SiC-faserverstärkte SiC-Keramik                                                                                                         

 

J. Kriegesmann, M. Schumacher

Herstellung und Festigkeitsverhalten von SiC-faserverstärktem rekristallisiertem SiC

Keram. Z. 55 (2003) [12]

Die Herstellung von faserverstärkten keramischen Werkstoffen ist in der Regel sehr aufwendig. Daher war es Ziel dieser Machbarkeitsstudie, einen einfacheren Ansatz zur Herstellung leistungsfähiger Faserkeramiken zu finden. Es wurde eine faserverstärkte Keramik mit einer feinteiligen RSiC-Matrix und einem SiC-Fasergewebe entwickelt. Die Formgebung erfolgt mit der Foliengießtechnik. Die erhaltenen flexiblen grünen Folien wurden mit zwei unterschiedlichen Methoden laminiert. Nach dem

Brand wurde ein Verbundwerkstoff erhalten, der eine planare Sandwichstruktur mit wechselnden Lagen aus RSiC und RSiC enthaltenden Fasergeweben aufwies. Festigkeitsuntersuchungen zeigten, dass verschiedene energieverzehrende Prozesse für die hohe Zähigkeit dieses Werkstoffs verantwortlich sind. Damit kann der neue Werkstoff die Basis für Hightech-Anwendungen sein, z. B. für Bauteile der Raumfahrt oder Fahrzeugbremsen.

Fabrication of fibre reinforced ceramics generally is a complicated procedure. Therefore the purpose of this feasibility study was to find a simple approach for the processing technique of an efficient fibre reinforced ceramic material. The proposed fibre reinforced material contains fine grained RSiC matrix and SiC fibre fabric. Tape casting was used as shape forming technique. Two different methods were tested to laminate the flexible green tapes.

Through firing a composite was obtained which showed a planar sandwich like texture with alternating layers of RSiC and RSiC containing fibre fabrics. Strength measurements showed that various energy dissipating mechanisms are responsible for the toughness of the composite material. The new composite seems to be a basic material for high-tech applications like reentry structures and/or brake discs.