Aspekty technologiczne wytwarzania kompozytów stop aluminium - włókno węglowe dobór materiału osnowy

• Autorzy: Dyzia M. , Dolata-Grosz A. , Śleziona J.

Warianty tytułu

EN

Technological aspect of carbon fibre reinforced aluminium matrix composites manufacturing - selection of matrix alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym celem badań wykonywanych w ramach w projektu „Kompozyty o osnowie aluminiowej ze wzmocnieniem tekstylnym typu 3-D (3D-CF/A1-MMC) dla elementów podlegających złożonym obciążeniom w przemyśle samochodowym i w budowie maszyn", należącego do programu DFG, jest opracowanie składu chemicznego stopu Al na osnowę kompozytu Al - włókno węglowe. Zgodnie z przyjętymi założeniami technologicznymi, otrzymanie kompozytu musi być możliwe w warunkach infiltracji ciśnieniowej, infiltracji gazowej (GPI) oraz odlewania ciśnieniowego. Z tego względu osnowa musi mieć określone właściwości w stanie ciekłym i po zakrzepnięciu. Z jednej strony konieczne jest ograniczenie reaktywności w układzie Al-C, z drugiej poprawa zwilżalności włókien węglowych przez ciekły stop. Jako stop bazowy wybrano AlSi9Cu(Fe), a jego skład chemiczny modyfikowano z użyciem zapraw AlMg, AlTiB oraz AlSr. Wstępne kryterium oceny modyfikacji oparto na zmianie zakresu temperatury krzepnięcia, wynikach próby lejności i próby infiltracji ciśnieniowej na prasie Degussa.

EN

Presented results are part of realized investigations in project ,,3D-textile reinforced aluminium matrix composites (3D-CF/A1-MMC) for complex stressed components in automobile applications and mechanical engineering" in frames of programme DFG. The main aim of the researches at Sile-sian University of Technology is to develop the chemical composition an Al alloy for the matrix of Al/carbon fibres composite obtained as a result of infiltration process of a porous fibrous structure with a liquid matrix. For this reason, the matrix must have a number of features in a liquid state as well as after solidification. Selection of alloying additions was made with paying special attention to improvement of the carbon fibres surface wettability with a liquid aluminum alloy, necessary to obtain proper strength and technological properties, as well as possibilities of its further thermal treatment. As a base alloy AlSi9Cu(Fe) was selected and chemical composition was modified by AlMg, AlTiB and AlSr master alloys As preliminary criterion of evaluation of the modification the range of solidification temperature was accepted as well as results of test of castability.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty o osnowie stopów aluminium; włókna węglowe; zwilżalność; modyfikacja składu stopu

EN

aluminium matrix composites (AlMMC); carbon fibres; wettability

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 30, nr 3
• Strony: 19--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Dyzia M.

autor

Dolata-Grosz A.

autor

Śleziona J.

• Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów Politechniki Śląskiej

Bibliografia

• [1] Beffort O., Long S., Cayron C., Kuebler J., Buffat P. A., Alloying effects on microstructure and mechanical properties of high volume fraction SiC-particle reinforced Al-MMCs made by squeeze casting infiltration, Composites Science and Technology, 2007, 67, s. 737 - 745.
• [2] Bhav Singha B., Balasubramanian M., Processing and properties of copper-coated carbon fibre reinforced aluminium alloy composites, Journal of Materials Processing Technology, 2009, 209, s. 2104-2110.
• [3] Bouix J., Berthet M. P., Bosselet F., Favre R., Peronnet M., Rapaud O., Viala J. C., Vincent C., Vincent H., Physico-chemistry of interfaces in inorganic-matrix composites, Composites Science and Technology, 2001, 61, s. 355 - 362.
• [4] Dolata-Grosz A., Dyzia M., Śleziona J., Influence of modification on structure, fluidity and strength of 226D aluminium alloy, Archives of Foundry Engineering, 2008, vol. 8, special issue 3, s. 13 - 16.
• [5] Dolata-Grosz A., Dyzia M., Śleziona J., Wytwarzanie i struktura nasycanych kompozytów Al-włókno węglowe, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, vol. 30, nr 3, s. 11-18.
• [6] Dyzia M., Dolata-Grosz A., Śleziona J., Hufenbach W., Gude M., Czulak A., Próby sycenia preform z włókien węglowych modyfikowanym stopem AlSi9Cu(Fe), Kompozyty (Composites), 2009, 9, 3, s. 210 - 213.
• [7] Etter T., Papakyriacou M., Schulz P., Uggowitzer P. J., Physical properties of graphite /aluminium composites produced by gas pressure infiltration method, Carbon, 2003, 41, s. 1017- 1024.
• [8] http://wwwilk.mw.tu-dresden.de/PAK258, N. Sobczak, Raport w ramach projektu PL2_Sobczak.
• [9] Hufenbach W., Gude M., Czulak A., Śleziona J., Dolata-Grosz A., Dyzia M., Development of textile-reinforced carbon fibre aluminium composites manufactured with gas pressure infiltration methods, AMME 2009 (w druku).
• [10] Matsunaga T., Matsuda K., Hatayama T., Shinozaki K., Yoshida M., Fabrication of continuous carbon fiber-reinforced aluminum-magnesium alloy composite wires using ultrasonic infiltration method, Composites, Part A, 2007, 38, s. 1902 - 1911.
• [11] Michaud V., Mortensen A., Infiltration processing of fibre reinforced composites: governing phenomena, Composites, Part A, 2001, 32, s. 981 - 996.
• [12] Naji H., Zebarjad S. M., Sajjadi S. A., The effects of volume percent and aspekt ratio of carbon fober on fracture toughness of reinforced aluminium matrix composites, Materials Science and Engineering, 2008, A 486, s. 413 - 420.
• [13] Silvain J. F., Heintz J. M., Lahaye M., Interface analysis in A1 and A1 alloys/Ni/carbon, Composites, Journal of Materials Science, 2000, 35, s. 961 - 965.
• [14] Sobczak N., Sobczak J., Seal S., Morgiel J., TEM examination of the effect of titanium on the Al/C interface structure, Materials Chemistry and Physics, 2003, 81, s. 319 - 322.