Bestimmung der elastischen Konstanten von Al-SiCp Metall-Matrix Verbundwerkstoffen mittels dynamischer Messverfahren

  1. Prof. Dr. Holger Frenz and
  2. Alois Wehrstedt
  1. T. Huber and
  2. H.P. Degischer

Published Online: 31 MAY 2007

DOI: 10.1002/9783527610310.ch39

Kennwertermittlung für die Praxis

Kennwertermittlung für die Praxis

How to Cite

Huber, T. and Degischer, H.P. (2007) Bestimmung der elastischen Konstanten von Al-SiCp Metall-Matrix Verbundwerkstoffen mittels dynamischer Messverfahren, in Kennwertermittlung für die Praxis (eds H. Frenz and A. Wehrstedt), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany. doi: 10.1002/9783527610310.ch39

Editor Information

  1. Fachhochschule Gelsenkirchen, Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften, 45877 Gelsenkirchen, Germany

Author Information

  1. Institut für Werkstoffkunde und Materialprüfung, Technische Universität Wien, Österreich, Germany

Publication History

  1. Published Online: 31 MAY 2007
  2. Published Print: 9 DEC 2002

ISBN Information

Print ISBN: 9783527306749

Online ISBN: 9783527610310

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Keywords:

  • Kennwertermittlung;
  • elastische Konstante;
  • Al-SiCp Metall-Matrix Verbundwerkstoffe;
  • dynamischer Messverfahren;
  • thermisch induzierte mechanische Spannungen;
  • Elastizitätsmodul;
  • Grindosonic Impuls Excitation Analyzer;
  • Resonant Ultrasound Spectroscopy (RUS);
  • Resonant Beam Technique – ELASTOTRON 2000;
  • 4-Punkt Biegeversuch;
  • Resonanzmethode

Summary

Zur Verminderung der thermisch induzierten, mechanischen Spannungen zwischen den keramischen Isolatoren und der wärmeabführenden Trägerplatte müssen die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Werkstoffschichten in elektronischen Bauteilen aufeinander angepasst werden. Der hohe Volumenanteil an SiC (60 bis 70 Vol.-% SiC-Partikeln) im Verbundwerkstoff (als „AlSiC“ bezeichnet) senkt den linearen, thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) der Trägerplatte auf das Niveau der Keramiksubstrate und erhöht die thermische Leitfähigkeit und den Elastizitätsmodul [1]. Der Bestimmung des Elastizitätsmodul kommt neben dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten und der thermischen Leitfähigkeit eine zentrale Rolle zu. Er dient als Parameter zur Untersuchung von Werkstoffinhomogenitäten, zur Charakterisierung der Schädigung des Werkstoffes infolge thermischer Zyklierung und zur Überprüfung der mit Hilfe von theoretischen Modellen berechneten Moduli.

Der dynamische Elastizitätsmodul wurde bei dieser Untersuchung mittels „Grindosonic Impuls Excitation Analyzer“, „Resonant Ultrasound Spectroscopy“ (RUS) und mittels „Resonant Beam Technique – ELASTOTRON 2000“ bestimmt.

Im Vergleich dazu wurde der E-Modul auch aus dem 4-Punkt Biegeversuch und über die Resonanzmethode mittels „Dynamisch-mechanische Analyse“ (DMA) bestimmt. Vor-und Nachteile der verschiedenen Methoden werden diskutiert.