Sie möchten eine Oberflächenanalyse von CMC SiC/SiC durchführen lassen
Charakterisieren Sie die Oberflächen Ihrer SiC/SiC-Verbundwerkstoffe, um ihre Leistungsfähigkeit abzusichern
Les composites à matrice céramique (CMC) SiC/SiC sont aujourd’hui utilisés dans les applications les plus exigeantes des secteurs aéronautique, spatial, défense et énergie. Leur faible densité, leur excellente résistance mécanique et leur tenue aux très hautes températures en font des matériaux de référence pour les composants soumis à des conditions extrêmes.
Les performances de ces matériaux dépendent toutefois fortement de l’état de leur surface, des interfaces entre fibres et matrice, des traitements de surface ou encore des phénomènes d’oxydation pouvant apparaître au cours de leur fabrication ou de leur utilisation.
Au FILAB, nous réalisons des analyses de Composites à Matrice Céramique (CMC) des analyses de surface et des expertises de composites SiC/SiC afin d’évaluer leur intégrité, d’identifier les mécanismes de dégradation et d’accompagner vos développements, vos contrôles qualité ou vos investigations après défaillance.
Unsere Leistungen zur Oberflächenanalyse von SiC/SiC-Verbundwerkstoffen
Je nach Ihren Zielen setzt das Labor verschiedene Charakterisierungstechniken ein.
Chemische Oberflächenanalyse
Unsere Analysen ermöglichen die Identifizierung der elementaren und chemischen Zusammensetzung der Oberfläche, von Oxidschichten oder Beschichtungen.
Anwendungen:
- Identifizierung von Verunreinigungen ;
- Untersuchung der Oxidation ;
- Charakterisierung von Schutzschichten ;
- Vergleich vor/nach Alterung.
Beobachtung von Oberflächen und Grenzflächen
Unsere Experten führen Beobachtungen auf verschiedenen Skalen durch, um Folgendes zu charakterisieren:
- die Oberflächenmorphologie ;
- die Faser/Matrix-Grenzflächen ;
- die Risse ;
- die Herstellungsfehler ;
- die Phänomene des Verschleißes.
Analyse von Schädigungen
Wir unterstützen Industrieunternehmen bei der Ursachenforschung von Ausfällen, insbesondere durch die Untersuchung von:
- Oxidationsmechanismen;
- lokalen Brüchen;
- Delaminationen;
- Schädigungen der Beschichtungen;
- Wechselwirkungen mit der Einsatzumgebung.
Warum eine Oberflächenanalyse an einem CMC SiC/SiC durchführen?
Die Oberflächenanalyse ermöglicht die Charakterisierung physikalisch-chemischer Veränderungen, die die Materialeigenschaften beeinflussen können.
Sie beantwortet insbesondere die folgenden Fragestellungen:
- Validierung eines Herstellungsverfahrens;
- Kontrolle der Homogenität einer Oberflächenbehandlung ;
- Qualifizierung neuer Materialien;
- Charakterisierung einer Schutzbeschichtung ;
- Untersuchung von Korrosion bei hohen Temperaturen;
- Begutachtung nach Bruch oder Rissbildung;
- Analyse nach thermomechanischen Prüfungen
- Alterungsprüfungen im Einsatz.
Unsere FAQ
Ein CMC SiC/SiC-Verbundwerkstoff (Ceramic Matrix Composite) ist ein Werkstoff, der aus Siliziumkarbidfasern (SiC) besteht, die in eine ebenfalls aus Siliziumkarbid bestehende Matrix eingebettet sind. Diese Architektur verleiht ihm eine hervorragende mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen, eine geringe Dichte und eine bessere Beständigkeit gegenüber extremen Umgebungen als herkömmliche metallische Werkstoffe.
Diese Eigenschaften machen ihn zu einem besonders gefragten Werkstoff für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, im Energiesektor und in der Verteidigungsindustrie.
Der Oberflächenzustand eines CMC SiC/SiC beeinflusst seine Leistungsfähigkeit und Lebensdauer direkt. Eine Oberflächenanalyse ermöglicht die Bewertung der chemischen Zusammensetzung, der Mikrostruktur und möglicher Schädigungen des Werkstoffs.
Sie wird insbesondere verwendet, um:
- die Konformität eines Bauteils nach der Herstellung zu prüfen;
- eine Oberflächenbehandlung oder Schutzbeschichtung zu charakterisieren;
- Oxidationsmechanismen zu untersuchen;
- die Ursache eines Ausfalls zu identifizieren;
- einen Werkstoff vor und nach der Alterung zu vergleichen;
- die Entwicklung neuer Werkstoffe zu begleiten.
Oberflächenanalysen ermöglichen insbesondere die Identifizierung von:
- oberflächlichen Rissen;
- Haftungsfehlern zwischen den Schichten;
- Oxidationserscheinungen;
- Oberflächenkontaminationen oder -verschmutzungen;
- Veränderungen der chemischen Zusammensetzung;
- Schädigungen von Schutzbeschichtungen;
- Erosions- oder Verschleißerscheinungen.
Diese Informationen ermöglichen ein besseres Verständnis der Alterungsmechanismen des Werkstoffs.
Die in Hochtemperaturumgebungen eingesetzten SiC/SiC-Verbundwerkstoffe werden häufig durch spezielle Beschichtungen geschützt, insbesondere durch Environmental Barrier Coatings (EBC).
Diese Schutzschichten begrenzen die Oxidation von Siliziumkarbid und erhöhen die Lebensdauer der Bauteile.
Ihre Analyse ermöglicht die Überprüfung von:
- ihrer chemischen Zusammensetzung;
- ihrer Homogenität;
- ihrer Dicke;
- ihrer Haftung auf dem Substrat;
- dem Auftreten von Rissen oder Ablösungen;
- ihrer Entwicklung nach thermischer Belastung.
Die rasterelektronenmikroskopische Untersuchung in Kombination mit der EDX-Analyse ermöglicht die Beobachtung der Mikrostruktur des Verbundwerkstoffs und die Erstellung einer Elementkartierung seiner Oberfläche.
Diese Technik ermöglicht insbesondere die Untersuchung von:
- der Verteilung von Fasern und Matrix;
- den Faser-Matrix-Grenzflächen;
- oxidierten Bereichen;
- Einschlüssen oder Kontaminationen;
- den nach der Herstellung oder Nutzung vorhandenen Defekten.
SiC/SiC-Verbundwerkstoffe werden hauptsächlich in Bereichen eingesetzt, die Werkstoffe erfordern, welche extremen Bedingungen standhalten können:
- Luft- und Raumfahrt;
- Weltraum;
- Verteidigung;
- Energie;
- Gasturbinen;
- Hochtemperaturanwendungen.
Die Charakterisierung von SiC/SiC-Verbundwerkstoffen erfordert spezifische Fachkenntnisse im Bereich keramischer Werkstoffe und fortschrittlicher Analysetechniken.
Das Labor Filab ermöglicht die Kombination mehrerer analytischer Ansätze, um folgende Zusammenhänge herzustellen:
- die chemische Zusammensetzung;
- die Mikrostruktur;
- den Oberflächenzustand;
- die Degradationsmechanismen.
Dieser Ansatz ermöglicht ein zuverlässiges Verständnis des Werkstoffverhaltens und unterstützt Industrieunternehmen bei Qualifizierungsverfahren, Qualitätskontrolle, Schadensanalyse oder F&E-Entwicklung.
Um ein Angebot zu erhalten, können Sie unsere Teams über unser Kontaktformular, telefonisch oder per E-Mail kontaktieren.
Teilen Sie uns einfach Ihren Bedarf mit (Materialart, gewünschte Analyse, gegebenenfalls Norm, Dringlichkeit, Anzahl der Proben …). Anschließend senden wir Ihnen innerhalb von 24 bis 48 Stunden ein individuelles technisches und preisliches Angebot zu.
Die Fristen variieren je nach Art der Analyse und der Komplexität des Expertisenprojekts.
FILAB verpflichtet sich jedoch, schnelle Fristen zu bieten, die an Ihre Anforderungen und industriellen Dringlichkeiten angepasst sind.
