Strukturelles Kleben im Flugzeugbau : plasmainduzierte Grenzflächenphänomene in CFK-Klebverbindungen und deren Auswirkungen auf mechanische Eigenschaften

  • Um die Anforderungen an Umweltverträglichkeit und ökonomische Leistungsstandards gleichzeitig vereinen zu können, liegt die Zukunft des Flugzeugbaus neben der Erforschung neuer Werkstoffe und deren Kombinationen, in der Weiterentwicklung modernster Fügetechnologien. Ein großes Potential bietet in diesem Zusammenhang die Klebtechnologie, welche vielseitige Optimierungsmöglichkeiten bereithält. Von der Auswahl der Klebstoffbeschaffenheit über die Art und Weise der Fügepartner-Vorbehandlung lassen sich umfangreiche Modifizierungsmaßnahmen realisieren. So bieten diverse Vorbehandlungsverfahren individuelle Adhäsionsqualitäten behandelter Oberflächen. Auch der Zusatz chemischer, haftvermittelnder Substanzen beeinflusst maßgeblich die Güte der Verbundfestigkeit und dessen Beständigkeit. Daher wird zukünftig die Herausforderung darin liegen, die bestmögliche Methode für den jeweiligen Werkstoff sowie den spezifischen Anwendungsfall zu definieren. Zu diesem Zweck beschäftigte sich dieUm die Anforderungen an Umweltverträglichkeit und ökonomische Leistungsstandards gleichzeitig vereinen zu können, liegt die Zukunft des Flugzeugbaus neben der Erforschung neuer Werkstoffe und deren Kombinationen, in der Weiterentwicklung modernster Fügetechnologien. Ein großes Potential bietet in diesem Zusammenhang die Klebtechnologie, welche vielseitige Optimierungsmöglichkeiten bereithält. Von der Auswahl der Klebstoffbeschaffenheit über die Art und Weise der Fügepartner-Vorbehandlung lassen sich umfangreiche Modifizierungsmaßnahmen realisieren. So bieten diverse Vorbehandlungsverfahren individuelle Adhäsionsqualitäten behandelter Oberflächen. Auch der Zusatz chemischer, haftvermittelnder Substanzen beeinflusst maßgeblich die Güte der Verbundfestigkeit und dessen Beständigkeit. Daher wird zukünftig die Herausforderung darin liegen, die bestmögliche Methode für den jeweiligen Werkstoff sowie den spezifischen Anwendungsfall zu definieren. Zu diesem Zweck beschäftigte sich die vorliegende Dissertation mit einer Materialkombination aus luftfahrtzertifizierten Fasern mit dem Matrixwerkstoff RTM6. Neben den gängigen Vorbehandlungsmethoden der Luftfahrtindustrie, wurde der Fokus auf die Aktivierung mittels Atmosphärendruckplasma gerichtet, wobei auch die Niederdruckplasmabehandlung als Vergleich herangezogen wurde. Zusätzlich zur Plasmaaktivierung wurden zwei geeignete Haftvermittler getestet und auf Eignung für das betreffende Material beurteilt. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war die Auswahl und Untersuchung eines neuen, geeigneten kalthärtenden 2k-Epoxidklebstoffs und die Gegenüberstellung mit einem bereits in der Anwendung befindlichen Material. Zerstörende mechanische Prüfungen kamen zum Einsatz, um den Effekt der unterschiedlichen Oberflächenbehandlungsmethoden auf die Höhe und Qualität der Verbundfestigkeit sichtbar zu machen. Weiterhin sollten die dafür verantwortlichen chemisch-physikalischen Reaktionen im Grenzflächenbereich der Verklebung eingehend untersucht werden und hierdurch das Verständnis für die zugrundeliegenden Mechanismen hoher Verbundfestigkeiten erweitern.show moreshow less

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Metadaten
Author:Nicole Metzler
URN:urn:nbn:de:bvb:384-opus4-380762
Frontdoor URLhttps://opus.bibliothek.uni-augsburg.de/opus4/38076
Advisor:Michael Kupke
Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of first Publication:2018
Publishing Institution:Universität Augsburg
Granting Institution:Universität Augsburg, Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Date of final exam:2018/03/15
Release Date:2018/05/24
Tag:Strukturelles Kleben; Plasmaaktivierung; Diffusionsmechanismen; Zugscher; Double Cantilever Beam; RTM6-CFK; Haftungsmechanismen
GND-Keyword:Flugzeugbau; Kleben; Grenzfläche; Oberflächenspannung; Adsorption; Adhäsion; Kohäsion; Mechanische Eigenschaft
Institutes:Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät / Institut für Materials Resource Management
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
5 Naturwissenschaften und Mathematik / 54 Chemie / 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Licence (German):Deutsches Urheberrecht