Szén nanoszerkezetekkel erősített szilícium nitrid alapú kerámiák vizsgálata Berezvai Orsolya Témavezető Dr. Tapasztó Orsolya Vékonyréteg-fizika osztály.

Az előadások a következő témára: "Szén nanoszerkezetekkel erősített szilícium nitrid alapú kerámiák vizsgálata Berezvai Orsolya Témavezető Dr. Tapasztó Orsolya Vékonyréteg-fizika osztály."— Előadás másolata:

1 Szén nanoszerkezetekkel erősített szilícium nitrid alapú kerámiák vizsgálata Berezvai Orsolya Témavezető Dr. Tapasztó Orsolya Vékonyréteg-fizika osztály Természettudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai és Anyagtudomámyi Intézet

2 A szilícium nitrid alkalmazási területei:
● Nagy hőigénybevételnek kitett szerkezeti elemek: belső égésű motor szelepek, sugárhajtómű fúvókák ● Szikramentes szerszámok fejlesztése: bánya, űrtechnika ● Erőteljes koptató hatásnak kitett szerkezetek : szerszámok, nagy hőmérsékleten működő súrlódó párok, fékek ● Bioalkalmazások: mozgásszervi implantátumok

3 Szilícium-nitrid alapú (nano-)kompozitok -grafénadagolás
Cél: adalék fázis hozzáadásával a szilícium-nitrid kerámia tulajdonságainak javítása, illetve funkcionalitás (pl. elektromos vezetőképesség) létrehozása szilárdságjavítás törési szívósság növekedés rugalmassági modulus növelése hőtágulási együttható csökkentése tömegcsökkentés elektromos tulajdonságok javítása kopásállóság növelés hőszigetelő vagy hővezető képesség javítása

4 Plazmaszinterelés (SPS)
A minták előállítása Poradalékok α-Si3N4 -attritor malom 5h, 4000 fordulatszám Al2O3 -porkeverék Plazmaszinterelés (SPS) 1600C, 3min Y2O3 GR két tipusú szinterelés Melegprés (HIP), 1700C, 3h, 20MPa Szárazprés (+PEG, mint felületaktív anyag) HIP

5 Pásztázó elektronmikroszkóp 3 és 4 pontos hajlítószilárdság
Berendezések: Pásztázó elektronmikroszkóp Mechanikai mérések: Vickers keménység . 3 és 4 pontos hajlítószilárdság

6 Néhány rétegű grafénnal erősített kompozitok
3wt% GR Néhány rétegű grafénnal erősített kompozitok 3wt% GR

7 HIP 3wt% GR Néhány rétegű grafénnal erősített kompozitok, meleg izosztatikus préssel előállítva (HIP) HIP 3wt% GR

8 SPS 3wt% GR Néhány rétegű grafénnal erősített kompozitok, plazmaszintereléssel előállítva (SPS) 3wt% GR SPS

9 Plazmaszinterelés sematikus ábrája
A grafénlemezek orientációjának lehetséges oka a plazmaszinterelésben alkalmazott egy tengely menti nyomás–ellentétben a HIP-ben alkalmazott izosztatikus nyomással.

10 Mechanikai tulajdonságok
A Si3N4 mintáink mechanikai tulajdonságainak mérése Hajlítószilárdság-vizsgálat -hárompontos hajlítószilárdság -négypontos hajlítószilárdság Keménységmérés, mikro-indentációval

11 Mechanikai tulajdonságok
Minta HV [GPa] SPS HV [GPa] HIP 1 12,586 9,939 2 12,979 9,942 3 12,714 10,609 4 10,681

12 Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretném megköszönni témavezetőmnek, Dr. Tapasztó Orsolyának a munkámban nyújtott segítséget. Köszönöm az anyag előállításában és mechanikai vizsgálatában nyújtott segítséget Varga Viktornak és Gurbán Sándornak. A mikroszkópos felvételek elkészítésében köszönetet mondok Tóth Attilának. Köszönöm az intézet vezetőségének, hogy részt vehettem az MFA Nyári Iskolájában, illetve Dr. Daróczi Csabának és Dr. Radnóczi György Zoltánnak a szervezést és a tartalmas programokat.

13 Köszönöm a figyelmet!