Haftung und Korrosionsbeständigkeit direktgefügter Hybridsysteme aus kohlenstofffaserverstärktem Epo

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Um hybride Werkstoffverbunde aus verzinktem Stahl und kohlenstofffaserverstärktem Epoxidharz dauerhaft zu verbinden, spielt die Grenzschicht zwischen den Phasen, insbesondere der Oberflächenzustand des Metallsubstrats, eine entscheidende Rolle. In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Methoden zur Oberflächenmodifizierung des verzinkten Stahlsubstrats untersucht, darunter alkalische Reinigung, nasschemische Synthese von Zinkoxid-Nanostäbchen, Laserstrukturierung und Strahlen mit Edelkorund. Die resultierenden Oberflächenzustände werden hinsichtlich Topografie, Morphologie, chemischer Zusammensetzung, Benetzbarkeit und elektrochemischem Verhalten analysiert. Die Auswirkungen auf Haftung und Korrosionsbeständigkeit der Hybridverbindungen werden durch mechanisch-technologische Prüfmethoden und Korrosionstests untersucht. Versuchskörper aus Metallsubstrat und kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff werden im Prepreg-Pressverfahren unter einem entwickelten Werkzeugkonzept hergestellt. Nach der Laservorbehandlung des Zinküberzugs zeigen sich hohe Verbindungsfestigkeiten, während die Funktionalisierung mit Zinkoxid-Nanostäbchen die Korrosionsbeständigkeit verbessert. Ein zusätzlicher Lacküberzug steigert jedoch nicht die Langzeitstabilität. Die gewonnenen Erkenntnisse finden Anwendung in technischen Bereichen, wobei Studien an automobilen Baugruppen das Potenzial direktgefügter Hybridverbindungen für den Karosserieleichtbau best