Neuartige Graphen modifizierte Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe zur Verbesserung der Schadenstoleranz und multifunktionale Eigenschaften „GRACE“

Die hohe Attraktivität der faserverstärkten Kunststoffe (FVK) für Anwendungen im Transportsektor (Luftfahrt, e-Mobilität) oder in Windenergieanlagen erfordert die Entwicklung von Materialien mit verbesserten und spezifischen Eigenschaften, um eine größer Flexibilität in der Bauteilauslegung und eine größere Gewichtseinsparung zu gewährleisten. Der Einsatz von Graphenen als Verstärkungsmaterial in der Kunststoffmatrix von FVK führt zu einem multiskaligen Materialaufbau. Die mikro-/makroskalige Faserverstärkung definiert das makroskopische Verhalten der FVK Die Nanophase beeinflusst die Schadentoleranz des Verbundwerkstoffs. Kohlenstoff basierte Nanopartikel, wie Graphene, verbessern zusätzlich die elektrische und thermische Leitfähigkeit der Kunststoffmatrix, was multifunktionelle Verbundwerkstoffe ermöglicht. Die Forschung auf dem Gebiet der nanoskaligen Verstärkung der letzten zehn Jahre aufgreifend, soll diese Arbeit, am Beispiel eines konkreten Bauteils aus dem Flugzeugbau, das Potential der hier untersuchten multiskaligen Verbundwerkstoffe demonstrieren.

Es sollen Graphene als Matrixadditive hinsichtlich dreier Entwicklungsrichtungen untersucht werden:

- Verbesserung der Bruchzähigkeit und Schadenstoleranz von FVK ohne die warm/feucht Eigenschaften zu beeinflussen.

- Verbesserung der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit von FVK.

- Entwicklung eines Klebematerials mit verbesserten mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften.