Morphologie-Zähigkeits-Korrelationen von modifizierten Epoxidharzsystemen mittels bruchmechanischer Prüfmethoden an Miniaturprüfkörpern

Epoxidharze werden aufgrund der großen Eigenschaftsvielfalt für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Dieses setzt umfassende Kenntnisse zu festigkeits- und zähigkeitsbestimmenden Mechanismen voraus. In dieser Arbeit werden Zusammenhänge zwischen Struktur bzw. Morphologie und dem Zähigkeitsverhalten modifizierter Epoxidharzsysteme unter Anwendung der Konzepte der Bruchmechanik aufgestellt. Die Bestimmung der Werkstoffeigenschaften erfolgte an miniaturisierten Prüfkörpern unter Anwendung eines berührungslosen Lasermesssystems. Eine Optimierung der Zähigkeitseigenschaften konnte durch die Zugabe von hochmoduligen Füllstoffen und reaktiven Modifikatoren erzielt werden. Es konnte belegt werden, dass die Bruchzähigkeit mit ansteigender Füllstoffkonzentration kontinuierlich zunimmt. Dagegen konnte bei der Bewertung mit dem energiedeterminierten J-Integral aufgrund von Verformungsbehinderungen keine Änderung beobachtet werden. Auf der Grundlage der energetischen Betrachtung mikromechanischer Prozesse ist es möglich, das makroskopische Zähigkeitsverhalten zu beschreiben. An einem konkreten Anwendungsfall aus dem mikroelektronischen Bereich wird an ausgewählten hochgefüllten Epoxidharz-Verbundwerkstoffen der Einfluss des Feuchtegehaltes auf das gesamte mechanisch-thermische Eigenschaftsniveau diskutiert. Durch Kombination der experimentellen Ergebnisse wird versucht, über ein definiertes Schema eine Auswahl für einen „Popcorn-resistenten“ Epoxidharz-Verbundwerkstoff vorzunehmen.