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Prozessbedingte Eigenschaften von thermoplastbasierten Nanokompositen

Die Zusammensetzung der Nanokomposite wirkt sich auf deren Verarbeitungsmöglichkeiten aus. Im Gegenzug hängen die Lage und Orientierung der Füllstoffe, die Qualität der Partikel/Matrix-Interphase und die Strukturbildung in der Matrix selbst von der Verarbeitungsgeschichte ab. Hierzu liegt bis heute kaum Untersuchungen vor.

Die vorliegende Arbeit befasst sich am Beispiel des Vibrationsschweißens mit der Untersuchung der Auswirkungen extremer Dehn- und Scherprozesse auf die Morphologie (Orientierung und Kristallisation) und die mechanische Eigenschaften von Schweißverbindungen aus thermoplastbasierten Nanokompositen. Um zu untersuchen, ob sich die hohe mechanische Leistungsfähigkeit von Nanokompositen auf die Schweißverbindungen übertragen lässt. Dazu wurden mit Nano-SiO2 und Nano-TiO2 gefülltes Polypropylen (PP) und mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) gefülltes Polyoxymethylen (POM) als Untersuchungswerkstoffe eingesetzt. Mit Hilfe eines Doppelschneckenextruders wurden Nanokomposite mit verschiedenen Füllstoffgehalten compoundiert und anschließend zu Fügeteilen spritzgegossen. Danach erfolgte die Verbindung der Fügeteile durch lineares Vibrationsschweißen. Zur Ermittlung des Einflusses der Schweißparameter und Füllstoffgehalte auf die Morphologie und letztendlich die Schweißnahtqualität wurden die Schweißverbindungen durch lichtmikroskopische, rasterelektronenmikroskopische und mechanische Untersuchungen charakterisiert.

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 Leyu Lin

Leyu Lin
Lehrstuhl für Verbundwerkstoffe
Technische Universität Kaiserslautern

Informationen

Freie Schlagwörter: Nanofüllstoffe, thermoplastbasierte Nanokomposite, Vibrationsschweißen, Schweißnahtfestigkeit, Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, Finite-Elemente-Methode (FEM)
Institut / Lehrstuhl: Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Technischen Universität Kaiserslautern
Sprache: Englisch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Alois K. Schlarb (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Michael Gehde, Prof. Dr.-Ing. G. Niedner-Schatteburg
Erscheinungsjahr: 2013
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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