Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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Characterization of multiphase metal matrix composites by means of CT and neutron diffraction
(2016)
The present study examines the relationship between the microstructure of multiphase metal matrix composites and their damage mechanisms. The matrix AlSi12CuMgNi was combined with 15% vol. Al₂O₃ (short fibers), and with 7% vol. Al₂O₃ + 15% vol. SiC (short fibers and whiskers, respectively). The experimental approach encompasses 3D microstructure characterization by means of computed tomography of samples (a) as-cast, (b) after heat treatment, and (c) after compression tests at room temperature. The volume fraction of different phases, their distribution, their orientation, and the presence of defects and damage are studied.
The influence of the addition of SiC particles on mechanical properties of composite was investigated. Phase-specific load partition analysis for samples with fiber plane parallel to load was performed by using neutron diffraction (ND) during in-situ compression. ND results show damage in the Si phase, while Al₂O₃ short fibers carry load without damage until failure. The computed tomography observations confirm the load partition analysis.
Die Festigkeit von Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) lässt sich
durch (hydro-)thermale Behandlung weiter steigern. In der Literatur (zum
Beispiel Yazici, 2013) wird diese Festigkeitssteigerung mit der Bildung von
Tobermorit, einer kristallinen C-S-H-Phase, in Verbindung gebracht, wie dies
auch für Porenbeton oder Kalksilikat-Baustoffe angenommen wird. Die
durchgeführten röntgenographische Untersuchungen geben jedoch keinen Hinweis
auf das Vorhandensein von Tobermorit, sodass diese Erklärung nicht tragfähig
ist. Die tatsächliche Ursachen für die real vorhandene Festigkeitssteigerung
bleibt vorerst unklar.