kokoMag

Entwicklung und Bewertung eines korrosionsgeschützten, nichtbrennbaren kohlenstofffaserverstärkten Magnesium-Werkstoffs für die Anwendung in der Luftfahrt

Klassische Konstruktionen mit Leichtmetallen kommen zunehmend an ihre Grenzen hinsichtlich der geforderten Materialkennwerte und Festigkeiten bei gleichzeitigem Wunsch zu besserem Ressourcenverbrauch, dünneren Wandstärken und sinkendem Materialeinsatz. Insbesondere in der Luftfahrt spielt das Systemgewicht von Komponenten eine enorme Rolle. Das Gesamtziel des Vorhabens kokoMag war daher die Entwicklung und Validierung eines korrosionsgeschützten, nichtbrennbaren kohlenstofffaserverstärkten Magnesium-Werkstoffs (CF/Mg) für Strukturbauteile im Kabinen- und Cargo-Bereich von Luftfahrzeugen. CF/Mg bietet aufgrund seiner hohen massespezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten ein enormes Leichtbaupotential mit richtungsabhängigen Verbundeigenschaften, die gezielt eingestellt werden können. Zusammen mit dem Institut für Werkstoffwissenschaften (ifWW) wurde die Entwicklung von nichtbrennbaren CF/Mg-Verbundwerkstoffen mit maßgeschneiderten Korrosionsschutzsystemen vorgenommen (Abb.1). Die Herausforderung bestand in der Modifikation des Fertigungsprozesses für nichtbrennbare Mg-Eco-Legierungen zur Herstellung der Verbundwerkstoffe. Darauf aufbauend wurden mittels innovativer thermischer Spritzverfahren verschiedene Schichten auf das CF/Mg-Substrat aufgebracht, deren Haftfestigkeit sowie der gesamte Werkstoffverbund auf Korrosionsbeständigkeit und Brennbarkeit geprüft. Abschließend wurden Lösungswege aufgezeigt, das neue Materialsystem für weitere Entwicklungsansätze zu nutzen.