Development of fiber-reinforced all-oxide composites manufactured by a novel lamination route (PDF)

This work aims at investigating the viability of using reaction bonded aluminum oxide (RBAO) to produce fiber-reinforced all-oxide composites with a reduced amount of shrinkage-related cracks. A novel manufacturing route is therefore developed, in which thermoplastic prepregs are manufactured by a two-step impregnation process using organic-based suspensions. Composites with both RBAO and a reference all-oxide matrix are produced and characterized. A detailed analysis of the microstructure and mechanical properties of the produced composites allows for a critical evaluation of the developed processing route, as well as of the use of a RBAO matrix in all-oxide composites.

Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Realisierbarkeit, reaktionsgebundenes Aluminiumoxid (RBAO) zu nutzen, um langfaserverstärkte oxidkeramische Verbundwerkstoffe mit einer geringeren Menge an durch Schrumpfung bedingten Rissen herzustellen. Dazu wird ein neues Verfahren entwickelt, bei dem thermoplastische Prepregs durch ein zweistufiges Imprägnierungsverfahren unter Verwendung von organisch basierten Suspensionen hergestellt werden. Es werden Verbundwerkstoffe mit sowohl RBAO als auch einer oxidischen Referenzmatrix produziert und charakterisiert. Eine detaillierte Analyse der Mikrostruktur und der mechanischen Eigenschaften der hergestellten Verbundwerkstoffe ermöglicht eine kritische Bewertung des entwickelten Herstellungsverfahrens sowie der Verwendung der RBAO-Matrix in oxidkeramischen Verbundwerkstoffen.