Karbon szállal erősített alumínium mátrixú kompozitok Al/C határfelületének jellemzése

Szerző: 
Magyar Anita
Év: 
2004
Típus: 
PhD értekezés

A kutatók a múlt században ismerték fel, hogy hagyományos alapanyagokból ún. kompozit anyagokat lehet előállítani. Tulajdonképpen az ember már századok óta gyártott kompozitokat, például amikor a házát sárból és növényi szárakból összekeverve tapasztotta. A különbség abban rejlik, hogy ma tervezzük ezeket az anyagokat, és tulajdonságaikat is előre
becsüljük. Ennek köszönhetően számos helyen alkalmazhatók, így szerkezeti anyagokként egyre nagyobb teret nyernek. Egyedi és becsülhető tulajdonságaik adnak okot arra is, hogy hétköznapjainkban egyre több, régóta alkalmazott szerkezeti anyagot cserélünk kompozitokra.

További előnyük, hogy többféle félkész vagy késztermék egy lépésben előállítható belőlük kiváló tulajdonságokkal. A felhasználási területek közül kiemelendők elsősorban az autóipari és űrtechnikai, de említhetők a repüléstechnikai, valamint a gép- és hadiipari alkalmazások is.

A kompozitok olyan mesterségesen előállított szilárd anyagok, amelyeket több –egyedi anyagként is alkalmazható– különböző alapanyag épít fel. A kompozitok jellemzői tehát az őket alkotó anyagok (mátrix és erősítő fázisszál vagy részecske) sajátosságaiból kombinálódnak azok térfogatarányának megfelelően. A tulajdonságok természetesen az erősítés típusától, morfológiájától és elrendeződésétől (eloszlásától) is függnek. Fontos, hogy a kiindulási anyagok tulajdonságainak halmazából előtérbe kerüljenek a kompozit alkalmazhatóságát növelő jellemzők (pl. szívósság, magas szakítószilárdság, ugyanakkor kis
tömeg és sűrűség), míg a tervezett felhasználás szempontjából gátló tényezők pedig kerüljenek háttérbe (pl. alacsony folyáshatár).

A kompozitok egyik legfontosabb része a mátrix és az erősítés között húzódó határfelület. Fontos szerepe van a kompozitot ért igénybevételek hatásainak közvetítésében. Ha a határfelület nem működik megfelelően, a kompozit nem tud ellenállni például húzásnak, nyírásnak stb. még kisebb erőhatások esetén sem. A határfelület akkor működik jól, ha a mátrix és az erősítés között megfelelő nedvesítés alakul ki az előállítás során, illetve minimális, de szükségszerű kémiai reakció képes lezajlani a két alapanyag között. Ennek eredményeként közvetíteni tudja a mátrixot ért igénybevételek hatásait az erősítő szálak felé, hiszen ez az elsődleges feladata. A mechanikai tulajdonságok vizsgálatát megelőzően azonban mindenképpen célszerű tanulmányozni a két kiindulási anyag között kialakuló nedvesítés mértékét, és azt, hogy végbemennek-e a szükségszerű, minimális kémiai reakciók a két anyag határfelületén. Ez a tény adta az értekezés célját.

CsatolmányMéret
Disszertáció7.19 MB