Materialverhalten auf der Mikroskala mittels hochauflösender Röntgen-Mikroskopie

Projektbeschreibung

Der steigende Anspruch an Verbundwerkstoffen in der Windenergie erfordert ein immer tieferes Verständnis des Materials und seines mechanischen Verhaltens. Die Vorgänge auf der Mikroebene stehen dabei im besonderen Fokus, da diese nur schwer zerstörungsfrei darstellbar sind. Am Institut für Windenergiesysteme wird mit Hilfe hochauflösender 3D-Röntgenmikroskopie versucht, das Schädigungsverhalten von Verbundwerkstoffen auf der Mikroebene zu erforschen. Dazu wird ein Röntgenmikroskop der Firma Zeiss (Xradia Versa 410) mit der leistungsstärksten Röntgenquelle in Europa verwendet.

Bei der auf der Abbildung dargestellten Probe handelt es sich um einen unidirektionalen Glasfaser-Epoxid-Prüfkörper, der mittels Röntgenstrahlung dreidimensional abgebildet wird. Dieser enthält neben den Fasern, die als weiße Punkte zu erkennen sind, und der Matrix (hellgrauer Hintergrund) auch Fehlstellen wie Lufteinschlüsse (dunkelgrauer Hintergrund). Der Vorteil der zerstörungsfreien Bildgebung ist die Möglichkeit, dem Körper sukzessive weitere Beanspruchungen aufzuprägen und Veränderungen in der Mikrostruktur sichtbar zu machen. Diese Informationen können in die Erweiterung vorhandener Materialmodelle eingehen, um einerseits die Grenzen der Skalierbarkeit von Rotorblättern zu überwinden und ihre Zuverlässigkeit zu erhöhen.