Werkstoff- und morphologieabhängige Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften von offenporigen Al-11Zn-Schäumen

Diese Arbeit befasst sich mit der Herstellung sowie mit der mikrostrukturellen und der mechanischen Charakterisierung von offenporigen Metallschäumen aus der Legierung Al-11Zn. Es wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem es möglich ist, den Festkörperanteil bei der Herstellung von diesen zellulären Strukturen mit unterschiedlichen Zellgrößen gezielt einzustellen. Dieser und der durch unterschiedliche thermische Behandlungen erzeugte Einfluss werden weiterhin im Hinblick auf die Gefügeausbildung und die werkstoffmechanischen Eigenschaften untersucht. Auf mikrostruktureller Ebene werden insbesondere die Licht-, Rasterelektronen- und Transmissionselektronenmikroskopie eingesetzt. Die mechanische Charakterisierung erfolgt durch Nano- und Mikroindentierung sowie durch einachsige Druckversuche. Es wurden detaillierte Betrachtungen zum Übergang der elastischen in die plastische Verformung durchgeführt sowie umfassend das Spannungs-Dehnungs-Verhalten für Proben mit – durch die thermische Behandlung erzeugtem – duktilem und sprödem Charakter charakterisiert. Das Verformungsgeschehen fand dabei Betrachtung auf unterschiedlichen Skalenebenen und wurde mit den Ergebnissen aus den mechanischen Analysen in Korrelation gebracht. Als dominierende Parameter sind der Festkörperanteil und die Mikrostruktur der offenporigen Al-11Zn-Schäume zu identifizieren. Ein untergeordneter Einfluss ist durch die Zell- bzw. Porengröße festzustellen. Weiterhin fanden die bei der Verformung auf die einzelnen Stege wirkenden Beanspruchungsarten eingehende Betrachtung. Darüber hinaus wurden erstmals systematische Versetzungsanalysen und auf der Nanoindentierung basierende Untersuchungen zu Eigenspannungen an verformten Stegen durchgeführt.