Absorptionseigenschaften und einer kritischen Schichtdicke von siloxanhaltigem Trennmittel
A.2 Zusammenfassung der Auswertungen zur thermischen Degradation der Materialien M21E, M18/1 und RTM6
𝐷[conc[𝑥, 𝑡], {𝑡, 1}] − diffconst[Tinput[𝑡] + 273,0.497,10000]𝐷[conc[𝑥, 𝑡], {𝑥, 2}] =
= 0, //Diffusionsformel
Derivative[1,0][conc][1, 𝑡] == 0, //Symmetrierandbedingung conc[𝑥, tmin] == maxsat[satini], //Startbedingung
conc[0, 𝑡] == maxsat[rhinput[𝑡]] //Randbedingung am Bauteilrand },
conc, //Gesuchte Funktion {𝑡, tmin, tmax}, //Grenzen Zeitvariable {𝑥, 0,1}, //Grenzen Ortsvariable
MaxStepSize → 0.001 //Option für Rechengenauigkeit }
Abbildung 0.8: Programmcode der Feuchtesimulation in Wolfram Mathematica.
A.2 Zusammenfassung der Auswertungen zur thermischen Degradation der Materialien M21E, M18/1 und RTM6
Tabelle 0.3: Gewichtsveränderung durch eine thermische und eine thermisch-oxidative Degradation von M21E/IM7 Proben in Abhängigkeit von Zeit und Temperatur.
Thermisch/Thermisch-oxidativ degradiert
[Gew.-%] 220 °C 240 °C 260 °C 280 °C 300 °C 0,5 h -0,18/-0,14 -0,29/-0,26 -0,77/-0,71 -1,22/-1,23 0,75 h -0,13/-0,09 -0,42/-0,34 -1,55/-1,49 1 h -0,15/-0,13 -0,24/-0,20 -0,52/-0,40 -1,17/-1,13 -1,89/-1,87
1,5 h -0,36/-0,30 -1,44/-1,44
2 h -0,22/-0,19 -0,38/-0,33 -0,79/-0,72 -1,66/-1,57
3 h -0,27/-0,25 -0,86/-0,83
4 h -0,37/-0,28 -0,56/-0,55 -0,96/-0,96
6 h -0,71/-0,66
8 h -0,52/-0,43 -0,83/-0,77 -1,10/-1,08 16 h -0,81/-0,76
24 h (1 d) -0,88/-0,80 -1,36/-1,31 48 h (2 d) -1,21/-1,08 -1,85/-1,70 72 h (3 d) -1,44/-1,22 -2,31/-2,06 120 h (5 d) -1,79/-1,48 -2,72/-2,31 240 h (10 d) -2,49/-2,05 -3,78/-3,27
Tabelle 0.4: Gewichtsveränderung durch eine thermische und eine thermisch-oxidative Degradation von M18/1 AS4C Proben.
Thermisch/Thermisch-oxidativ degradiert
[Gew.-%] 220 °C 240 °C 260 °C 280 °C 300 °C 0,5 h -0,26/-0,21 -0,44/-0,42 -1,13/-1,12 -1,57/-1,58 0,75 h -0,12/-0,11 -0,63/-0,62 -2,01/-1,98 1 h -0,18/-0,16 -0,37/-0,37 -0,79/-0,81 -1,58/-1,58 -2,33/-2,39
1,5 h -0,61/-0,63 -1,89/-1,89
2 h -0,35/-0,31 -0,66/-0,64 -1,11/-1,11 -2,10/-2,07
3 h -0,44/-0,44 -1,23/-1,29
4 h -0,55/-0,52 -0,88/-0,90 -1,4/-1,37
6 h -1,10/-1,07
8 h -0,83/-0,74 -1,21/-1,18 -1,52/-1,44 16 h -1,10/-1,08
24 h (1 d) -1,15/-1,09 -1,59/-1,56 48 h (2 d) -1,44/-1,32 -2,09/-1,97 72 h (3 d) -1,66/-1,53 -2,39/-2,36 120 h (5 d) -1,99/-1,71 -2,93/-2,8 240 h (10 d) -2,66/-2,16 -3,60/-3,45
Tabelle 0.5: Gewichtsveränderung durch eine thermische und eine thermisch-oxidative Degradation von RTM6/IMA Proben.
Thermisch/Thermisch-oxidativ degradiert
[Gew.-%] 220 °C 240 °C 260 °C 280 °C 300 °C 0,5 h -0,30/-0,29 -0,49/-0,48 -1,06/-0,98 -1,42/-0,94 0,75 h -0,22/-0,16 -0,71/-0,62 -1,63/-1,68 1 h -0,24/-0,20 -0,46/-0,44 -0,81/-0,75 -1,45/-1,42 -1,92/-2,06
1,5 h -0,64/-0,67 -1,64/-1,63
2 h -0,40/-0,38 -0,71/-0,63 -1,13/-1,07 -1,79/-1,71
3 h -0,53/-0,46 -1,28/-1,20
4 h -0,63/-0,56 -0,91/-0,87 -1,38/-1,36
6 h -1,15/-1,10
8 h -0,89/-0,81 -1,29/-1,21 -1,47/-1,46 16 h -1,10/-1,06
24 h (1 d) -1,31/-1,22 -1,82/-1,65 48 h (2 d) -1,75/-1,51 -2,29/-1,91 72 h (3 d) -2,03/-1,66 -2,59/-2,15 120 h (5 d) -2,33/-1,85 -3,01/-2,42 240 h (10 d) -2,96/-2,27 -3,79/-2,89
Tabelle 0.6: ILSF von thermisch und thermisch-oxidativ degradierten M21E/IM7 Proben.
Thermisch/
Thermisch-oxidativ degradiert Referenzprobe 94,1±3,6
[N/mm2] 220 °C 240 °C 260 °C 280 °C 300 °C 0,5 h 77,7±3,7/ 79,9±3,8 78,7±2,6/ 78,9±1,7 49,2±2,2/ 46,3±6,8 33,0±2,0/ 31,5±1,5 0,75 h 94,2±6,3/ 85,1±2,5 79,7±2,4/ 76,0±1,3 28,9±2,7/ 32,1±2,6 1 h 84,3±1,8/ 81,0±3,2 79,0±4,3/ 80,4±3,4 76,9±4,8/ 75,2±4,8 40,8±2,4/ 39,8±3,8 22,5±0,8/ 7,3±4,1 1,5 h 80,0±4,6/ 82,8±2,5 33,7±2,9/ 38,1±3,7
2 h 80,5±4,1/ 81,5±2,7 79,2±3,6/ 82,3±3,3 64,3±3,0/ 71,9±7,7 34,8±2,3/ 13,1±2,9 3 h 85,0±4,0/ 81,0±3,0 67,7±2,4/ 63,2±6,0
4 h 79,5±2,2/ 79,5±2,5 77,7±6,7/ 75,9±4,4 64,6±2,5/ 62,4±4,9 6 h 73,6±4,4/ 75,2±3,0
8 h 78,2±5,8/ 80,6±2,3 72,3±2,7/ 74,4±7,7 60,4±3,9/ 51,5±3,2 16 h 80,1±3,0/ 81,9±3,2
24 h (1 d) 81,0±5,8/ 78,1±3,9 65,9±1,8/ 69,1±4,5 48 h (2 d) 75,9±4,7/ 76,6±5,0 71,5±3,3/ 65,2±6,6 72 h (3 d) 69,8±5,1/ 78,6±4,9 60,8±4,3/ 52,6±14,6 120 h (5 d) 68,3±3,9/ 73,8±3,6 53,6±3,8/ 60,3±11,9 240 h (10 d) 75,0±2,5/ 73,9±2,5 61,4±1,8/ 18,2±2,1
Tabelle 0.7: ILSF von thermisch und thermisch-oxidativ degradierten M18/1-AS4C Proben.
Thermisch/
Thermisch-oxidativ degradiert Referenzprobe 75,2±1,8
[N/mm2] 220 °C 240 °C 260 °C 280 °C 300 °C 0,5 h 58,2±3,5/ 56,9±4,2 53,5±0,9/ 53,8±2,3 25,6±2,5/ 29,1±1,4 26,6±2,4/ 27,3±2,7 0,75 h 60,5±4,7/ 60,7±3,4 50,0±2,4/ 50,7±1,7 23,2±2,0/ 25,5±1,8 1 h 63,8±2,0/ 58,1±3,7 56,4±3,5/ 57,8±3,0 48,7±2,4/ 48,1±3,5 29,2±1,9/ 27,1±2,3 24,5±1,3/ 20,8±4,3 1,5 h 55,1±1,7/ 52,2±3,2 23,1±2,5/ 30,1±2,0
2 h 58,4±3,3/ 56,8±1,5 53,5±4,0/ 55,1±3,9 47,0±2,6/ 47,8±2,3 26,4±2,1/ 28,4±3,3 3 h 55,5±3,5/ 56,4±2,2 47,6±2,4/ 46,8±2,5
4 h 50,9±2,7/ 54,9±2,7 49,0±3,5/ 51,7±3,4 47,3±1,5/ 46,9±1,4 6 h 53,1±1,4/ 46,9±3,6
8 h 54,8±0,7/ 53,0±2,0 52,5±3,3/ 48,6±1,8 41,5±1,6/ 39,6±2,5 16 h 54,1±2,0/ 50,7±3,2
24 h (1 d) 52,3±2,7/ 48,2±3,3 48,2±2,3/ 43,1±4,5 48 h (2 d) 50,5±1,7/ 49,9±2,3 46,2±2,2/ 43,2±2,3 72 h (3 d) 50,0±2,9/ 47,2±2,6 44,9±1,3/ 42,0±1,2 120 h (5 d) 46,8±2,2/ 46,6±3,0 41,8±2,7/ 40,9±3,2 240 h (10 d) 45,8±3,5/ 42,9±3.7 41,7±1,3/ 40,4±1,2
Tabelle 0.8: ILSF von thermisch und thermisch-oxidativ degradierten ILSF von RTM6/IMA Proben.
Thermisch/
Thermisch-oxidativ degradiert Referenzprobe 66,9±2,8
[N/mm2] 220 °C 240 °C 260 °C 280 °C 300 °C 0,5 h 61,9±1,3/ 60,8±0,7 53,7±8,4/ 54,4±3,0 43,8±4,1/ 39,8±1,6 35,8±6,2/ 4,7±0,6 0,75 h 65,4±2,4/ 62.9±2.8 51,6±4,9/ 50,0±4,9 5,4±3,0/ 3,4±0,7 1 h 65,7±0,8/ 62,4±2,1 60,8±2,6/ 57,0±4,8 52,9±10,4/
50,4±2,1
14,4±13,9/
6,6±4,3
1,4±0,7/
1,2±0,6
1,5 h 54,3±6,6/ 52,3±3,3 6,4±6,2/ 3,3±2,2 2 h 60,3±1,3/ 60,1±1,0 54,6±6,2/ 52,0 ±4,8 49,8±49,8/
31,3±11,6
7,8±6,0/
1,6±0,8
3 h 59,2±2,0/ 55,8±1,4 49,6±2,7/ 15,23±11,1 4 h 58,7±2,6/ 57,1±2,9 55,6±1,7/ 51,4±1,7 24,7±18,2/
31,9±16,2
6 h 52,5±5,3/ 51,4±1,8
8 h 56,5±4,2/ 50,7±6,4 52,6±5,3/ 41,1±12,1 24,7±16,3/
9,03±2,5
16 h 56,7±1,4/ 52,5±3,9
24 h (1 d) 52,7±1,6/ 42,1±6,6 46,8±14,7/
35,5±2,0
48 h (2 d) 52,9±5,5/ 32,9±16,5 45,9±12,0/
10,7± 5,0
72 h (3 d) 54,4±1,7/ 34,2±14,5 42,4±12,2/
30,1±9,6
120 h (5 d) 51,7±5,8/ 51,4±1,5 31,3±8,7/ 19,9±1,8 240 h (10 d) 51,7±6,6/ 48,2±4,8 29,2±5,7/ 8,9±4,3
169
Abbildung 0.9: Bestimmung der Schleiftiefe von M21E/IM7.
Abbildung 0.10: Bestimmung der Schleiftiefe von M18/1-AS4C.
3600 3200 2800 1800 1600 1400 1200 1000 800
-0,10
3600 3200 2800 1800 1600 1400 1200 1000 800
0,0
3600 3200 2800 1800 1600 1400 1200 1000 800
-0,05
3600 3200 2800 1800 1600 1400 1200 1000 800
0,0
Abbildung 0.11: Bestimmung der Schleiftiefe von RTM6/IMA.
Tabelle 0.9: Zusammenfassung der Qualitätskenngrößen für die Vorhersage der normierten (norm.) ILSF, Gewichtsveränderung, Zeit und Temperatur aus der PLS-Regression von FTIR-Spektren aufgenommen an thermisch degradierten und geschliffenen M18/1-AS4C Oberflä-chen.
ILSF Gewichtsveränderung Zeit Temperatur
Proben/ Spektren 39/780
3600 3200 2800 1800 1600 1400 1200 1000 800
-0,05
3600 3200 2800 1800 1600 1400 1200 1000 800
0,0
Tabelle 0.10: Zusammenfassung der Qualitätskenngrößen für die Vorhersage der normierten (norm.) ILSF, Gewichtsveränderung, Zeit und Temperatur aus der PLS-Regression von FTIR-Spektren aufgenommen an thermisch degradierten und geschliffenen M21E/IM7 Oberflä-chen.
ILSF Gewichtsveränderung Zeit Temperatur
Anzahl Proben/ Spektren 39/780
Tabelle 0.11: Zusammenfassung der Qualitätskenngrößen für die Vorhersage der normierten (norm.) ILSF, Gewichtsveränderung, Zeit und Temperatur aus der PLS-Regression von FTIR-Spektren aufgenommen an thermisch degradierten und geschliffenen RTM6/IMA Oberflä-chen.
ILSF Gewichtsveränderung Zeit Temperatur
Anzahl Proben/ Spektren 39/780
Tabelle 0.12: Zusammenfassung der Qualitätskenngrößen für die Vorhersage der normierten (norm.) ILSF, Gewichtsveränderung, Zeit und Temperatur aus der PLS-Regression von FTIR-Spektren, aufgenommen an thermisch-oxidativ degradierten M18/1-AS4C Oberflächen.
ILSF Gewichtsveränderung Zeit Temperatur
Anzahl Proben/ Spektren 195/780
Tabelle 0.13: Zusammenfassung der Qualitätskenngrößen für die Vorhersage der normierten (norm.) ILSF, Gewichtsveränderung, Zeit und Temperatur aus der PLS-Regression von FTIR-Spektren, aufgenommen an thermisch-oxidativ degradierten M21E-IM7 Oberflächen.
ILSF Gewichtsveränderung Zeit Temperatur
Anzahl Proben/ Spektren 195/780
Tabelle 0.14: Zusammenfassung der Qualitätskenngrößen für die Vorhersage der normierten (norm.) ILSF, Gewichtsveränderung, Zeit und Temperatur aus der PLS-Regression von FTIR-Spektren, aufgenommen an thermisch-oxidativ degradierten RTM6/IMA Oberflächen.
ILSF Gewichtsveränderung Zeit Temperatur
Anzahl Proben/ Spektren 195/780
Tabelle 0.15: Zusammenfassung der Qualitätskenngrößen für die Vorhersage der normierten (norm.) ILSF, Gewichtsveränderung, Zeit und Temperatur aus der PLS-Regression von FTIR-Spektren, aufgenommen an thermisch degradierten M18/1-AS4C Oberflächen.
ILSF Gewichtsveränderung Zeit Temperatur
Anzahl Proben/ Spektren 175/700
Ausgeschlossene Zeit-/Temperatur-Bedingungen aufgrund unzureichender Schutzwirkung des Ab-reißgewebes vor thermisch-oxidativer Schädigung:
220 °C: 120 h, 240 h 240 °C: 120 h, 240 h
Tabelle 0.16: Zusammenfassung der Qualitätskenngrößen für die Vorhersage der normierten (norm.) ILSF, Gewichtsveränderung, Zeit und Temperatur aus der PLS-Regression von FTIR-Spektren, aufgenommen an thermisch degradierten M21E/IM7 Oberflächen.
ILSF Gewichtsveränderung Zeit Temperatur
Anzahl Proben/ Spektren 150/600
Ausgeschlossene Zeit-/Temperatur-Bedingungen aufgrund unzureichender Schutzwirkung des Ab-reißgewebes vor thermisch-oxidativer Schädigung:
220 °C: 48 h, 72 h, 120 h, 240 h 240 °C: 24 h, 48 h, 72 h, 120 h, 240 h
Tabelle 0.17: Zusammenfassung der Qualitätskenngrößen für die Vorhersage der normierten (norm.) ILSF, Gewichtsveränderung, Zeit und Temperatur aus der PLS-Regression von FTIR-Spektren, aufgenommen an thermisch degradierten RTM6/IMA Oberflächen.
ILSF Gewichtsveränderung Zeit Temperatur
Anzahl Proben/ Spektren 145/580
Ausgeschlossene Zeit-/Temperatur-Bedingungen aufgrund unzureichender Schutzwirkung des Ab-reißgewebes vor thermisch-oxidativer Schädigung:
220 °C: 24 h, 48 h, 72 h, 120 h, 240 h 240 °C: 24 h, 48 h, 72 h, 120 h, 240 h
Tabelle 0.18: Zusammenfassung der Qualitätskenngrößen der Vorhersagen der normierten verbleiben-den ILSF aus der PLS-Regression der Materialen M18/1-AS4C, M21E/IM7, RTM6/IMA für die unterschiedlichen Szenarien und alle Szenarien gleichzeitig.
Alle Szenarien
in einem Modell Geschliffen Thermisch-oxidativ Thermisch
M18/1
Tabelle 0.19: Klassifikationsgenauigkeit des PLS-DA-Algorithmus der untersuchten Oberflächenzustän-de für M18/1-AS4C, M21E/IM7, RTM6/IMA.
Tatsächlicher Oberflächenzustand
Tabelle 0.20: Vergleich des Regressionsergebnisses der Vorhersage der normierten ILSF für Konditio-nierungsbedingungen, welche in der Kalibrierung enthalten waren und für Konditionie-rungsbedingungen, welche nicht in der Kalibrierung enthalten waren für thermisch-oxidativ degradiertes und angeschliffenes M18/1-AS4C, M21E/IM7 und RTM6/IMA.
Vorhersage auf
kalibrierte Konditionie-rungsbedingungen
Vorhersage auf nicht kalibrierte Konditionie-rungsbedingungen
Zunahme
M18/1-AS4C
RMSEP 0,044 [norm.] 0,053 [norm.] 20,5 %
Latente
Variablen 5 5
R2 0,907 0,869
M21E/
IM7
RMSEP 0,076 [norm.] 0,094 [norm.] 23,7 %
Latente
Variablen 4 5
R2 0,858 0,798
RTM6/
IMA
RMSEP 0,106 [norm.] 0,135 [norm.] 27,4 %
Latente
Variablen 4 4
R2 0,908 0,853
Tabelle 0.21: Vergleich des Regressionsergebnisses der Vorhersage der normierten ILSF für Konditio-nierungsbedingungen, welche in der Kalibrierung enthalten waren und für Konditionie-rungsbedingungen, welche nicht in der Kalibrierung enthalten waren für thermisch-oxidativ degradiertes M18/1-AS4C, M21E/IM7 und RTM6/IMA.
Vorhersage auf
kalibrierte Konditionie-rungsbedingungen
Vorhersage auf nicht kalibrierte
Tabelle 0.22: Vergleich des Regressionsergebnisses der Vorhersage der normierten ILSF für Konditio-nierungsbedingungen, welche in der Kalibrierung enthalten waren und für Konditionie-rungsbedingungen, welche nicht in der Kalibrierung enthalten waren für thermisch degra-diertes M18/1-AS4C, M21E/IM7 und RTM6/IMA.
Vorhersage auf
kalibrierte Konditionie-rungsbedingungen
Vorhersage auf nicht kalibrierte Konditionie-rungsbedingungen
Zunahme
M18/1- AS4C
RMSEP 0,039 [norm.] 0,068 [norm.] 74 %
Latente
Variablen 4 5
R2 0,836 0,863
M21E/
IM7
RMSEP 0,060 [norm.] 0,075 [norm.] 25 %
Latente
Variablen 4 4
R2 0,946 0,925
RTM6/
IMA
RMSEP 0,080 [norm.] 0,102 [norm.] 27,5 %
Latente
Variablen 4 3
R2 0,948 0,925