Theoretische und numerische Untersuchung von Versagensmechanismen in Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen

Thema der Arbeit ist die Untersuchung zweier Versagensmechanismen in Kompositen, die aus einem keramischen Grundkörper (Matrix oder Trägermaterial) und einer metallischen Phase bestehen. Der erste Versagensmechanismus ist die Bildung von Kavitäten in Durchdringungsgefügen die durch Infiltration hergestellt werden. Die Arbeit gibt hier einen Überblick über den Stand der Forschung und diskutiert die Umstände die zur Bildung von Kavitäten führen. Es wird gezeigt, dass Kavitäten bereits während der Herstellung dieser Komposite entstehen. Weiterhin liefert die Arbeit ein einfaches Verfahren zur Bestimmung der Spannungen in diesen Kompositen während des Herstellungsprozesses. Der zweite Versagensmechanismus beschäftigt sich mit der Untersuchung der Spannungsfelder vor einem Riss entlang einer Grenzschicht zwischen Metall und Keramik. Hier werden einige Aspekte diskutiert, die das weitere VersagensverhaIten eines Schichtkomposites beeinflussen. Auch hier kann Kavitätenbildung auftreten, wenn die Grenzschichtfestigkeit genügend hoch ist.