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Hybrider Werkstoffverbund zwischen einer Metalloberfläche und einer polymeren Materialoberfläche sowie Verfahren zur Herstellung des hybriden Werkstoffverbundes

Hybrid composite material between a metal surface and a polymeric material surface and process for producing the hybrid composite material
 
: Engelmann, Christoph; Gillner, Arnold; Olowinsky, Alexander; Straeten, Kira van der

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Frontpage ()

DE 102016215493 A1: 20160818
Deutsch
Patent, Elektronische Publikation
Fraunhofer ILT ()

Abstract
Beschrieben wird ein hybrider Werkstoffverbund zwischen einem ersten Fügepartner mit einer Metalloberfläche und einem zweiten Fügepartner mit einer polymeren Materialoberfläche. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines diesbezüglichen hybriden Werkstoffverbundes beschrieben. Der lösungsgemäße hybride Werkstoffverbund zeichnet sich dadurch aus, dass die Metalloberfläche mikrostrukturierte Vertiefungen aufweist, dass den mikrostrukturierten Vertiefungen jeweils ein Durchmesser sowie eine Strukturtiefe zuordenbar sind, die jeweils eine Dimension im Mikrometerbereich besitzen, dass die mikrostrukturierten Vertiefungen zumindest bereichsweise mit Nanostrukturen versehene metallische Oberflächenbereiche aufweisen, deren Strukturdimensionen im Nanometerbereich liegen, dass die mikrostrukturierten Vertiefungen zumindest teilweise mit der polymeren Materialoberfläche unmittelbar verfüllt sind, und dass zwischen den mit Nanostrukturen versehenen metallischen Oberflächenbereichen der mikrostrukturierten Vertiefungen des ersten Fügepartners und der polymeren Materialoberfläche des zweiten Fügepartners zumindest eine auf Adhäsionskräften und/oder auf kovalenten Bindungen beruhende Fügeverbindung besteht.

 

A hybrid composite material between a first joining partner having a metal surface and a second joining partner having a polymeric material surface is described. Also described is a process for producing such a hybrid composite material. It is a feature of the hybrid composite material according to the solution that the metal surface exhibits microstructured depressions, that assignable to each of the microstructured depressions are a diameter and a structure depth, each of which have a dimension in the micrometer range, that the microstructure depressions have fully nanostructured metallic surface regions whose structural dimensions are in the nanometer range, that the microstructured depressions are in the form of blind holes or throughhole openings fully passing through the first joining partner and have an aspect ratio, i.e. structural thickness/diameter ratio, of not less than 5, that the microstructured depressions are at least partly filled directly with the polymeric material surface and that a joining connection based on adhesive forces and/or on covalent bonds is present between the nanostructured surface regions of the microstructured depressions of the first joining partner and the polymeric material surface of the second joining partner.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-530693.html