Das Wehrwissenschaftliche Institut für Werk- und Betriebsstoffe (WIWeB) ist das Kompetenzzentrum der Bundeswehr für Sicherheit, Technologie und Chemie der Werk- und Betriebsstoffe. Es erarbeitet technologische und wissenschaftliche Grundlagen zur Sicherheit, Zuverlässigkeit und zur Beurteilung von Werk- und Betriebsstoffen, Chemikalien sowie der Bekleidung und persönlichen Ausrüstung unserer Soldatinnen und Soldaten. Neben diesen Hauptarbeitsrichtungen widmet sich unser Institut auch Fragen der Chemikaliensicherheit sowie des Arbeits- und Umweltschutzes
 

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) gewinnen dank hervorragender hochdynamischer Belastbarkeit bei geringem Gewicht kontinuierlich an Interesse im modernen Flugzeugbau. Neben diesen Vorteilen weisen diese innovativen Werkstoffe im Vergleich zu Metallen jedoch eine geringere thermische Stabilität auf.

Maximale Dauereinsatztemperaturen von beispielsweise 135 °C für einen zugelassenen Luftfahrzeug-Faserverbundwerkstoff wurden in der Vergangenheit unter verschiedenen Umständen bereits häufiger überschritten. Als Beispiele seien genannt: Einwirken von heißen Triebwerksabgasen, Bearbeitung von CFK-Materialien oder durch die Einwirkung von Laserlicht beim Laserschneiden bzw. –entlacken. Darüber hinaus sind militärische genutzte Luftfahrzeuge einer erhöhten Bedrohung durch hohe Temperaturen z.B. in Form von Laserwaffen oder Explosionen ausgesetzt. In diesen Fällen ist eine aussagekräftige Charakterisierung des Zustandes des CFK-Werkstoffes erforderlich.

In dieser Arbeit sollen kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe mit Industrieruß bzw. Kohlenstoffnanoröhrchen modifiziert werden, um vor allem die thermischen Eigenschaften des Materials zu verbessern. Hierzu sollen Laminate mit verschiedenen Massenkonzentration hergestellt, thermisch geschädigt und mit zerstörungsfreien (z.B. Light-Flash Analyse, Dynamisch-Mechanische Analyse, Ohmmeter, Ultraschallprüfsystem, µ-Computertomographie und Infrarotspektroskopie) sowie zerstörenden (z.B. Kurzbiege-, Zug- und Druckversuch) Methoden untersucht werden.

Ziel der Arbeit ist es, die thermische Schädigung von modifizierten kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen zu quantifizieren. Zudem soll der Einfluss unterschiedlicher Belastungsszenarien auf den thermischen Abbau von CFK ermittelt werden.

Folgende Punkte sollen im Rahmen der Arbeit bearbeitet werden:

• Herstellung von modifizierten Laminaten (Nasslaminieren)
• Durchführen von thermischen Bestrahlungen mit Hilfe eines Cone Calorimeters und
  Infrarotstrahlers.
• Ermittlung der Temperatur in Abhängigkeit der Laminattiefe.
• Untersuchung von thermisch geschädigten Proben anhand von zerstörungsfreien und zerstörenden Methoden.
• Bestimmung des Einflusses unterschiedlicher Bestrahlungsszenarien auf den thermischen Abbau von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen.

Ihr Profil:

• Studium der Fachrichtung Materialwissenschaften, Chemie, Physik oder eines vergleichbaren Studiengangs.
• Interesse an Faserverbundwerkstoffen.
• Technisches Verständnis und analytische Fähigkeiten.
• Hohe Eigeninitiative und Motivation.

Die Abschlussarbeit kann in einem Zeitrahmen von vier bis sechs Monaten bearbeitet werden. Eine militärische Unterkunft in Erding kann bei Bedarf zur Verfügung gestellt werden. Bei Erfüllen der Voraussetzungen ist eine Bezahlung (ca. 900 EUR/Monat) möglich.
 

Ansprechpartner:

Johannes Bibinger M.Sc., johannes.bibinger@unibw.de