Nové materiály / Ľahké materiály / Kompozity s hliníkovou matricou /

Kompozit s hliníkovou matricou spevnený bórovými vláknami


Všeobecný opis

Mnoho mechanických vlastností konštukčných materiálov napr. pevnosť, tvrdosť, sa dá zlepšiť vhodným legovaním alebo tepelným spracovaním. Avšak na zvýšenie modulu pružnosti sú len veľmi obmedzené možnosti. Najefektívnejším spôsobom je kombinácia kovovej matrice s keramickým vystužením (častice, vlákna) vykazujúcim podstatne vyšší modul pružnosti.

Na prípravu takýchto kompozitov sa dá použiť viacero postupov zahŕňajúcich tak technológie tuhého stavu, ako aj technológie tekutého stavu.

Kompozity s hliníkovou matricou spevnené bórovými vláknami kombinujú nízku hustotu Al matrice s vysokou pevnosťou a vysokým modulom pružnosti B vlákien. Pripravujú sa technikou difúzneho spájania vo vákuu. 
 

Hlavné výhody

Kompozity Al-B poskytujú jedinečný konštrukčný materiál s mimoriadnou špecifickou pevnosťou a tuhosťou. Kompozit sa dá pripraviť vo forme rôznych druhov profilov, vrátane rúrok.

Hlavné vlastnosti

Experimentálne testy potvrdili pevnosť v ťahu kompozitu Al/B vystuženého 60 obj. % jednosmerne usporiadanými vláknami bóru až 1400 MPa a modul pružnosti 266 GPa pri celkovej hustote 2 565 kg.m-3. To znamená, že modul pružnosti je vyšší ako u ocele, zatiaľ čo hustota je nižšia ako u hliníka.
V závislosti od parametrov difúzneho spájania sa dajú pripraviť kompozity s rôznymi medzipovrchovými pevnosťami. V optimálnych podmienkach kompozity vykazujú kumulované spôsoby porušenia, t. j. trhlina, ktorá vznikne v bórovom vlákne pokračuje k ďalšiemu vláknu, kde sa zastaví a obráti svoj smer pozdĺž rozhrania. Kompozit sa poruší iba po akumulácii kritckých udalostí porušenia (vláknová deštrukcia).
 
B3Štruktúra B vlákna
 
AlBŠtruktúra Al-B kompozitu
 

Hlavné aplikácie

Jedinečná kombinácia vlastností predurčuje Al/B kompozit na aplikáciu v najťažšie dynamicky zaťažovaných konštrukciách. Typické prípady sú:

Ďalšie čítanie

K. IŽDINSKÝ – P. MINÁR – J. IVAN: The effect of Isothermal Exposure and Thermal Cycling on the Properties of Boron Fibre/Aluminium Alloy Composite Material. In: Metal Matrix Composites, Key Engineering Materials, Vol. 104-107, pp. 845 - 853.