Magnetoelastische Sensoren für die Überwachung von mechanischen Verformungen an der Grenze Faser-Matrix in Verbundwerkstoffen

Die Nutzung dieser Technologie bietet Bauteilherstellern und Anwendern erhebliche Vorteile. Eine auf lokaler Gasphasenabscheidung und Mikrostrukturierung mittels der Focused Ion Beam (FlB)-Technik beruhende Sensorfabrikationsmethode ist zu entwickeln. Sie soll vom Einsatz bei Faserbündeln mit 1000 Einzelfasern bis auf den bei Einzelfasern verfeinert werden, um diese Einzelfasern als Sensoren verschiedenen textilen Strukturen beizufügen. Dies bedingt zunächst die Entwicklung eines Verfahrens zur Vereinzelung von C-Fasern über lange Strecken. Die Implementierung und Erprobung der fertigen Sensoren im Verbundwerkstoff stellt einen komplementären Aufgabenkomplex dar. U. a. ist eine Entkopplung des Sensors von der Trägerfaser und seine wirksame Ankopplung an die Matrix sicherzustellen, um Rückwirkungen der Sensoren auf den lokal herrschenden Spannungszustand zu mindern. Demonstratoren sollen den Nutzen des Materialkonzeptes nachweisen. 

Am IMPT wird der Beschichtungsprozess für die Herstellungen der Funktionsschichten auf der Einzelfaser durchgeführt (siehe Abb. 1/2). Die Funktionsschichten sind Haftvermittler, magnetostriktive Schicht, Isolator und Leiter. Eine Herausforderung ist ebenso die Integration einzelner Funktionsschichten auf der Einzelfaser um das Schichtsystem wie in den Abb. 3/4 dargestellt zu erzielen. Im Anschluss wird mittels FIB-Technik, der Herstellungsprozess für die Mikrofeinstrukturierung, in Form von Spulen, entwickelt.