Modellierung der elastischen und thermischen Eigenschaften sowie des Schädigungsverhaltens poröser partikelbasierter Keramiken

Der bisherige Fokus bei der Erforschung poroser Materialien lag auf dem Einfluss der Porositat auf die Eigenschaften. In dieser Arbeit liegt der Fokus auf der mittleren Koordinationszahl. Sie stellt mittlere Anzahl von Verbindungen eines Korns dar. Als Basis zur Erzeugung der Mikrostrukturen dient ein Algorithmus, der auf der Graphentheorie und Stochastik basiert. Mittels der finiten Elemente Methode erfolgt die Ermittlung der individuellen Materialantworten. Hieraus konnen Kennwerte wie der E-Modul und die Warmeleitfahigkeit abgeleitet werden. Es zeigt sich, dass zwischen diesen Grosen und der mittleren Koordinationszahl ein Zusammenhang besteht. Zusatzlich dazu wird das Schadigungsverhalten betrachtet. Hierzu wird ein Modell genutzt, das Materialversagen durch lokale Entfestigung nachbildet. Es tritt eine starke Abhangigkeit der Festigkeit von der Verbundenheit der Partikel untereinander auf. Je hoher die Verbundenheit, desto hohere Festigkeiten erreicht eine Mikrostruktur.