Charakterystyka mikrostruktury i właściwości mechanicznych materiałów hybrydowych (Al-99,999%/Al 1050 z dodatkiem nanorurek węglowych) wytworzonych w procesie skręcania pod wysokim ciśnieniem

Osoby odpowiedzialne za projekt:

• Bartkowska Aleksandra, Komorowska Gabriela, Węsierska Monika

Opiekun:

• prof. dr hab. inż. Małgorzata Lewandowska

Stosowane materiały:

• Aluminium o wysokiej czystości (Al. 99,999%), aluminium o czystości technicznej Al. 1050, nanorurki węglowe

Opis:

W projekcie badane będą materiały hybrydowe wytworzone w procesie skręcania pod wysokim ciśnieniem (HPT) poprzez połączenie dysków z aluminium o wysokiej czystości (Al-99,999%) lub aluminium o czystości technicznej (Al 1050) z wielościennymi nanorurkami węglowymi CNT (o długości 5-10 μm), co ma na celu umocnienie aluminium przy zachowaniu dobrej plastyczności. Na Rys. 1 przedstawiony jest schemat układu dysków z nanorurkami węglowymi (po lewej) oraz schemat ułożenia dysków w matrycy do procesu HPT (po prawej). Nanorurki węglowe zostały umieszczone pomiędzy dyskami z aluminium (Al-99,99%/Al1050 –testowane były dwa warianty) i następnie poddane procesowi HPT. W celu osiągnięcia równomiernego rozmieszczenia nanorurek węglowych zastosowano dużą liczbę obrotów w procesie HPT (50 oraz 100 obrotów).

Schemat układu dysków z nanorurkami węglowymi wraz ze schematycznym przedstawieniem procesu HPT.

Zakres merytoryczny projektu obejmuje charakterystykę mikrostruktury, składu chemicznego i właściwości mechanicznych opisanych powyżej hybrydowych materiałów w zależności od stopnia czystości zastosowanego aluminium, zawartości nanorurek węglowych oraz od parametrów procesu HPT. Ponadto planowane jest porównanie uzyskanych wyników z danymi literaturowymi. Badane będą materiały zawierające 0.5% oraz 1% wag. nanorurek przy różnej ilości obrotów (10,20,50 oraz 100 obrotów) oraz przy zastosowaniu aluminium o różnym stopni czystości (Al 99.99% lub Al 1050). Jako materiał porównawczy badane będą również aluminium 99,99% oraz aluminium o czystości technicznej Al 1050 w stanie wyjściowym oraz po procesie HPT bez dodatku nanorurek węglowych. Pod uwagę będą brane między innymi: sposób łączenia oraz rozmieszczenia nanorurek w osnowie aluminiowej, stopień rozdrobnienia, jednorodność mikrostruktury. Właściwości wytrzymałościowe zostaną ocenione na podstawie pomiarów mikrotwardości na przekroju poprzecznym dysków, wykonane zostaną rozkłady liniowe oraz mapy rozkładu mikrotwardości.

W tabeli poniżej przedstawiono wykaz badanych próbek (sumarycznie 18 próbek).

Wykaz badanych próbek

Badane materiały zostały wytworzone w ramach projektu NCN SONATINA 1 „Synteza nowych materiałów hybrydowych metodą skręcania pod wysokim ciśnieniem” na Uniwersytecie w Southampton.