Breuktaaiheid in koolstofvezelcomposieten, onderzocht door middel van geavanceerde, multischaal beeldvormingstechnieken (ToughImage)

Het uitstekende duurzaamheidspotentieel van koolstofvezelcomposieten wordt nog niet volledig uitgebuit door hun relatief lage schadetolerantie en moeilijke karakterisatie. Een belangrijke eigenschap in dit opzicht is de breuktaaiheid, die de schade-ontwikkeling controleert en essentieel is voor schadesimulaties. Spijtig genoeg zijn micro- en macroschaalmetingen van deze eigenschap uitdagend. Er zijn daarom nog veel onbekenden, vooral in de karakterisatie van taaiheid op microschaal en hun link met macroschaal breuktaaiheid. Bovendien zijn de tot nu toe gerapporteerde waarden niet consistent met elkaar. Deze problemen liggen vooral aan het gebrek aan goede karakterisatietechnieken. In ToughImage zal ik de laatste nieuwe beeldvormings- en verwerkingstechnieken uitbuiten om voor het eerst 3D- beeldgebaseerde methodes te ontwikkelen voor de karakterisatie van interfase-debonding en translaminaire breuktaaiheid. Ik zal daarovoor in-situ synchrotron computertomografie gebruiken voor real-time onderzoek tijdens de testen en digitale volumecorrelatie voor de extractie van de benodigde data. Indien succesvol zal ToughImage niet enkel betrouwbare waarden voor de breuktaaiheid van koolstof/epoxy composieten opleveren, maar ook zeer nuttige methodes voorstellen om aan gelijkaardige problemen rond breuktaaiheid in andere materialen te beantwoorden. Het zal een praktisch voorbeeld zijn van interdisciplinariteit, waarbij visuele informatica helpt om materiaalkundige problemen op te lossen.