Schadensausbreitung in Glas

Bei der Untersuchung der Schadensausbreitung im transparenten Werkstoff Glas ist das detailierte Verständnis der zum Schaden führenden physikalischen Mechanismen ein zentraler Aspekt. Bei der Penetration eines langen, schlanken Schwermetallstabs in Borosilikatglas wird mit Hilfe von Röntgenaufnahmen bestimmt, wie tief der Stab zu verschiedenen Zeitpunkten in den Glaszylinder eingedrungen ist. Bei spröden Materialien läuft der Eindringung des Stabkopfes eine Schadensfront voraus. Bei Glas kann die Ausbreitung dieser Schadensfront durch den Einsatz einer Hochgeschwindigkeitskamera beobachtet werden. Der simultane Einsatz von optischer und Röntgenbeobachtungstechnik erlaubt es, die Geschwindigkeit der vorauslaufenden Schadensfront in Abhängigkeit von der Eindringgeschwindigkeit zu untersuchen. Für diese Fragestellung wurden die Rolle von Projektil und Ziel vertauscht, d. h. im „reverse ballistic impact test“ wird das Ziel (in der Bildserie der Glaskörper oben) auf ein stehendes Projektil (in der Bildserie der dünne Stab unten) geschossen. Die Analyse derartiger Aufnahmen unterstützt die Modellbildung für das Versagensverhalten des spröden Werkstoffs.