichst Blasenfrei und und die Fasern komplett umschließt.
Die meist verbreitetsten Harze sind die Duroplaste,meist kommt ungesättigtes Poleyesterharz(UP) oder Epoxidharz(EP) zum einsatz,hier unterscheidet man wiederum zwischen kalt und warm härtenden Harzen,ausgenommen EP das nur heiß Verarbeitet wird.

kalthärtendes UP:Verarbeitungstemperatur ca.10-40C
heiß härtendes UP:Verarbeitungstemperatur ca.140C
heiß härtentes EP:Verarbeitungstemperatur ab 130C

Vorteil der Duroplaste,schnelle Verarbeitung(kann mit härter,Beschleuniger und Wärme zufuhr gesteuert werden),wenig Energieaufwand,hohe durchdringung der Faser,sehr hohe Steifigkeit und Festigkeitswerte,gute chmikalien beständigkeit.

Nachteil:Begrenzte Thermische belastbarkeit,durch die hohe Festigkeit ergibt sich ein sprödes Bruchverhalten,die für die Verarbeitung nötigen Löse-Vernetzungs,und Beschleunigermittel(Styrol,Kobalt,Amin udgl.)sind stark Gesundheits gefährdent.

Thermoplaste gibt es als Kurzfaser(0,2mm) Langfaser(bis ca.25mm)Thermoplaste(LFT) und endlosfaser,auch können Thermoplaste nur im heiss Verfahren(ab ca.200C) verarbeitet werden,hier ergibt sich das grösste problem bei Thermoplasten
da sie die Faser nicht durchdringen sondern nur auf die Faser Aufgeschmoltzen sind und somit eine niedrigere Steifigkeit und Chemische beständigkeit gegenüber den Duroplasten haben,weisen jedoch eine höher Zähigkeit auf dadurch eine höher Schadenstoleranz auf.
Es treten aber während der Verarbeitung keine giftigen Reaktionen auf.
Thermoplaste werden meist mit kurzfasrigen Fasern(0,2mm) Verarbeitet und sind die am meist genutzten FVK-Teile am Markt
z.B.Polypropylehn,Polyamid,Polyester,Polycarbonat.

So das wars erstmal wieder werde heute oder morgen noch was zum Versagensverhalten schreiben und dann sollte eigentlich das meiste gesagt sein.
Wenn wer Anregungen oder Kommentare dazu abgeben will,immer her damit.

eine sehr gute dtailerte beschreibng des werkstoffes,finde ich klasse,ich als für sager für carbon

@Planet_Ocean
Hab diesen neuen Bereicht schon in den geschlossen Original Artikal verschoben!
Den hier lasse ich offen wenn noch was kommt oder einer was dazu sagen will - OK?

hab es schon gesehen Danke und ja es kommt noch was,sollte der letzte Teil sein

Auf zum letzten Teil der Carbon Geschichte

Versagen bzw.Versagensverhalten

Bei FVK-Teilen wird zwischen einem Zwischenfaserbruch,Faserbruch und einem total Versagen des Bauteils unterschieden.
Letzteres bedarf wohl nicht wirklich einer Erklärung,wobei hier immer die beiden vorhergehenden Brüche Einfluss auf das total Versagen eines Bauteils haben.

Der Zwischenfaserbruch(Zfb)entsteht wenn die Druck bzw.Schubfestigkeit in der Matrix erreicht wird und sich diese von der Faser
löst wobei die Faser meist unbeschädigt bleibt,Hauptursache für dieses versagen ist das die Matrix meist spröder ist als die Faser selbst,der Riss selbst beginnt immer am Scheitel und erst wenn sich diese Lokalen risse zu einem Querriß vereinigt haben kann die Schicht,lokal,keine Kräfte mehr Übertragen diese müssen dann die anderen Schichten übernehmen.
Die Querrißbildung ist kein spontaner Prozeß sondern ein fortschreitender und wirkt sich somit auf das E-Modul aus.

Faserbruch-Die Faser liegt um das Bauteil stabiler zu machen in der Matrix,bricht eine Faser wird die Last über Schubspannungen von der Matrix auf andere Fasern Übertragen,die gebrochene Faser fällt somit nur in diesem Teilbereich aus.
Ist jedoch keine Haftung mehr zwischen Matrix und Faser vorhanden,Beispiel zu schnelles Aushärten der Matrix oder schlechtes aufbringen des Haftvermittlers,kann keine Last von einer Faser zur anderen Übertragen werden und die Festigkeit entspricht die einer einzelnen Faser.
Durch die nun hier auftreteten Spannungsspitzen kann es zu Zfb und weiteren Faserrissen kommen bis zur sogenannten Delaminatation,das völlige versagen des Laminates.

super arbeit ! ich kopier den teil zum rest und mach hier dicht, löschen werd ich diesen thread dann heute abend, wenns dir recht ist?!

danke für das super tut, genau das brauchen wir hier...

da fällt mir ein wir haben ja auch ne wunsch-ecke bei den tuts...