Temperaturbeständige faserverstärkte Verbundwerkstoffe

Behalter fur Flussigkeiten und Druckgase sowie Reaktionskessel und Autoklaven werden heute noch vorzugsweise aus Stahl gefertigt. Wegen des relativ hohen Wertes des spezifischen Gewichtes von Stahl sind diese Behalter oft mehrere Tonnen schwer und erfordern aufwendige und schwere Stutz- und Aufhangevorrichtungen. Um Gewicht und damit auch Kosten zu sparen, sind Werkstoffe erforderlich, die hohere Zugfestigkeit und geringeres spez. Gewicht als Stahl haben. Das sind die faserverstarkten Werkstoffe mit Kunststoff- oder Leichtmetallmatrix. Neben den glasfaserverstarkten Kunststoffen (GFK) werden in Zukunft vor allem stahldrahtverstarkte Kunststoffe (MFK) Bedeutung erlangen. Wegen der hoheren Festigkeit der eingelagerten Stahldrahte gegenuber den ublicherweise verwendeten Glasfaden erreicht MFK die gleichen Werte der Reislange (d. i. d. Quotient aus Festigkeit: spez. Gewicht) wie GFK. An Aluminiumlegierungen, die mit Stahldraht verstarkt wurden, wurden Festigkeitswerte bis zum 5fachen Wert des Grundwerkstoffs gemessen. Fur den Leichtbau ist besonders die Verstarkung von Aluminium durch eingelagerte Borfaden interessant, deren spez. Gewicht (2,7 plcm3) etwa gleich dem des Matrixmaterials ist. Von Bedeutung fur die chemische Industrie ist vor allem, das sich auch Glas durch eingelagerte Stahldrahte in seinen mechanischen Eigenschaften verbessern last. Die Biegefestigkeit von Glasproben wurden durch eingelagerte Stahlfaden bis zum 9fachen Wert gesteigert. Fur die Herstellung von mit Stahldraht verstarktem Glas werden nach einem speziell im Battelle-Institut entwickelten Verfahren gezogene Stahldrahte verwendet, die eine Glashulle tragen. Temperature resistant fibre reinforced laminates Containers for liquids and pressurized gases as well as reaction vessels and autoclaves are made preferentially of steel even nowadays. Because of the relatively high specific weight of steel such containers have often a weight of several tons and require expensive and heavy su ports or suspensions. In order to save weight and thus also cost, materials are required which have higher tensile strength and lower specific weight than steel. Such materials are the fibre reinforced materials with plastic or light metal matrix. In addition to glass fibre reinforced materials, steel wire reinforced plastics will probably gain on importance. Because of the higher strength of the steel wires by comparison to conventional glass fibres the metal reinforced materials have the same tension length (i.e. the ratio strength: specific weight) as glass fibre reinforced materials. Aluminium alloys reinforced with steel wire yielded strength values up to five times the value measured on the base material. With a view to low weight construction the reinforcement of aluminium by boron fibres is of particular interest, the specific weight of the latter (2.7 glcm3) being about equal to that of the matrix material. A feature of particular importance to chemical industry is the fact that the mechanical properties of glass, too, can be improved by steel wire reinforcement. The flexural strength of glass specimens has been increased by steel fibres to 9 times the original value. The glass coated steel wire used for manufacturing reinforced glass is obtained according to a special process developed by Battelle Institute.