Szilícium-karbid részecskék ülepedési vizsgálata alumínium olvadékban

Szerző: 
Szabó József
Év: 
2010
Típus: 
Diplomamunka

A fémmátrixú kompozitok egyre nagyobb mennyiségben kerülnek gyártásra és beépítésre a különböző mérnöki szerkezetekbe. Ezek közül a szilícium-karbid (SiC) szemcsékkel erősített, Al-mátrixú kompozitok a fémes kompozitcsalád nagy hányadát teszik ki. Ezeket a kompozitokat leggyakrabban a mátrix megolvasztásával hozzák létre, és jellemzően alakos öntvényeket állítanak elő belőlük. Emellett ugyancsak az olvadt mátrixú, SiC szemcsékkel erősített kompozitokat használják fémhabok és fémes emulziók előállítására. Ezen anyagcsalád (Al/SiC kompozitok, habok, emulziók) gyártását erősen befolyásolja a kétfázisú Al-olvadék / SiC részecskék rendszer viszkozitása, és azzal összefüggésben a szemcsék ülepedése az olvadt Al-mátrixban. Történtek már ezt a kérdéskört feltáró vizsgálatok, a tapasztalatokat megtalálhatjuk néhány publikációban. Ezekből kiderül, hogy a szuszpenzió viszkozitására hatással van a szemcseméret, a SiC koncentráció [1, 2], valamint a hőmérséklet [2]. A vizsgálatok feltárták azt is, hogy a részecskék egy bizonyos koncentráció értékig ülepednek, ami szintén függ a részecskék méretétől [3, 4, 5, 6, 7]. Steragew és munkatársai cikkükben rávilágítanak, hogy az ülepedés viszonylag gyors folyamat, ám az elméleti ülepedési sebességhez képest mégis hosszabb időt igényel [3]. Ezt a klaszter-képződéssel magyarázzák, amire viszont feltételezhetően hatással van az ülepedési folyamatot megelőző keverési fordulatszám [7]. A fenti információk alapján mondhatjuk, hogy a SiC részecskék alumínium olvadékban való ülepedése több paramétertől is összetetten függ. Ezen jelenségek megértése ma is időszerű, fontos gyakorlati vonatkozással bír. A Miskolci Egyetem Nanotechnológiai Intézeti Kihelyezett Tanszéke a BAY-NANO Kutató Intézettel szervesen közreműködve érdekelt a téma kutatásában, ezért tűztük ki diplomamunkám céljául ennek a területnek a vizsgálatát. Diplomamunkám a SiC részecskék ülepedési mértékének és a keverés ülepedésre való hatásának vizsgálatára terjed ki. Kísérleteimben – az ülepedési viszonyok bonyolultsága valamint a technikai feltételek miatt - a többi paraméter hatásának tisztázására egyelőre nem törekedhettem. Vizsgálataim során sikerült egy egyszerű, gyors módszert találni a kiülepedett részecskék térfogathányadának viszonylag pontos meghatározására. Diplomamunkámban a kompozitok bemutatására térek ki, azután áttekintem a vonatkozó szakirodalmat, mely az alumínium olvadék / SiC részecskék szuszpenziójának viszkozitására, illetőleg a részecskék olvadékban való ülepedésére vonatkozik. Ezt követően kerül sor a végzett saját kísérletek bemutatására, melyben szerepel a vizsgálati alapanyag, a használt eszközök, berendezések, kísérleti feltételek bemutatása, az alkalmazott elemző módszerek leírása, összehasonlítása. Mindezt zárja a kísérleti eredmények kiértékelése, a végső következtetések. Ezután kerül ismertetésre az az elméleti modell, melynek segítségével a vizsgált jelenségek magyarázhatóak.

CsatolmányMéret
Diplomaterv2.28 MB