Multi-Material-Verbund und Verfahren zu dessen Herstellung
Publikation: Geistiges Eigentum › Patentanmeldung/Patent
Beitragende
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Multi-Material-Verbunds (4) sowie einen Multi-Material-Verbund (4). Aufgrund der
stufenhaften Änderung von Werkstoffeigenschaften an der Grenzfläche verschiedener Werkstoffe, insbesondere metallischer und polymerer Werkstoffe,
bilden sich in Multi-Material-Verbunden häufig Risse, wodurch die Einsatzdauer verkürzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einer
graduellen Anpassung der Werkstoffeigenschaften der Materialen eines Multi-Material-Verbunds (4) an der Grenzfläche. Aus mindestens einer
Metallschicht (1), mindestens einer faserverstärkten oder unverstärkten ersten Polymerschicht (2) und mindestens einer aus dem Polymer der ersten
Polymerschicht (2) und Nanopartikeln gebildeten, faserverstärkten oder unverstärkten zweiten Polymerschicht (3), die zumindest bereichsweise
zwischen der Metallschicht (1) und der ersten Polymerschicht (2) angeordnet ist, wird unter Einfluss von erhöhter Temperatur oder erhöhter Temperatur
und erhöhtem Druck ein Verbund gebildet, wobei Nanopartikel der zweiten Polymerschicht (3) in die erste Polymerschicht (2) diffundieren, so
dass eine Gradientenschicht (5) gebildet wird, in der die Nanopartikelkonzentration zur ersten Polymerschicht (2) hin abnimmt. Der mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Multi-Material-Verbund (4) weist eine besonders hohe Lebensdauer auf und kann z. B. in Antriebswellen für
die Luftfahrt-, Automobil-, oder Schifffahrtbranche angewendet werden.
stufenhaften Änderung von Werkstoffeigenschaften an der Grenzfläche verschiedener Werkstoffe, insbesondere metallischer und polymerer Werkstoffe,
bilden sich in Multi-Material-Verbunden häufig Risse, wodurch die Einsatzdauer verkürzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einer
graduellen Anpassung der Werkstoffeigenschaften der Materialen eines Multi-Material-Verbunds (4) an der Grenzfläche. Aus mindestens einer
Metallschicht (1), mindestens einer faserverstärkten oder unverstärkten ersten Polymerschicht (2) und mindestens einer aus dem Polymer der ersten
Polymerschicht (2) und Nanopartikeln gebildeten, faserverstärkten oder unverstärkten zweiten Polymerschicht (3), die zumindest bereichsweise
zwischen der Metallschicht (1) und der ersten Polymerschicht (2) angeordnet ist, wird unter Einfluss von erhöhter Temperatur oder erhöhter Temperatur
und erhöhtem Druck ein Verbund gebildet, wobei Nanopartikel der zweiten Polymerschicht (3) in die erste Polymerschicht (2) diffundieren, so
dass eine Gradientenschicht (5) gebildet wird, in der die Nanopartikelkonzentration zur ersten Polymerschicht (2) hin abnimmt. Der mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Multi-Material-Verbund (4) weist eine besonders hohe Lebensdauer auf und kann z. B. in Antriebswellen für
die Luftfahrt-, Automobil-, oder Schifffahrtbranche angewendet werden.
Details
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Multi-Material-Verbunds (4) sowie einen Multi-Material-Verbund (4). Aufgrund der
stufenhaften Änderung von Werkstoffeigenschaften an der Grenzfläche verschiedener Werkstoffe, insbesondere metallischer und polymerer Werkstoffe,
bilden sich in Multi-Material-Verbunden häufig Risse, wodurch die Einsatzdauer verkürzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einer
graduellen Anpassung der Werkstoffeigenschaften der Materialen eines Multi-Material-Verbunds (4) an der Grenzfläche. Aus mindestens einer
Metallschicht (1), mindestens einer faserverstärkten oder unverstärkten ersten Polymerschicht (2) und mindestens einer aus dem Polymer der ersten
Polymerschicht (2) und Nanopartikeln gebildeten, faserverstärkten oder unverstärkten zweiten Polymerschicht (3), die zumindest bereichsweise
zwischen der Metallschicht (1) und der ersten Polymerschicht (2) angeordnet ist, wird unter Einfluss von erhöhter Temperatur oder erhöhter Temperatur
und erhöhtem Druck ein Verbund gebildet, wobei Nanopartikel der zweiten Polymerschicht (3) in die erste Polymerschicht (2) diffundieren, so
dass eine Gradientenschicht (5) gebildet wird, in der die Nanopartikelkonzentration zur ersten Polymerschicht (2) hin abnimmt. Der mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Multi-Material-Verbund (4) weist eine besonders hohe Lebensdauer auf und kann z. B. in Antriebswellen für
die Luftfahrt-, Automobil-, oder Schifffahrtbranche angewendet werden.
stufenhaften Änderung von Werkstoffeigenschaften an der Grenzfläche verschiedener Werkstoffe, insbesondere metallischer und polymerer Werkstoffe,
bilden sich in Multi-Material-Verbunden häufig Risse, wodurch die Einsatzdauer verkürzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einer
graduellen Anpassung der Werkstoffeigenschaften der Materialen eines Multi-Material-Verbunds (4) an der Grenzfläche. Aus mindestens einer
Metallschicht (1), mindestens einer faserverstärkten oder unverstärkten ersten Polymerschicht (2) und mindestens einer aus dem Polymer der ersten
Polymerschicht (2) und Nanopartikeln gebildeten, faserverstärkten oder unverstärkten zweiten Polymerschicht (3), die zumindest bereichsweise
zwischen der Metallschicht (1) und der ersten Polymerschicht (2) angeordnet ist, wird unter Einfluss von erhöhter Temperatur oder erhöhter Temperatur
und erhöhtem Druck ein Verbund gebildet, wobei Nanopartikel der zweiten Polymerschicht (3) in die erste Polymerschicht (2) diffundieren, so
dass eine Gradientenschicht (5) gebildet wird, in der die Nanopartikelkonzentration zur ersten Polymerschicht (2) hin abnimmt. Der mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Multi-Material-Verbund (4) weist eine besonders hohe Lebensdauer auf und kann z. B. in Antriebswellen für
die Luftfahrt-, Automobil-, oder Schifffahrtbranche angewendet werden.
Originalsprache | Deutsch |
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IPC (Internationale Patentklassifikation) | B29C 70/88 |
Veröffentlichungsnummer | WO 2019/034777 |
Anmeldedatum | 17 Aug. 2018 |
Land/Gebiet | Deutschland |
Prioritätsdatum | 17 Aug. 2017 |
Prioritätsnummer | DE 10 2017 214334 |
Publikationsstatus | Elektronische Veröffentlichung vor Drucklegung - 21 Feb. 2019 |
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Externe IDs
ORCID | /0000-0003-0311-1745/work/142659312 |
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ORCID | /0000-0003-4967-5773/work/142659329 |