Roncsolásos mintakészítés korszerű kerámiák és kompozitok szerkezetvizsgálatához
description
Transcript of Roncsolásos mintakészítés korszerű kerámiák és kompozitok szerkezetvizsgálatához
Roncsolásos mintakészítés korszerű kerámiák és
kompozitok szerkezetvizsgálatához
Pfeifer Judit és Arató PéterMTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi
Kutatóintézet H-1121 Budapest, Konkoly-Thege út 29-
33 Postai cím: H-1525 Budapest, Pf. 49
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Bevezetés
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
A „korszerű” kerámiák melyik csoportjáról lesz szó?C/C-SiCSi3N4 kötésű SiC- kerámiák
Si3N4 ésSi3N4 alapú kompozitok
MWNT, (CVD többfalú szén nanocső)Miért „roncsolásos”?
Mert amúgy is törött, pl. törőpálcaMert gyártási selejt
Kiegészítő kémiai eljárások pl. SEM, vagy XRD mintakészítéshez!
C/C-SiCűrkutatási alapanyag, járműipari fék
alapanyag
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
A szénszálak alkotta vázrendszer
C-prekurzor a szénszálak között
Pirolízis Cf/Cszerkezet kialakulása
Impregnálás folyékony szilíciummal,Si+C= SiCreakció megkezdődik
Si+C= SiCreakció Si és C marad a SiC-ban
C/C-SiC
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Si+C= SiCreakció Si és C marad a SiC-ban
A technológia kérdései
Mennyi?
Hol?
Morfológia?
C/C-SiC
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
eltávolítás: H2F2+HNO3 kezelés
eltávolítás: O2 égetés
visszamarad: váz
(skeleton)
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
2D szövött C/C-SiC kompozit
visszamaradt SiC váza
100 m
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Hajlítási próba rövid C szállal erősített C/C-SiC
kompozit - és skeleton próbatesten
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100 120
Time (s)
Str
es
s (
MP
a)
a.: composite b.: skeleton
a.
b.
A váz törik, a kompozit lágyul
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
I. Reaktív szintereléstömbben
SiC (por)+Si (por)+ N2 (gáz) Si3N4
Si3N4 kötésű SiC-kerámiák, NBSC
tűzálló égetési segédeszközök (kiln furniture)
SiC
SiCSiC
nitrid kötőfázis
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Si3N4 kötésű SiC- kerámiák, NBSC
II. Stabilizáló oxidációfelületen
Si3N4 és SiC + O2
SiO2
nitrid kötőfázis
SiC
oxid réteg
kipattogzott lapka
1 mm Felülnézet
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Si3N4 kötésű SiC- kerámiák, NBSC
oxid réteg
krisztobalit kristálykák
Oldalnézet H2F2 maratás után
SiC
SiC
SiC
nitrid kötőfázis
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
NBSC
amorf oxid réteg
krisztobalit kristálykák
Felülnézet H2F2 maratás után
A krisztobalit lassabban oldódik
mint az amorf oxid
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Si3N4 és Si3N4 alapú C-adalékolt kompozitok
Minta Por összetétel
% Si3N4- Al2O3- Y2O3
Szén nanocső
CNT %
Malom Szinterelés 1700C
N2
672 90-4-6 0 bolygó 20 MPa 8971 90-4-6 3 attritor 20 MPa 73604 90-4-6 5 bolygó 1,5 MPa 73617 90-4-6 5 bolygó 20 MPa
Előállítási paraméterek
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Polírozott adalékolatlan Si3N4 (672)40 % H2F2/120 min
gyémánt
SiOx polírszemcsék
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Polírozott Si3N4 (672) 40 % H2F2 / 22 h
FIBFocused Ion Beam
rásegítés
-Si3N4
-Si3N4 maradt,kötőfázis kioldódott
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Polírozott Si3N4 /3% CNT(8971) 40 % H2F2 / 22 h
Több, nagyobb pórus
C szálak maratlan töretfelületen
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Összefoglalás
C/C-SiCNBSC Si3N4
Si3N4 / CNT
Vizsgálatok természetes töretfelületekenés polírozott mintákon. Módszerek: égetés, hidrogénfluorid, salétromsav, savkeverékek, FIB
Levonható következtetések: összetétel, szinterelés, végbement reakciók hatása
pórusszerkezet, a repedések eredete
4.AGY Anyagvizsgálat a gyakorlatban2008. Június 4-5. Kecskemét
Köszönetnyilvánítás
C/C-SiC Bárczy Pál professzor és az általa vezetett JÁKFÉK program résztvevői, elsősorban Lenkey Mária, Tátrai Eszter, Sebe Levente
RBSN
Si3N4 Si3N4 / CNT
Bonomi Zoltán, Zsíros Gyöngyi(IMERYS Hungary)
Balázsi Csaba, Wéber Ferenc(MTA MFA)
SEM Horváth Enikő, Tóth Attila, Vértesy Zofia
MTA OTKA No. K63609 és T049131.Anyagi támogatás