Durch Nanopartikel Verstärkter Magnesium-Matrix-Verbundstoff

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In Metallverbundwerkstoffen, die Aluminium in der Matrix und Kohlenstoff in der Verstärkungsphase enthalten, ist die Bildung des ungünstigen Karbids vom Typ Al4C3 möglich, wie dies häufig bei Aluminiumverbundwerkstoffen beobachtet wird. Aufgrund der geringen Konzentration an gelöstem Aluminium in Magnesium werden jedoch keine Reaktionseffekte beobachtet, die zur Bildung von Karbidphasen in den Verbundwerkstoffen mit einer Matrix aus Mg-Al-Legierungen führen. Es sollte auch hinzugefügt werden, dass kohärente Komponentenbindungen auch für die Verbundwerkstoffe beobachtet wurden, die auf den verschiedenen untereutektischen Legierungen wie Mg-Zn und Mg-Zn-Zr mit SiC hergestellt wurden, die in früheren Arbeiten vorgestellt wurden .

  • Die Auswirkungen dieser Beschichtungen auf die mechanischen Eigenschaften von PGFs wurden untersucht.
  • Abbildung 9 zeigt die mikroskopischen Aufnahmen der Mikrostruktur und der Grenzfläche in dem Verbundwerkstoff, der auf der Basis der AZ91-Legierung mit Aluminiumsilikat-Cenosphären hergestellt wurde, die mit einer amorphen Ni-P-Schicht bedeckt sind.
  • Einige Forschungsarbeiten betrachteten prägewalzen den Keimbildungseffekt von Siliciumcarbidpartikeln während der Kristallisation von Magnesium aufgrund der oben erwähnten Beziehungen der kristallographischen Orientierung an der Mg-SiC-Grenzfläche.
  • Reaktionen zwischen Komponenten sind meistens schädlich aufgrund des Abbaus der verstärkenden Phase und der Bildung spröder Phasen an der Grenzfläche.

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Das am häufigsten beobachtete Reaktionsprodukt dieser Verbundwerkstoffe mit Cgr- oder SiC-Fasern oder -Partikeln war das an der Bauteilgrenzfläche gebildete Al4C3-Carbid. Ein weiteres Beispiel sind Verbundwerkstoffe auf Basis der Legierung vom Al-Mg-Typ mit Al2O3, bei denen die Reaktion zwischen Mg und der Verstärkung je nach Temperatur und Volumenanteil von Mg in der Matrixlegierung zur Bildung von MgO oder MgAl2O4 führte . Bei Verbundwerkstoffen auf der Basis von Al-Cu- und Al-Li-Legierungen mit Al2O3 wiederum waren CuAl2O4 und LiAlO2 die Reaktionsprodukte der jeweiligen Komponenten . Die resultierende Bindung zwischen der Verstärkungsphase und der Matrix wirkt sich direkt auf die Eigenschaften der hergestellten Verbundwerkstoffe aus und bildet einen zusätzlichen Strukturfaktor. Der Artikel fasst die Untersuchung der Mikrostruktur von Magnesiummatrix-Verbundwerkstoffen zusammen, um die verschiedenen Arten von Bauteilgrenzflächen darzustellen.

Aufgrund der Bereitstellung der günstigsten Bedingungen im Prozess der Vakuuminfiltration ist auch die Verwendung von vorgewärmten Mikrokugeln mit einer Ni-P-Schicht, die in einer früheren Studie beschrieben wurde, am effektivsten. Bei Verbundwerkstoffen auf Magnesiumbasis wurden in den letzten Jahrzehnten erhebliche Fortschritte erzielt, insbesondere hinsichtlich des Auftretens von Verbundwerkstoffen mit Magnesiummatrix, die durch Nanopartikel verstärkt sind. Die Magnesiummatrix-Nanokomposite mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften haben die Entwicklung von Magnesiummatrix-Verbundwerkstoffen auf eine neue Stufe gehoben. Es ist jedoch sehr schwierig, die Nanopartikel in einer Metallschmelze zu dispergieren, insbesondere in einer Magnesiumschmelze, die sich von anderen Metallschmelzen unterscheidet und während der Gussverarbeitung gefährlich ist. Dies bedeutet, dass die Herstellung von Magnesium-Matrix-Nanokompositen äußerst anspruchsvoll ist. Darüber hinaus besitzen die Magnesiummatrix-Nanokomposite aufgrund ihrer besonderen Größenwirkung von Nanopartikeln eine charakteristische Eigenschaft im Verformungsverhalten, im Festigungs- und Zähigkeitsmechanismus.

3 Reaktionen Zwischen Verstärkung Und Matrixlegierung

Braszczyńska-Malik K.N., Przełożyńska E. Der Einfluss von Ti-Partikeln auf die Mikrostruktur und Eigenschaften von Mg-5Al-5RE-Matrixlegierungsverbundwerkstoffen. Sasaki G., Yoshida M., Fuyama N., Furii T. Modellierung des Compocasting-Prozesses und Herstellung von AZ91D-Magnesiumlegierungsmatrix-Verbundwerkstoffen. Eine andere Art von Grenzfläche wird jedoch erhalten, indem die oben beschriebenen Aluminosilicat-Cenosphären verwendet werden, die mit einer Ni-P-Schicht bedeckt sind, obwohl sie keiner vorangehenden Wärmebehandlung (d. h. Tempern) unterzogen werden.

Mikrostruktur Und Atomare Unordnung Von Magnesium-Aluminat-Spinell, Bestrahlt Mit Schnellen Schweren Ionen

Dementsprechend konzentriert sich dieser Bericht auf die neuen Herstellungstechnologien, das Verformungsverhalten, die mechanischen Eigenschaften und die Mechanismen zur Verstärkung und Zähigkeit. Die potenziellen Anwendungen, Entwicklungstrends und zukünftigen Forschungsideen von Magnesiummatrix-Nanokomposit werden ebenfalls prognostiziert. Andererseits trat nach dem Einbringen von Ti-Partikeln in die Legierungen von Magnesium mit Aluminium und Seltenerdelementen ein anderes Phänomen auf. Abbildung 5 zeigt Beispiele der Mikrostrukturmikrographien sowohl der unverstärkten AME505-Legierung als auch des Verbundwerkstoffs auf Basis der AME505-Legierungsmatrix mit Ti-Partikeln.

Die Oberflächentopographie kann leicht modifiziert werden, indem die Beschichtungsbedingungen angepasst werden. Braszczyński J., Zyska A. Analyse des Einflusses von Keramikpartikeln auf den Erstarrungsprozess von Metallmatrix-Verbundwerkstoffen. Die Verbundstoffe 1–5 wurden unter Verwendung eines Gießverfahrens hergestellt, das aus mechanischem Mischen der geschmolzenen Matrixlegierung, gefolgt von Zugabe der Verstärkungspartikel und Schwerkraftgießen in Stahlformen bestand.

Die IFSS-Werte von PGFs/PCL-Einzelfaserverbundwerkstoffen stiegen nach der Magnesiumbeschichtung an. Ein statistisch signifikanter Anstieg des IFSS wurde mit 2 und 4 μm Magnesiumbeschichtung beobachtet (). Es wurde jedoch festgestellt, dass PGF/PLA-Einzelfaserverbundstoffe eine unzureichende Dehnung für Einzelfaserfragmentierungstests aufwiesen. Zukünftige Untersuchungen werden sich auf die Vermeidung von Schädigungen der fasermechanischen Eigenschaften während des Beschichtungsprozesses konzentrieren.