Mátrixanyagukban erősített szintaktikus fémhabok gyártása és vizsgálata
Fémhab elnevezés alatt olyan cellás szerkezetű anyagot értünk, amelyben a mátrix anyaga fém és ebben a befoglaló anyagban gáz halmazállapotú cellák találhatóak. Felépítésük szerint lehetnek nyitott és zárt cellás, valamint szintaktikus fémhabok. A nyílt- és a zártcellás fémhabok között a különbség abban áll, hogy nyíltcellás esetben az egyes (a mátrixanyag szempontjából) anyaghiányos területek összeérnek, míg zártcellás esetben ezek az üregek teljes mértékben elkülönülnek egymástól. A szintaktikus fémhabok ezen utóbbi, zárt cellás csoportba tartozó anyagok, amelyekben a porózus szerkezetet töltőanyag adagolásával hozzák létre. A tömör anyaghoz képest a fémhabok kisebb sűrűséggel és nagyobb fajlagos energiaelnyelő képességgel rendelkeznek. Ezen tulajdonságaik miatt egyre elterjedtebb kutatásuk és ipari alkalmazásuk is, többek között alkalmasak járműipari elemek alapanyagaként, építőiparban szigetelő anyagként használják, továbbá orvostechnikai célokra is használhatóak, illetve kitűnő energiaelnyelő képességük miatt a hadipari felhasználás is elterjedt.
A növekvő ipari igények miatt egyre elterjedtebb az anyagában erősített kompozitok használata, amelyek képesek nagyobb mechanikai, hő, és egyéb terheléseket elviselni. Fém alapú kompozitok esetén az erősítőanyag alakja szerint beszélhetünk részecske-, rövidszálas- és hosszúszálas erősítőanyagokról. A fémhabok mátrixanyagának erősítése azonban még kevéssé kutatott terület.
Jelen munkában kétféle töltőanyaggal, duzzasztott agyagkaviccsal (Lightweight Expanded Clay Aggregate Particle, LECAP) és kerámia gömbhéjjal töltött A356 (AlSi7Mg) alumínium mátrixú fémhabok mechanikai tulajdonságainak változását vizsgáltuk abban az esetben, ha a mátrixanyaghoz 20 tf%-ban 1 mm szemcseméretű alumínium-oxid (Al2O3) és 0,4mm szemcseméretű szilícium-karbid (SiC) erősítőanyagot adagolunk. A próbadarabokat kisnyomásos infiltrálással állítottuk elő, az azokból hagyományos forgácsolással kimunkált próbatesteket hőkezelésnek vetettük alá. A minták szemcseszerkezetét optikai mikroszkóppal, a mechanikai tulajdonságaikat pedig zömítőpróbával vizsgáltuk, mivel a nyomás a fémhabok fő igénybevétele, és szabványosított vizsgálatuk is erre korlátozódik.
szerzők
-
Lolbert-Szabó Júlia
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc) -
Szovák Benedek
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Kemény Alexandra
adjunktus, Anyagtudomány és Technológia Tanszék -
