Verbundwerkstoffe - 24. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
Vortrag
24.05.2024
Herstellung, Eigenschaften und Potentiale von Mg-Nanokompositen
HD

Dr. Hajo Dieringa

Dieringa, H. (V)¹
¹Helmholtz-Zentrum Hereon, Geesthacht
Vorschau
20 Min. Untertitel (CC)

Es ist bekannt, dass mit Keramikpartikeln im Mikrometerbereich verstärkte Magnesiumlegierungen eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit aufweisen, als ihre unverstärkten Matrixlegierungen. Um jedoch die Festigkeit, Duktilität und/oder Kriechbeständigkeit zu verbessern, müssen die Partikel deutlich kleiner sein. Die optimale Größe dieser Partikel für eine Orowan-Verstärkung ist ein Durchmesser von weniger als 100 nm. Da die Oberfläche der Nanopartikel im Vergleich zu ihrem Gewicht dann jedoch sehr groß ist, und damit große van-der-Waals-Kräfte wirken, ist die Deagglomeration der Partikel in einer Magnesiumschmelze nur schwer zu erreichen und erfordert zusätzliche Kräfte. Diese zusätzlichen Kräfte können z.B. durch eine Ultraschallbehandlung der Schmelze oder durch das High-Shear-Verfahren eingebracht werden. Beim ultraschallunterstützten Gießen wird die Kavitation genutzt, um die Partikelagglomerate zu zerstören, und die Schmelze wird durch akustische Strömung umgewälzt. Dies führt zu einer homogenen Verteilung der Partikel. Beim High-Shear-Verfahren wird die Schmelze mitsamt den Partikeln durch kleine Öffnungen gepresst und dabei geschert. Dies führt ebenfalls zu einer Deagglomeration der Nanopartikel in der Schmelze. Einige Beispiele der hergestellten Nanokomposite und ihre Eigenschaften werden vorgestellt.

Abstract

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