PROJEKT BADAWCZY PT. „Kompozyty ceramika-metal z układu Al2O3/Ti/Ni zbrojone fazami międzymetalicznymi”

 

Kompozyty ceramika–metal od lat wzbudzają zainteresowanie świata nauki. Wszystko za sprawą niezwykłych właściwości, będących sumą korzystnych cech użytych komponentów. Szczególnym rodzajem kompozytów ceramika-metal są materiały trójskładnikowe, w których dobór odpowiednich komponentów metalicznych umożliwia w procesie spiekania wytworzenie nowych faz, w tym międzymetalicznych, pozwalających uzyskać unikalne właściwości gotowego materiału.

Innowacyjnym kompozytem, w których możliwe jest uzyskanie faz międzymetalicznych jest kompozyt Al2O3/Ti/Ni wytworzony metodą odlewania z masy lejnej. Wyniki badań własnych i dane literaturowe nad wykorzystaniem metody odlewania z masy lejnej do wytwarzania kompozytów ceramika-metal pokazują, iż jest to jedna z najtańszych i najefektywniejszych metod formowania kompozytów. Zastosowanie niklu i tytanu jako komponentów metalicznych pozwoli w procesie spiekania na wytworzenie w kompozycie faz międzymetalicznych TiNi i/lub TiNi3 o wysokiej twardości, które znacząco wpłyną na finalne właściwości kompozytu.

Jednak, w literaturze przedmiotu brak jest doniesień na temat badań tego typu materiałów, co stanowi niszę naukową. Zatem podjęcie się problematyki zbadania możliwości otrzymywania kompozytów Al2O3/Ti/Ni metodą odlewania z masy lejnej może przyczynić się do poznania nowej wiedzy nt. materiałów ceramika-metal zbrojonych fazami międzymetalicznymi.

Celem projektu jest przeprowadzenie badań dotyczących możliwości wytworzenia i charakteryzacji mikrostruktury oraz właściwości mechanicznych innowacyjnego kompozytu Al2O3/Ti/Ni zbrojonego fazami międzymetalicznymi otrzymanego metodą odlewania mas lejnych. Wyniki badań pozwolą na stworzenie podstaw do opracowania metodyki kształtowania właściwości kompozytów z osnową ceramiczną poprzez wprowadzenie fazy metalicznej, która w procesie spiekania pozwoli na wytworzenie faz międzymetalicznych o wysokiej twardości. Uzyskane rezultaty pozwolą na określenie zmian w mikrostrukturze i właściwościach mechanicznych, w zależności od zawartości fazy stałej i zastosowanej atmosfery ochronnej.

Opracowana metodyka kształtowania właściwości kompozytów ceramika-metal może dać punkt wyjścia do prac o charakterze aplikacyjnym. Tematyka badań jest innowacyjna, brak jest doniesień literaturowych na temat takiego typu materiałów, stąd wyniki prac mogą przyczynić się do poszerzenia wiedzy z zakresu kompozytów ceramika-metal. Uzyskane rezultaty prac badawczych będą ważnym punktem odniesienia do przyszłych prac nad możliwością otrzymywania trójskładnikowych gradientowych materiałów kompozytowych ceramika-metal.

Proszek wyjściowy Uformowane kształtki kompozytowe Mikrostruktura przełomu otrzymanego kompozytu