Arten Von Bauteilgrenzflächen In Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen Am Beispiel Von Magnesium-Matrix-Verbundwerkstoffen

Inhaltsverzeichnis

• $13 Reaktionen Zwischen Verstärkung Und Matrixlegierung
• Mikrostruktur Und Atomare Unordnung Von Magnesium-Aluminat-Spinell, Bestrahlt Mit Schnellen Schweren Ionen
• ReviewMagnesium Matrix Composite Reinforced By Nanoparticles

In Magnesium-Matrix-Verbundwerkstoffen kann bei Werkstoffen auf Basis von Mg-SE-Legierungen mit SiC eine intensive Reaktion zwischen den Komponenten beobachtet werden. Abbildung 6 zeigt die Schliffbilder der Mikrostruktur der ME3-Legierung und des Verbundwerkstoffs auf der Matrix dieser Legierung mit SiC-Partikeln. Die Mikrostruktur der unverstärkten ME3-Matrixlegierung bestand aus einer festen Lösung von Seltenerdelementen in Magnesium (α-Phase) und dem Eutektikum α Mg12RE. Anzumerken ist, dass detaillierte Mikrostrukturanalysen des auf Basis dieser Legierung hergestellten Verbundwerkstoffs eine intensive Reaktion zwischen den in Magnesium gelösten Seltenerdelementen und den Siliziumkarbidpartikeln zeigten. Diese Reaktion führte folglich zur Bildung dessen, was allgemein als RE3Si2-Phase bezeichnet werden kann. Diese an der Grenzfläche der Bauteile gebildete Verbindung hat eine nadelförmige Morphologie, die aufgrund der Eigenschaften von Verbundwerkstoffen ungünstig ist.

• Die Gültigkeit des Modells von Kelly und Tyson für die Berechnung des IFSS aus dem Fragmentierungstest erfordert, dass die Proben vollständig mit Fragmenten gesättigt sind.
• Für medizinische Anwendungen wurde Magnetron-Sputtern verwendet, um CaP/HA auf medizinische Geräte zu beschichten, um ein bioaktives Implantat zu schaffen.
• Eine solche Grenzfläche entsteht, wenn die Verstärkungsphase von der flüssigen Matrix sehr gut benetzt wird und keine Reaktion zwischen den Komponenten stattfindet.
• Zunächst wurden dünne Magnesiumfilme auf flachen Objektträgern aus Mikroskopglas abgeschieden, um deren Dicke und Rauheitsmerkmale zu untersuchen.
• Es wurde vermutet, dass diese Erhöhung des IFSS auf die raue Faseroberfläche zurückzuführen ist, die eine stärkere Verzahnung mit der Polymermatrix erzeugt.

Die unter Verwendung dieses Verfahrens erhaltenen Verbundwerkstoffe, die in früheren Arbeiten ausführlich beschrieben wurden, enthalten bis zu 30 Gew.-% Verstärkungspartikel in der Matrixlegierung. Andererseits wurden die Verbundwerkstoffe 6–7 unter Verwendung des Unterdruckinfiltrationsverfahrens hergestellt, bei dem die geschmolzene Matrixlegierung von oben in die Form gegossen wurde . Dank dieser Technik (detailliert in früheren Arbeiten beschrieben) konnten Verbundwerkstoffe mit einer Verstärkung von bis zu 60 Vol.-% in der Matrixlegierung erhalten werden. Magnesiumbeschichtete Fasern wurden dann in Gießharz eingebettet und poliert, um ihre Querschnittsansicht zu heißfolienprägung beobachten. 7 zu sehen, hatten die Fasern eine äußere Mg-Überzugsschicht, die unter Verwendung von rückgestreuter SEM-Bildgebung deutlich sichtbar war.

Einzelfaser-Verbundstoffe aus PGF/PLA und PGF/PCL wurden hergestellt und bei verschiedenen Dehnungen auf Zug getestet, um Sättigungseffekte zu untersuchen. Die maximale kritische Dehnung, die unter Verwendung von PLA erhalten wurde, betrug aufgrund seiner intrinsischen Sprödigkeit etwa 4,5 %. Eine weitere Dehnung führte zu einem Versagen der Matrix, bevor eine Sättigung mit Faserfragmenten eingetreten war. Bei Verwendung von PCL wurden jedoch aufgrund der duktilen Eigenschaften von PCL Dehnungsgrenzen von ungefähr 15 % erhalten. 9 ersichtlich ist, wurde bei 10 % Belastung für PCL ein Plateau in Faserfragmenten gesehen. Dieses Ergebnis zeigte, dass der SFFT für das PGF/PLA-System nicht geeignet war, um den IFSS-Wert zu bestimmen.

3 Reaktionen Zwischen Verstärkung Und Matrixlegierung

Im Fall von Metallmatrix-Verbundwerkstoffen sollte die Auswahl des Matrixtyps als die Wahl der Legierung selbst und verwandter Legierungselemente verstanden werden, die die Struktur des Endprodukts erheblich beeinflussen können. Die Art der Verstärkungsphase ist während der Herstellung von Verbundwerkstoffen wichtig, da sie von der flüssigen Matrix benetzt werden und eine Matrix/Verstärkungs-Verbindung erhalten kann. Die Auswahl der Komponenten bestimmt direkt die Arten von Grenzflächen, die zwischen der Matrix und dem Material der Verstärkungsphase entstehen. In dem Verbundstoff auf Basis der Legierung AME505 mit Ti-Partikeln keimte die Al2RE-Phase auf den Ti-Partikeln, was zu einer signifikanten Zunahme ihres Volumenanteils und damit zu einer Abnahme des Volumenanteils der nächsten Phase, d. Änderungen des Volumenanteils der Phasen in der Matrix der Verbundwerkstoffe machen es schwierig, das Verhalten der Verbundwerkstoffe mit der Matrixlegierung selbst zu vergleichen. Es sei auch darauf hingewiesen , dass das dargestellte Phänomen der Nukleation der intermetallischen Phasen der Matrix auf der Verstärkungsphase auch bei dem in früheren Arbeiten vorgestellten Verbundwerkstoff auf Basis der Matrix der AM50 - Legierung mit Ti - Partikeln auftrat .

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

Ein solcher Effekt der Beschichtung (d. h. Keimbildung für die intermetallischen Phasen der Matrix) ist hypothetisch möglich, was in Abbildung 10h schematisch dargestellt ist. Ungeachtet dessen wurde diese Art von Einfluss in den verschiedenen Magnesiumverbundwerkstoffen, die bisher in der vorgestellten Forschung hergestellt wurden, bis heute nicht aufgedeckt. Reaktionen zwischen Komponenten sind meistens schädlich aufgrund des Abbaus der verstärkenden Phase und der Bildung spröder Phasen an der Grenzfläche. Bei Aluminiumverbundwerkstoffen wurden sehr häufig Reaktionen zwischen der Verstärkungsphase und der Matrix beobachtet. Am Beispiel der nachfolgend vorgestellten Magnesium-Komposite lassen sich zwei Arten von Reaktionen unterscheiden.

ReviewMagnesium Matrix Composite Reinforced By Nanoparticles

Diese Art der Beschichtung ist während der Herstellung von Verbundwerkstoffen stabil und reagiert nicht mit der flüssigen Matrixlegierung. Abbildung 8c zeigt eine REM-Aufnahme der Verbundmikrostruktur mit EDX-Ergebnissen, die eine durchgehende Schicht zwischen den Cenosphären und der Matrixlegierung zeigen. Die erzeugte Schutzschicht schützte die Wände der Cenosphären vor einer Reaktion mit Magnesium und ermöglichte es, einen Verbundstoff mit ununterbrochenen Cenosphären zu erhalten. Die Untersuchung dieser Art von Verbundwerkstoffen, die auf der Basis von AZ91- und AM50-Legierungen hergestellt wurden, ergab keine keimbildende Wirkung dieser Beschichtung auf die in der Matrixlegierung vorhandenen intermetallischen Phasen.

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.