Mit Graphen verstärkter Aluminiumschaum für die Automobil- und Luftfahrtindustrie

Die vorliegende Forschungsarbeit befasst sich mit dem Druckverformungsverhalten von Al-Verbundschaum und mit Graphen verstärktem Aluminiumschaum unter statischen und dynamischen Druckbelastungsbedingungen bei Dehnungsraten von 500/s-1276/s. Der geschlossenzellige Aluminiumschaum wurde mit Hilfe der Flüssigmetallurgie für eine Konzentration von 0,5% Graphen hergestellt. Das Druckverhalten des Hybridschaums (relative Dichte: 0,23 bis 0,29) bei hohen Dehnungsgeschwindigkeiten wurde mit dem Split Hopkinson Pressure Bar Test untersucht. Die Ergebnisse der Drucktests zeigen, dass die Plateauspannung und die Energieabsorption des Graphen-Al-Schaums viel höher sind als die des Al-Verbundschaums. Die Verstärkung mit Graphen erhöht die Plateauspannung und die Energieabsorptionsfähigkeit des Schaums um das 1,25- bis 2,4-fache in statischen Tests. Dies ist hauptsächlich auf das Vorhandensein von Graphen zurückzuführen, das wiederum die Zellwände verstärkt. Es wurde festgestellt, dass die Plateauspannung und die Energieabsorption des Hybridschaums mit zunehmender Dehnungsrate über den gesamten Bereich der Dehnungsraten von 500s-1 bis 2760s-1 ansteigen. Die Plateauspannung ist empfindlich gegenüber der Dehnungsrate, aber unempfindlich gegenüber der Verdichtungsdehnung. Es wird auch festgestellt, dass die Plateauspannung unempfindlich gegenüber der relativen Dichte ist.

Autorentext
Sourav Das hat an der University of Missouri-Columbia Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik studiert und promoviert derzeit in Maschinenbau an der Universität von Wisconsin-Milwaukee ("Labor für Strömungs- und Transportstudien in porösen Medien"). Sein Forschungsinteresse gilt Verbundwerkstoffen und Strömungsphänomenen im Nanomaßstab.