Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at

Lösungen
L27: Nanoindentierungsversuche an Verbundwerkstoffen
L27: Nanoindentierungsversuche
an W/Cu-Mikro- und
Nano-Verbundwerkstoffen
Zwei Methoden, sehr hohe Festigkeiten in Werkstoffen
zu erzielen, wurden am Erich-Schmid-Institut
miteinander kombiniert, nämlich die Verwendung
von Verbundwerkstoffen (Composites) und
die Kornverfeinerung. Dazu wurde ein Composite,
der aus W-Teilchen, eingebettet in eine Cu-Matrix,
bestand, in mehreren Stufen einer extrem hohen
plastischen Verformung unterzogen. Dadurch
wurden die W-Partikel und die Matrixbereiche von
ursprünglich einigen Mikrometern auf wenige zehn
Nanometer verkleinert, was zu enormen Festigkeitssteigerungen
führte. Die Strukturverfeinerung
wurde durch Rasterelektronenmikroskopie gezeigt
(s. Abb. 1).
Nach sehr hohen Verformungen wurde eine Sättigung
erzielt, insofern, als weitere Verformung keine
erkennbare weitere Strukturänderung bewirkte.
Dieser Befund ist Gegenstand aktueller Forschungen.
Eine Fragestellung dabei ist, ob und wie sich
die lokalen mechanischen Eigenschaften der einzelnen
Bestandteile W-Teilchen und Cu-Matrix bei der
Verformung ändern, und zwar bei Raumtemperatur
und bei erhöhten Temperaturen.
Abbildung 1:
Rasterelektronenmikroskopiebilder von einem unverformten (links) und einem hochverformten
WCu-Verbund (rechts).
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Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005