Részecske- és szálerősítésű alumínium mátrixú kompozitok gyártása
Napjainkban az anyagfejlesztés egyik kiemelt kutatási terület a tömegcsökkentés. Erre kiválóan megfelelnek a kompozitok, amelyek több anyagcsoport tulajdonságait egyesítik. A kerámia részecskékkel és rövid szénszállal töltött alumínium mátrixú kompozitok kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, különösen a sűrűségre vonatkoztatva és számos csúcstechnológiát képviselő berendezésben megtalálhatók, azonban gyártásuk meglehetősen nehézkes és drága, emiatt csak olyan területeken használják őket, ahol a magas költség nem akadály úgymint, űrtechnika, sportszeripar és haditechnika. A rövidszállal és porral töltött kompozitokat napjainkban leginkább öntészeti vagy porkohászati úton gyártják. Mindkettő eljárásnak megvannak a nehézségei és korlátai, amelyek anyaghibákat eredményeznek a gyártás végeztével. Öntés során a sűrűségkülönbség miatt az erősítőanyag felúszhat az olvadék tetejére, ezzel inhomogénné téve az erősítőanyag eloszlását. Porkohászati úton történő gyártás esetén az alapanyagok összekeverése során szegregálódhat a mátrix-és az erősítőanyag, emellett a folyadékfázis hiánya miatt lassan alakul ki a kötés az alkotók között. Kutatásunk célja, hogy bővítsük a részecske- és rövid szálerősítésű alumínium mátrixú kompozitok gyártásával kapcsolatos ismereteket, ezzel elősegítve, hogy ezek az anyagok szélesebb körben elérhetővé váljanak mind gyártók, mind pedig felhasználók számára.
Kutatásunk keretei között részecske- és rövid szálerősítésű alumínium mátrixú kompozitokat fogunk gyártani meleg izostatikus sajtoláshoz hasonló eljárással. A mátrixanyagot likvidusz- és a szolidusz hőmérséklete közé hevítjük, majd izostatikus nyomás segítségével megszüntetjük benne a porozitást. A kompozitot por alapú alumínium mátrixszal, illetve SiC és vágott szénszál erősítéssel készítünk el. Vizsgáljuk a gyártás során felmerülő nehézségeket, például az erősítő-és a mátrixanyag keverése során fellépő szegregációt. Végezetül az elkészült próbatesteket mikroszerkezeti és mechanikai vizsgálatoknak fogjuk alávetni, annak érdekében, hogy tulajdonságaikat összevethessük más anyagokéval.
