326 Prakt. Met. Sonderband 38 (2006)
2. MECHANISCHE UND ELEKTRISCHE FESTGKEIT DER PTC BAUTEILE 3.
In dieser Studie wurden kommerzielle Motorstart PTCs (Zylinder mit einem Durchmesser Ein
von 20 mm und einer Höhe von 5 mm) mit einem RT-Widerstand von 30 Q untersucht. Pla
Die mechanische Festigkeit wurde an 30 Teilen im Vier-Kugelversuch [16, 17] und die von
„elektrische Festigkeit“ an 45 Teilen im „stress step test“ bestimmt. Por
Der Vier-Kugelversuch wird in einer anderen Arbeit dieser Tagung beschrieben [18]. unte
Beim „stress step test” wurden 45 Teile in Serie mit einem Vorwiderstand (40 Q) mit einer
elektrischen Spannung belastet. Die Spannung wurde stufenweise von 400 V in Schritten 3.1
von 20 V erhöht, bis es zum Versagen der Teile kam. Jedes Bauteil wurde mit einer
Infrarotkamera (Typ CEDIP, Jade Ill) gefilmt, um die Temperaturentwicklung auf der Die
Mantelfläche der Teile festzuhalten. Die elektrische Spannung, bei der es zum Versagen wur
kam, wurde als „elektrische Festigkeit“ registriert. Die gebrochenen Teile wurden im Licht- Ein
und im Rasterelektronenmikroskop untersucht, um die versagensrelevanten Gefügedefete kon
zu ermitteln. gew
Die ermittelten Festigkeitswerte werden im Bild 3.a in einer Weibulldarstellung Teil
dargestellt. Die charakteristische Festigkeit der Teile beträgt vo = 81 MPa und der Weibull
Modul ist m = 37. Der relativ geringe Wert der charakteristischen Festigkeit läßt auf relativ 5
große bruchauslösende Defekte schließen. Der hohe Weibull Modul deutet auf eine
Defektpopulation mit einer engen Größenverteilung als Versagensursache hin.
Die Verteilung der elektrischen Festigkeit- ebenfalls in einer Weibulldarstellung -
zeigt Bild 3.b. Die charakteristische elektrische Spannung beträgt 655 V, der elektrische
Weibull Modul ist 7. Dies wird durch eine breite Streuung der elektrischen Festigkeitswerte
verursacht. Dies wird im Folgenden auf das Auftreten mehrerer unterschiedlicher Defekt-
arten zurückgeführt, die für das Versagen der Teile verantwortlich sind.
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Bild 3: Mechanische (a) und elektrische (b) Festigkeitsverteilung der PTCs. Aufgetragen ist die Versagens- yor
wahrscheinlichkeit liber der Bruchfestigkeit im 4-Kugelversuch (a) bzw. über der elektrischem Spannung, die er
in „stress step test“ zum Versagen führt (b) Teil