Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 2007

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: kompozyty na osnowie Cu

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Charakterystyka połączenia metal-ceramika w kompozytach na osnowie Cu wzmocnionych włóknami SiC modyfikowanymi metodą implantacji jonowej

Matysiak H., Pisarek M., Miśkiewicz M., Kędzierzawski P., Kurzydłowski K. J., Janik-Czachor M.

Inżynieria Materiałowa

2007

Vol. 28, nr 1

11-14

Kompozyty o osnowie Cu wzmacniane włóknami SiC stanowią grupę materiałów o potencjalnym zastosowaniu w energetyce jądrowej, przemyśle lotniczym, elektrotechnicznym lub elektronicznym, ze względu na wysoką wytrzymałość i przewodność cieplną oraz dobre właściwości termomechaniczne w podwyższonych temperaturach. Jednakże szersze wykorzystanie tych materiałów wymaga poznania ich struktury oraz właściwości, w tym granicy faz włókno-osnowa. W szczególności istotne jest uzyskanie odpowiedniego połączenia pomiędzy metalem a ceramiką, co można osiągnąć na drodze modyfikacji powierzchni włókna metodami fizycznymi - w tym implantacjąjonów Cu. Przedmiotem niniejszej pracy były warstwy przejściowe polepszające adhezję na granicy metal-ceramika. Warstwy te zbadano w aspekcie ich składu chemicznego, struktury i właściwości w kontekście uzyskania oczekiwanych właściwości kompozytu. Do scharakteryzowania topografii powierzchni włókien przed oraz po procesie implantacji użyto mikroskopii SEM (rys. 1 i 2). Natomiast do zbadania składu chemicznego tworzących się warstw przejściowych zastosowano spektroskopię Augera (rys. 3-^5). W celu określenia właściwości wytrzymałościowych powstałych "złącz" metal-ceramika posłużono się testem push-out (rys. 6). Uzyskane wyniki wykazały, że Cu została zaimplantowana na głębokość około 20 nm. Jednocześnie na skutek implantacji uzyskano ,,rozmycie" granicy faz metal-ceramika, co przyczyniło się do powstania warstwy pośredniej (rys. 3). Stwierdzenie powierzchniowego wzbogacenia próbki SiC w Cu na głębokość nie mniejszą niż 3 nm wskazuje, że implantacja stwarza możliwość uzyskania wzmocnionego połączenia SiC-Cu. Zostało to potwierdzone wynikami badań push-out. Połączenie w kompozycie SiC-Cu jest wyraźnie trwalsze w obecności warstwy implantowanej (rys. 6). Również rejestrowane siły tarcia związane z wypychaniem włókien z metalicznej osnowy są wyższe dla kompozytu, w którym włókno było implantowane.

SiC long fibres reinforced Cu matrix composites are candidate materials for thermonuclear power engineering, aircraft industry, electrical and/or electronic industry, as they combine high thermal conductivity with high mechanical strength at high temperatures. Broadening of their appropriate applications requires detailed investigations of the structure and composition of the metal/fibre interphase which play significant role for composite strength and thermal properties. A non-equilibrium method of Cu implantation into the fibre may help to "dilute" the metal/ceramics interphase thus forming a suitable "interlayer" and improving adhesion at the metal/fibre interface. SEM (Fig. 1 and 2) and Auger Electron Spectroscopy (Fig. 3^5) and were used to characterize interphase regions. In order to achieve information about bonding strength at interface a push out tests were carried. Both types of composites were tested; containing implanted and non-implanted fibers to get an insight into the effect of implantation on the composite's integrity. Measured implantation depth for Cu in SCS6 fibres was 20 nm. Because of implantation the composition gradually changes up to fibre surface (Fig. 3). This effect facilitated the bonding at metal/ ceramic interface. Achieved Cu reach layer of depth grater then 3 nm indicate, that implantation technique give opportunity to improve bonding SiC-Cu, what was proved by push-out tests results. Debonding shear stress is significant higher in case of presence Cu reach implanted layer (Fig. 6). After compete debonding friction forces during fibre push out are also higher for implanted fibres.