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O: Oberflächenphysik

O 24: Rastersondentechniken (III)

O 24.15: Talk

Wednesday, March 29, 2000, 18:00–18:15, H44

AFM-Untersuchungen an kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoffen: Von der Einzelfaser bis zum infiltrierten Filz — •A. Pfrang, I. Yalman und Th. Schimmel — Institut für Angewandte Physik, Universität Karlsruhe (TH), D-76128 Karlsruhe

Mit pyrolytischem Kohlenstoff infiltrierte Kohlenstofffaserfilze kommen aufgrund ihrer thermischen und mechanischen Eigenschaften in der Hochtemperaturtechnik zum Einsatz.

Wesentlich für die Optimierung der Zugfestigkeit ist die geeignete Einstellung der Faser-Matrix-Wechselwirkung. Dazu wurden kommerziell erhältliche Fasern jeweils mit Ozon, Salpetersäure und Sauerstoff bzw. Ozon unter Verwendung von Ferrocen als Katalysator chemisch modifiziert und die Änderung der mikroskopischen Oberflächeneigenschaften als Funktion der Dosis und der Reaktionsbedingungen untersucht. Die Untersuchung wurde sowohl an Ultrahochmodul-(UHM)- als auch an High-Tenacity-(HT)-Fasern durchgeführt. Die Fasern wurden jeweils vor und nach der Behandlung mit Rasterkraftmikroskopie, Elastizitätsmikroskopie (FMM) und Reibungsmikroskopie (LFM) charakterisiert.

Mittels kombinierter Kraft- und Adhäsionsmikroskopie konnten an infiltrierten Kohlenstofffaserfilzen (CFC) drei verschiedene Typen von Mikrostrukturen des abgeschiedenen Kohlenstoffs unterschieden werden: isotroper, smooth laminarer und rough laminarer Kohlenstoff. Auf größerer Längenskala wurden die AFM-Daten mit an der gleichen Probenstelle gewonnenen Ergebnissen optischer (Polarisations-) Mikroskopie verglichen.