Anforderungsgerechte textile Halbzeuge und Z-verstärkte Preformen für Hochleistungsfaserverbundkeramiken

Anforderungsgerechte textile Halbzeuge und Z-verstärkte Preformen werden zukünftig eine immer größere Rolle bei der Herstellung effizienter Hochleistungsfaserverbundkeramiken spielen, um den gestiegenen Anforderungen u. a. für ihren Einsatz in den Bereichen Automotive, Energietechnik und Flugzeugbau (z. B. Fluggasturbinen) gerecht zu werden. Im Rahmen der Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung „Technische Textilien für innovative Anwendungen und Produkte – NanoMatTextil“ wurden textile Carbonfaser-Preformen mit einer definierten Z-Verstärkung durch Vernadeln sowie mittels Tufting entwickelt. Als Halbzeuge wurden dabei unidirektional und biaxial verstärkte Non-Crimp-Fabrics, hochdrapierbare Gewebestrukturen, Radialgewebe mit lastgerechtem Faserverlauf, Krempel-Vliesstoffe sowie Vliese aus gechoppten Fasern eingesetzt. Die entwickelten Preformen dienen als Basis zur Herstellung von Faserverbundkeramiken nach unterschiedlichen Beschichtungs- und Keramisierungsverfahren. Die Resultate der Forschungsarbeiten belegen, dass sich auf der Basis Z-verstärkter textiler Preformen hochfeste Faserverbundwerkstoffe herstellen lassen. Gleichzeitig zeigt sich, dass Z-verstärkte Preformen zur Herstellung von Hochleistungsfaserverbundkeramiken ein hohes Maß an struktureller Anpassungsfähigkeit – wie Handlingfähigkeit, eine gezielt einstellbare Porengrößenverteilung und Faserdichte sowie ein Faservorzugsorientierung mitbringen müssen. Zudem ist es notwendig, derartige Hochleistungstextilien mit Faserschutzschichten zu versehen, um eine ausreichend hohe Schadenstoleranz und Festigkeit zu erzielen