Szén erősítésű kerámia kompozitok és grafit nanoréteg előállítása Készítette: Zubor András Témavezető: Kun Péter
A cél A célunk: új típusú, szén erősítésű Si3N4 nanokompozit előállítása SIALON: Si3N4 + Al2O3 + Y2O2 (+ ZrO2) kemény, hősokktűrő adalékolás: grafit nanolapkák
Mi is az a nanokompozit? Olyan többfázisú szilárd rendszer, melynek az egyik alkotója legalább egy dimenziójában 100 nm-nél kisebb Nanografit: a kis szemcseméretű, vékony rétegekből álló grafit jó tulajdonságokkal rendelkezik (jó elektromos és hővezető, erős anyag)
A nanografit előállítása többféle előállítási technológia „erős” módszerek → jobb minőség… de kevesebb mennyiség „gyenge” módszerek → több mennyiség… de rosszabb minőség „bottom-up” ↔ „top-down” Az MFA-ban őrlés (top-down típusú)
Mechanikai őrlés Szegvári attritor malom (Union Process HD/HDDM) őrlés 4000 rpm-el keverő edény és golyók – cirkónium-oxid, (alumínium-oxid, szilícium-nitrid, rozsdamentes acél, stb is lehet) kapacitás: ~100 g (~kg) száraz és nedves őrlés
Az őrlés előnyei Sokrétű felhasználás – számos anyagból készülhet nanopor Viszonylag olcsó berendezés Nagy mennyiségben is kivitelezhető De! A malomról szennyezők kerülnek az anyagba bolygó golyósmalom vízszintes tengelyű attritor
Az 1191-es minta előállítása 10 h őrlés etil-alkoholban Hőkezelés (1 perc, 800 °C) Ultrahang (1 perc, ~20 W)
A 19-es labor
Pásztázó elektronmikroszkóp A felületet elektronokkal bombázzuk A képalkotás a visszavert és szekunder elektronokkal történik Akár 800.000-szeres nagyítás is elérhető Grafit az őrlés előtt... ...és után
SEM képek a nanografitról
AFM Az AFM- képen tisztán látszik a grafit vékonyréteg A vastagságmérés eredménye: ~ 3 nm 200-300 nm-es lapméret
Összefoglalás A héten sok tapasztalatot szerezhettem a nanografit előállításáról, tulajdonságairól, felhasználásáról Az új típusú, szén erősítésű nanokompozitok rendkívül jó tulajdonságú, sok új lehetőséget rejtő anyagok
Köszönetnyilvánítás Kun Péter Koncz Péter Wéber Ferenc Petrik Attila Balázsi Csaba Illés Levente Horváth Zsolt Endre Nguyen Quoc Khanh