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Patrick Gutmann

• In vorliegender Arbeit wurde zunächst ein Experiment konzipiert, welches die Carbonisierung von Carbonfaserbündeln unter definiertem Temperaturprogramm und geregelter mechanischer Spannung erlaubt. Eine Besonderheit ist die Befestigung der Enden des Faserbündels im heißen Bereich des Ofens. Der experimentelle Aufbau wurde als Erfindung eingestuft und ist als deutsches Patent angemeldet. Zur Untersuchung der Carbonisierung von PAN-Fasern wurde diese nach erfolgter Stabilisierung bei einer Heizrate von 10 K/min bis zu einer Temperatur von 1600 °C erhitzt. Dabei wurde der Übergang von einem polymeren, teilkristallinen Material, das Phasen aus PAN enthält, hin zu einem Material, das zu einem bedeutenden Teil aus turbostratischem Graphit besteht, beobachtet. Die mechanischen Eigenschaften verbesserten sich dabei insbesondere durch das Wachsen der graphitartigen Kristallite, die Erhöhung ihrer Ausrichtung entlang der Faserachse sowie durch die Verringerung des Faserdurchmessers. DieIn vorliegender Arbeit wurde zunächst ein Experiment konzipiert, welches die Carbonisierung von Carbonfaserbündeln unter definiertem Temperaturprogramm und geregelter mechanischer Spannung erlaubt. Eine Besonderheit ist die Befestigung der Enden des Faserbündels im heißen Bereich des Ofens. Der experimentelle Aufbau wurde als Erfindung eingestuft und ist als deutsches Patent angemeldet. Zur Untersuchung der Carbonisierung von PAN-Fasern wurde diese nach erfolgter Stabilisierung bei einer Heizrate von 10 K/min bis zu einer Temperatur von 1600 °C erhitzt. Dabei wurde der Übergang von einem polymeren, teilkristallinen Material, das Phasen aus PAN enthält, hin zu einem Material, das zu einem bedeutenden Teil aus turbostratischem Graphit besteht, beobachtet. Die mechanischen Eigenschaften verbesserten sich dabei insbesondere durch das Wachsen der graphitartigen Kristallite, die Erhöhung ihrer Ausrichtung entlang der Faserachse sowie durch die Verringerung des Faserdurchmessers. Die Applikation einer Spannung von 1 MPa während der Carbonisierung konnte diese Werte weiter optimieren und so zu den besten mechanischen Eigenschaften führen.…