Szintaktikus fémhabok mikroszerkezeti vizsgálata

XXXI. OTDK, Műszaki Tudományi Szekció, 3A_Anyagtudomány, anyagvizsgálat tagozat
Nevező intézmény: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar

A pályamunka szerzője: Kun Péter
Szak: gépészmérnöki, Képzés típusa: BSc, Intézmény: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kar: Gépészmérnöki Kar


Témavezetők:
Dr. Orbulov Imre - egyetemi adjunktus, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar ,
Dr. Májlinger Kornél - egyetemi tanársegéd, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar


Korábbi munkám során Al99,5, AlSi12, AlMgSi1 és AlCu5 mátrixú szintaktikus fémhab tömböket gyártottam a nyomásos infiltrálás módszerével. A legyártott szintaktikus fémhabok zömítő vizsgálatnak lettek alávetve, amely vizsgálatok eredményeinek kiértékelésével meghatároztam az általam legyártott szintaktikus fémhabok fő mechanikai jellemzőit, mint például a nyomószilárdságukat, a szerkezeti merevségüket, a törési alakváltozásukat és a zömítés során elnyelt teljes energiájukat. Az eredmények kiértékelése során figyelembe vettem például a hőkezeltségi fokukat és a karcsúságukat is.

A mechanikai vizsgálatok során volt néhűny jelenség, amelyeket nem lehetett megmagyarázni a vizsgálati eredményekkel, ezért figyelmem a szintaktikus fémhabok mikroszerkezeti vizsgálatára fordult. Vizsgáltam a szintaktikus fémhabokat fénymikroszkóppal, és pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) egyaránt. Vizsgáltam a mátrixanyag kémiai elemeloszlását és az átmeneti rétegeket vonalmenti és térkép energiadiszperzív röntgenspektroszkópiával (vonalmenti EDS, térkép EDS). A gyártás során végbemenő kémiai reakciók bizonyítására röntgendiffrakciós vizsgálatnak vetettem alá a szintaktikus fémhabokat.

A mikroszerkezeti vizsgálatok előtti első és legfontosabb lépés a minták csiszolása és polírozása volt. Az általam gyártott szintaktikus fémhabok előkészítésére saját metódust fejlesztettem ki. A polírozás után fénymikroszkópi vizsgálatokat hajtottam végre, amelyek az szintaktikus fémhab jó infiltráltságát mutatták, de az átmeneti réteg vizsgálatához nem volt megfelelő. A nagyobb nagyítás érdekében szükségesség vált a SEM használata. Ezenkívül kihasználtam a SEM vonalmenti EDS funkcióját, amellyel az átmeneti rétegre merőleges vonalon vizsgálódtam. Az eredmények jól definiálható átmeneti réteget mutattak ki. Az átmeneti réegek vastagsága a szintaktikus fémhab elemei közötti kémiai reakcióra utalt. A térkép EDS vizsgálat eredményei a mátrixanyag elemeinek egyenletes eloszlását mutatták. A gyártás során végbemenő kémiai reakciók bizonyítására röntgendiffrakciós vizsgálatot végeztem, amely megerősítette a vonalmenti EDS vizsgálatok eredményeit, miszerint a gyártás során a mátrixanyag és a kerámia gömbhéjak között reakció lép fel, amely során mullit keletkezik.