nach technischer Anwendung unzureichend ausfällt.
Bei der Abkühlung des Verbundwerkstoffes während der Herstellung entstehen auf-
grund des gegenüber dem Matrixmaterial deutlich geringeren thermischen Ausdeh-
nungskoeffizienten der Fasern ein thermisch induziertes inneres Spannungsfeld
im Bereich der Fasern. Analoge Verhältnisse liegen bei partikelformigen Ein-
schlüssen vor. Die Fehlpassungsspannungen in der Einlagerung und der Matrix
lassen sich nach verschiedenen Einschlußmodellen /6,7/ näherungsweise in Abhän-
gigkeit vom Verhältnis der Elastizitätsmoduln, der Querkontraktionszahlen und
spezifischer Werkstoffkennwerte der beteiligten Komponenten berechnen, wie dies
exemplarisch in /8/ durchgeführt wurde. Weiterhin haben die geometrischen Ver-
hältnisse einen deutlichen Einfluß auf die auftretenden Spannungen, so daß für
größere Einschlüsse ab einem bestimmten maximalen Durchmesser die Streckgrenze
der Matrix überschritten werden kann.
Obwohl die Durchmesser der verwendeten A1,0,-Fasern (mittl. ¢ = 3 um) relativ
klein sind, kann es unter der Wirkung äußerer Beanspruchungen zum Ineinander-
greifen der Spannungsfelder benachbarter Fasern und in Abhängigkeit vom Abstand
der Fasern zu einer Überhöhung der inneren Spannungen kommen. Ein wichtiges Ge-
fügemerkmal von Verbundwerkstoffen stellt somit die mittlere freie Weglänge 7
zwischen den eingelagerten Fasern, bzw. Partikeln dar.
Zur Bestimmung der mittleren freien Weglänge zwischen den Fasern in Abhängig-
keit vom Fasergehalt wurden lichtmikroskopische Schliffe entsprechender Proben
halbautomatisch vermessen. Die Auswertung erfolgte über 500 Einzeldistanzen je
Meßspur senkrecht zur Faserebene. ;
Die Darstellung der Ergebnisse in Bild 7 zeigt ein nahezu lineares Absinken des
mittleren Abstandes zwischen den Faseroberflächen mit steigenden Fasergehalten
im untersuchten Intervall von 10% - 30% A1,05-Fasern. Da mit steigender Faser-
dichte sich die Wahrscheinlichkeit, daß kritische Faserkonstellationen ange-
häuft vorliegen, erhöht und Sprödbrüche auftreten können, läßt sich aus der
mindestens erforderlichen freien Weglänge, dem sog. kritischen "Inter Fiber
Spacing (IFS)", ein kritischer Fasergehalt ableiten.
Der spezifische Grenzwert eines Werkstoffsystems ist dabei abhängig von der Fa-
seranordnung, der Matrix sowie dem Wärmebehandlungszustand und richtet sich
weiterhin nach der Art der Beanspruchung, die mechanisch und/oder durch Tem-
peraturwechsel verursacht sein können. Beim vorliegenden Verbundwerkstoff ist
Prakt. Met. Sonderbd. 21 (1990)
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