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Bibliographic Metadata

Title
Korrosionsanalytische Untersuchungen von CFK basierten Hybridwerkstoffen / von M.Sc., Andreas Bauer ; Erstgutachter: Prof. Dr.-Ing. Guido Grundmeier, Zweitgutachter: Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut
AuthorBauer, Andreas
ParticipantsGrundmeier, Guido ; Meschut, Gerson
PublishedPaderborn, 2016
Edition
Elektronische Ressource
Description1 Online-Ressource (vi, 170 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteUniversität Paderborn, Univ., Dissertation, 2016
Annotation
Tag der Verteidigung: 12.02.2016
Defended on2016-02-12
LanguageGerman
Document TypesDissertation (PhD)
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-24567 
Files
Korrosionsanalytische Untersuchungen von CFK basierten Hybridwerkstoffen [22.08 mb]
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Reference
Classification
Abstract (German)

Diese Dissertation beschäftigt sich mit der grundlegenden Untersuchung des Korrosionsverhaltens von CFK-Metall-Hybridstrukturen. Sowohl elektrochemische Messungen in Immersion als auch Potentialmessungen unter atmosphärischen Bedingungen mittels der Raster-Kelvinsonde bestätigen die ausgeprägten Potentialdifferenzen zwischen kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und Fe und Al-basierten Metallen. Die detektierten Differenzen im Potential führen bei den Kontaktelementen CFK-S235JR und CFK-AlMgSi0,5 zur Ausbildung von galvanischen Strömen. Kontaktkorrosionsstrommessungen in Immersion belegen die Abhängigkeit der Kontaktelementaktivität vom gelösten Sauerstoff in der Lösung. Zum Vergleich werden die Korrosionsströme der galvanischen Elemente auch unter atmosphärischen Bedingungen (Salzsprühnebel) erfasst. Hier sind insbesondere die Auswirkungen des Probenneigungswinkels sowie der Probenorientierung zu beobachten. Da kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff bei galvanischer Kopplung in der Regel den edleren Werkstoff repräsentiert, werden die Folgen einer kathodischen Polarisation geprüft. Nach der Belastung sind an der CFK-Oberfläche ein Ausbrechen der Glasfasern sowie eine C-Faser-Matrix-Delamination zu erkennen. Die Verifizierung dieser Schädigungseffekte erfolgte mit Hilfe von Hybridprobekörpern in diversen Klimatests. Die Arbeit behandelt darüber hinaus eine elektrochemische und spektroskopische Differenzierung von unbehandelten und beschlichteten Kohlenstofffasern. Aufbauend auf dem Grundlagenverständnis wurden verschiedene Untersuchungen zur Elektropolymerisation von Acrylsäure auf Graphit und CFK durchgeführt.

Abstract (English)

This dissertation deals with the fundamental investigation of the corrosion behavior of CFRP-metal-hybrid structures. Both electrochemical measurements in immersion and potential measurements under atmospheric conditions by means of the Scanning Kelvin Probe confirm the pronounced potential differences between carbon fiber reinforced plastic and Fe and Al-based metals. The detected potential differences result in the formation of galvanic currents at the contact elements CFRP-S235JR and CFRP-AlMgSi0.5. Contact corrosion current measurements in immersion reveal the dependence of the contact element activity on dissolved oxygen within the solution. For comparison the corrosion currents of the galvanic elements under atmospheric conditions (salt spray) are also recorded. A particular influence of specimen inclination and specimen orientation are observed. Carbon fiber reinforced plastic shows the behavior of a noble material during galvanic coupling. Therefore, the effect of a cathodic polarization is investigated. After the exposure on the CFRP surface a breaking of the glass fibers as well as a C-fiber-matrix delamination can be recognized. The verification of these damage effects was carried out by exposure of hybrid specimens to various climate tests. In addition the work is focused to an electrochemical and spectroscopic differentiation of untreated and sized carbon fibers. Based on the primary understanding several studies of the electropolymerization of acrylic acid on graphite and CFRP were executed.

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