Zum Aufbau komplexer Formen für die Hitzeschilde und Seitenruder wiederverwendbarer Raumfähren werden keramische Unterlegscheiben, Schrauben und Muttern benötigt, die aus dem gleichen Verbundwerkstoff CFaser-SiC wie die Komponenten bestehen. Die mechanischen Verbindungen müssen Temperaturen zwischen -150 und 1600 Grad C standhalten, Drücken von 1 bar bis zum Vakuum des interstellaren Raumes widerstehen, und die Wiedereintrittszeit von 10 min überstehen und nach all den Belastungen auch noch leicht demontierbar sein. Der Werkstoff CFaser-SiC besitzt aufgrund seiner rauhen Oberfläche einen hohen Reibungskoeffizient von 0,4. Er verformt sich nichtlinear und behält seine mechanischen Eigenschaften bis 1600 Grad C bei. Oberhalb 500 Grad muß der Werkstoff CFaser-SiC vor der Oxidation seiner Kohlefasern geschützt werden. Im Vergleich zu alternativen Hochtemperaturwerkstoffen wie den hochschmelzenden Metallen spricht für den Werkstoff CFaser-SiC die Temperaturbeständigkeit seiner Eigenschaften, das deutliche geringere spezifische Gewicht und die Werkstoffgleichheit mit dem zu verbindenden Komponenten. Schrauben mit einem nominalen Durchmesser von 6 und 8 mm wurden aus Platten des Werkstoffes CFaser-SiC gefertigt. Als Bearbeitungsverfahren verwendet man das Laserstrahlschneiden, das Drehen und das Schleifen. Das Anwendungsverhalten der Schrauben bei Zug-, Schub- und Torsionsbelastung wurde in speziellen Vorrichtungen bei Raumtemperatur, 1300 und 1600 Grad C getestet. In praxisnahen Versuchsaufbauten wurde und wird das Verhalten der CFaser-SiC-Schrauben in Raumschiffkomponenten bei simulierten Wiedereintritten getestet. (Albrecht,M.)
Ceramic fasteners for high temperature applications
Keramische Befestigungselemente für Hochtemperaturanwendungen
1997
5 Seiten, 8 Bilder, 4 Tabellen, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Englisch
Designing Applications For Fasteners
NTRS | 1991
|COATING OF FASTENERS Aluminum Filled, Ceramic Bonded Coating
SAE Technical Papers | 1994
COATING OF FASTENERS Aluminum Filled, Ceramic Bonded Coating
SAE Technical Papers | 1971
Features - FASTENERS - Load-Indicating Fasteners
Online Contents | 1999
Coating of Fasteners Aluminum Filled, Ceramic Bonded Coating
SAE Technical Papers | 2012