HU230358B1 - Eljárás és berendezés karbon szálakkal erősített alumínium mátrixú kompozit huzalok előállítására - Google Patents

Eljárás és berendezés karbon szálakkal erősített alumínium mátrixú kompozit huzalok előállítására Download PDF

Info

Publication number
HU230358B1
HU230358B1 HU1300181A HUP1300181A HU230358B1 HU 230358 B1 HU230358 B1 HU 230358B1 HU 1300181 A HU1300181 A HU 1300181A HU P1300181 A HUP1300181 A HU P1300181A HU 230358 B1 HU230358 B1 HU 230358B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
melt
salt
carbon fiber
aluminum
carbon fibers
Prior art date
Application number
HU1300181A
Other languages
English (en)
Inventor
Budai István 5% dr.
Kaptay György 30% dr.
Koppány Levente 5% Juhász
Csaba 30% Mekler
Dávid 15% Stomp
Dávid 5% Szabó
Baumli Péter 5% dr.
József 5% Szabó
Original Assignee
Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közhasznú Nonprofit Kft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közhasznú Nonprofit Kft filed Critical Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közhasznú Nonprofit Kft
Priority to HU1300181A priority Critical patent/HU230358B1/hu
Priority to EP14723116.1A priority patent/EP2999804A1/en
Priority to CN201480023819.8A priority patent/CN105229194A/zh
Priority to US14/779,905 priority patent/US9816167B2/en
Priority to RU2015145539A priority patent/RU2015145539A/ru
Priority to PCT/IB2014/060101 priority patent/WO2014155276A1/en
Publication of HUP1300181A2 publication Critical patent/HUP1300181A2/hu
Publication of HU230358B1 publication Critical patent/HU230358B1/hu

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/02—Pretreatment of the fibres or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/02—Pretreatment of the fibres or filaments
    • C22C47/04—Pretreatment of the fibres or filaments by coating, e.g. with a protective or activated covering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C47/00—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C47/08—Making alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments by contacting the fibres or filaments with molten metal, e.g. by infiltrating the fibres or filaments placed in a mould
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
    • C22C49/04—Light metals
    • C22C49/06—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
    • C22C49/10—Refractory metals
    • C22C49/11—Titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/14—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the fibres or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003—Apparatus
    • C23C2/0038—Apparatus characterised by the pre-treatment chambers located immediately upstream of the bath or occurring locally before the dipping process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/026—Deposition of sublayers, e.g. adhesion layers or pre-applied alloying elements or corrosion protection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/38—Wires; Tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Description

Minden kompozit anyagra alapve tően jellemző a mátrix ás a dlxzpargáh tézis közhírt adhéziós energia nagysága, bitnél erősebb az adhéziós kötés a két fázis között, annál sikeresebb a kétfaj ta fázis egylhtdolgozása. a kotnpoxahan, és jellemzően annál jobbak a kompozit. fahjdonságak Amennyiben a jő adhéziós kötés nem adott, ért jellemzően valamilyen mechanikai hton közölt nyontáskhlönbsőggel próbálják pótolni, illetve ellensólyozni a kongxndt gyártása során. Szükséges azonban leszögezni, hogy a nyomáxkhlbobség használata lehetővé teszi ugyan a kát fázis egymáshoz kényszerítéséé ettől azonban még nem alakul ki erfe adhéziós kötés a kompozlt alkotóinak batóriéltóotén és a kompozit tulajdonságai annak látszólag sikeres előállítása elleném is elnwrxdnak a várt tulajdontógáktól, Tehát arra kall tórekedm, hogy a kompoxitt nyomás alkalmazása nőikül hozzuk létre, A kompozit anyagok tulajdonságai jellemzően javulnak a diszpzrgált fázis mőtóténak esökkenésével, igy asetltukben a szénszálak átmérőjének esökkentósőwk Ugyanakkor a mértóotókkentéssol egyre kisebb hatékmtytóggal használhatónk azok a rnédszerek, fflttikw a fétttolvadőkot (mánia anyagól) nagy ayomásköiőnbség segítségével viszik a fentem szál kéteg száfel kézé, folyamatos teeb?»lé§lávalA kompozlt gyártási technológiák két nagyobb csoporttá oszthatóak: szakaszos és a folyamatos tedorológlárte Szakaszos, vagyis stelikas technológiákkal kisebb tengőket fehet. előálltai, ebben o esetben egy meg. a termék alakját, tnéretét Folyamatos teehnoíégfe eseten hosszé karbon szállal készíteti kábelek, rád tenoékek gyárthfetek. Nyiivánvalé, hogy a felysonatos gyártási méd gazdaságilag lényegesen előnyösebb a szakaszos gyártási módnál.
A szakirodalomból számos módszer ismert femsinfem mátrixó, szénszál erősítésé kompozitok előállítására.
Rossl R, C, és nnmkMarsat [Ceramfo Btdletfe őrt, 434-437 <IB7t)| szőnsnákAi kompiadért kiirtották elé, nyomást hasznába az mhitfeeiéboz, Felhívják a figyelmet arra, hogy a szénszálak felületét lisztezte keik öotldard D, M. és mmtkatóml [Eagfeeemé Mfeeriteis Mamímoh fe pp. kŐ'7-373 (lrtk7)J 1 YST-bon ősszefegifeák n: teebélkáállásáé Karhoá szálak házé Ahtevasfekte mő» \ mrw <' tew teo- mse λo. ,o\',v, awa \hfex rt oev^m, nak létre a fentem szálon, Ez a módszer nyilván oagyoo khhzégea, és a topblégőp-,, illetve az űriparra ázüitei az így előállítóé; CZAi kompodtek pfeeátKendfe EX1 és munkaié®? (US Patent 4,M2,M4, (IE34)j égy álteortak elé \>\ ϊ vem \ e co\ ,e te »» t ' oa' \ ae\h \χ\ $ó te -·\ he m \o < rntot képemk a karbon szál tételétem majd az igy előkészítet: szálakat a máirfe eoyegáte szolgáló féntoivadék fedőn húzták keresztek,
Rohaigi P. K, és mnokatámte |k Metaiikunde FA 76A765 (100 fej rézzel vonták be a szénszálfent, mielőtt Al-oivfeékkte feőtealtaéák. volna azokat
AB X és tfetekteátw (Métáit ΤΛ B. ÁB, (1992)1 Időben váhoeő nyomást tekafeartak a kompozlt BőáhrtBára, A fedtem átefekat kémfel éten BAB! vonták he.
Bhteber .FT, ős nwfeatátsal (Mater, Sri. bog, AWMM, FŐ7-F72 (2004)! karbon szálakat háztak át nagy nyomás ÖÖ ·™ FŐ bar) alatt levő fennhatna olvadékon, és Így állttórák &íió komoozdot. V ,V t hutattclúickm AMA ía/w uktha\, aituknek menüsidegét az érintkezési idő csökkentésével tudták. csökkenteni. Felületkezelés nélkül nem tudtak C/AÍ kompodtól repíodukáifeató módon gyártóid.
Baumli lh [Composites A 44,47-50 <2Ö.I3}j vizsgálta annak lehetőségét, hogv elő khet v úiht,uo soohadekok scgus^'géxm steokt.s ('./auav/.os) módon alumínium metrum kompozkot, azaz ügy. hogy az erősítő fázisnak a lka Imazoti. szénszálakat rövid, mintegy I cm hosszú darabokra vágta és erre helyezte az alumínium darabot és a sót, Kísérletei során ezzel az eljárással kis mennyiségű, maximum 3-6 g tömegű kompozit anyagot sikerült előállítania egy-egy szakaszos kísérletben, A siker kulcsa a Κ·;ΤΙΗ.-tűrtehnú só használata volt alkáli klurld és fluorid sók olvadékában oldva, ami feltehetőleg átmeneti TiC rétegét hozott létre az Ál-olvadék és a karbon szál határfelületem
Juhász K.L, íMater,-wkss. Werkstolheeh. 43, Ne. 4. 310-314 (2012)] tovább fei• leshette a Statikus kompozit előállítási tedimkát oly módon, hogy alap sóként káliumjoáidot (KI)· használt
Orbulov 1. N. és munkatársai [Materials Science Fórum 6S9 223)-234,(20.10)1, karbon szál erősítésű alnmmium mátrixú kompozit csöveket állított elő nyomásos íafíitrációval A mintegy 60 if% szénszálat tartalmazó esőből kimunkált próbatestek nagy faj lúgos szilárdságot mutattak.
Az eddig Ismert eljárásokban közős elem, hogy az eredményeket minden esetben szakaszos (nem folytonos) technológiával érték el, esetenként nagy nyomást alkalmazva.
A találmány célja olyan módszer kidolgozása, amely lehetővé teszi, hosszú, karbon széliéi erősített alumínium mátrixú kornpozit huzalok gazdaságos előállítását folyamatos gyártási technológiával, nyomáskülönbség és keverés alkalmazása nélkül.
A találmány neon a felismerésen alapszik, hogy abban az esetben, hu a só olvadékot az. alumínium «ivadéktól tétben elválasztjuk, majd az így szeparált olvadékokon, először a só olvadékon, majd az alumínium olvadékon karbon szálból álló kötegel házunk keresztül, először a só olvadék, majd azt kővetően az altammurn olvadék Is normál nyomáson 3 szénszálak közé folyik, tökéletesen kitöltve a szálak közötti hézagokat,. Az így
4· előállított komposatban a mátrix anyaga és o erősítő ftó felülete közötti adhézié a leható legerősebb lesz, ami híxtositja az elvileg elérhető legjobb tulajdonságokat.
A találmány tárgya tehát hm'oo s-alukkJ en<Mten skmíomm mátrixa kompozii huzalok elállítására alkalmas eljárás es .s * eWa» kunckzcscre szolgáló lerendezés,
A. találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy 800 χ l.őtKC hőmérsékleten, normál nyomáson és atmoszférában, hosszú, karbon szálakkal erősített alumínium mátrixé kompozit huzalokat tudjunk folyamatosa gyártási tóiftológtával előállítani..
Az. eljárás során alkalmazott só olvadék alkáh-haiogenld só olvadékban oldott K/FIIö,. Alkáli-halogeníd sóként előnyösen NsCl éd KOI ekvimoláris mennyiségét használjuk, ami 10 -20 t% K^TilT-ot tmúdmaz.
Az eljárás kivitelezhető atmoszferikus nyomáson levegőatmoszlérában, vagy ínért gáz atmoszférában. Adott esetben az eljárás kivitelezhető vákuumban is, Illetve minden olyan nyomáson és hőmérsékleten, ami az alkalmazóit só keverek és fém. olvadáspontja és forráspontja közúti van.
1? fúrásunkat az alábbi rajzok segítségével mutatjuk he részletesebben;
1.. ábra; Kísérleti elrendezés sematikus rajza abban sz esetben, amikor a só olvadékot es ax alumínium olvadékot a szimpla V esőben nem választjuk el egymástól térben
2. ábra: Laboratóriumi elrendezés sematikus rajza abban az esetben, amikor a só olvadékot és az alumínium olvadékot egy dupla U esőben elválasztjuk egymástól térben
3. ábra: Folyamatos ipari gyártásra alkalmas berendezés sematikus rajza.
Az eljárás Ί^κ>β^όεΙαι«ΓΙ0νΙίοί^δό^θ2 a 2. ábráit látható speciálisan kialakított dupla Ü csövet használtunk.
Az 1 V eső használata lehetővé teszi, hogy az eljárás során a 3 só olvadékot a 4 alumínium olvadéktól térben elválasszuk, ezzel hizioskva, hogy a 4 alumínium olvadék-d>hoz csak a szükséges mennyiségű 3 só osvadék kerülhessen, annyi, amennyi 3 2 karbon szálak közé képes ponetráhú és ott .stabilan megmarad addig, amíg a karbon szál. kőtdg á só olvadékból átér a lem olvadékba.
Ugyanakkor art odúitok, hog> abban az cvctKn. i;a az 1 aha .vesml; kUérkk dicndezést alkalmazzuk, amely egy szimpla 1 U cső. és amelyben nem választjuk el térben a 3 só olvadékot és a 4 alumínium olvadékot egymástól azaz közös határfelületük van. .nem tudunk kompoz.it huzalt előállítani folyamatos technológiával,
Á.z eljárás során a 2 karbon szál kötegel a.z 5 adagoló dobra tekerjük tel, majd átvezettük az 1 U esősön és a köieg végét a 6 csévélő dobra erősítjük. Az ?U csövet benne a karbon szál kőteggel behelyezzük egy kemencébe.
A karbon szálak felületét először előnyös módon hőkezelésnek vetetjük alá. azért, hogy a felületen lévő bevonatokat (gyanta'» eltávolítsák. Ezt ügy végezzük, hogy a ke* mem ct a KnuUrtcrt \Ί,Ί> \'O'uuuk tr,ud amd οι t· c 'amc elun ee\ t'f 'υΐηο'· ImmcoU letíartományt f300-400'C) a karbon szaka attekegük nz 5 adagoló dobod a 6 felesé vélő dobra, úgy hogy a karbon szál teljes hossza átmenten a kemencén (a csövön) és leégjen róla a szerves bevonati réteg. Miután áttekertük a szálat, visszafelé Is elvégezzük a műveletet, hogy a szálköteg visszakerüljön ez adagoiőkeréxre,
Z\ kemencét a kísérleti hőmérsékletre (800 ± 100 X-m) főijük. Λ kemencében 1 bar nyomású argon atmoszférát vagy 1 bar nyomású levegő atmoszférát biztosítunk. A eélhöméfsékiet elérése után a rendszert 10 pere - I óra időtartamig tartjuk ezen a hömérsékleien a hömérséklettér homogenizálódása céljából.
.A só keveréket és az alumíniumot az 1 U alakú csőbe helyezzük és argon átmos/.féi,' akut megolvasztjuk. \ ' só olvadék os a 4 uknmnann olvadék térfogatai egy tói mára választjuk. így egy fonnám (kb. 130 mm hosszúra) adódik a 2 karbon szál köteg hossza mind a 3 só olvadékban, mind a 4 alumínium olvadékban, azonosan a szimpla I U esőben és a dupla 1 U csőben.
A 2 szén szálak kötegét az adagoló kerékről a feicsévélö kerékre tekercseljük át, miközben az I U csőben áthúzzuk a 3 só··, majd a 4 alumínium olvadékon. Az áthúzás/uttekcrcsclés maximum 32 mm/s sebességű.
~Ο~
Lényeges» hogy a 2 karbon szál köteg 3 só olvadékban és 4 alumínium olvadékba» való tartózkodási ideje .nem lehet egy kritikus érteknél alacsonyabb. Ez a kritikus érték négyzetesen növekszik a karbon szél köteg átmérőjének növelésével· Egy 2 mm karbon szál köteg átmérő esetett a kritikus érték kb, 6 s.
A folyamatos gyártás Ipari kivitelezésére alkalmas berendezés vázlatos rajzát a 3. ábrán mutatjuk be, A berendezés fó részei a 3 só olvadék és 4 alumínium olvadék befogadására szolgáló fűthető la só olvadék tartály és 1b alumínium ni vadék tartály, az 2 karbon szálak továbbítására szolgáló 5 adagoló dob és ő felesévéiö dob, Az, la só olvadék tartály és az I b alumínium olvadék tartály térben elkülönítettek, A karbon, szálak megvédésére az oxidáJ.ódástó.1, valamint a 2 karbon szál köteg snegvezetésére, előnyösen a 7 kerámia esővel vannak csatlakoztatva.
Eljárásunkat az alábbi példákban részletezzük,
A példák 7 mikrométer átmérőid szénszálakra vonatkoznak, umeEeket 1-3 mm átmérőjű, szorosan összefogott kőtegben alkaintaxtenk.
Az ü csövek 99,7 % kohászati tisztaságú. afeminium-oxid kerámiából készültek,
A kompozit huzal minták vizsgálata pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) történt, A mintákat kenuéiban elvágtuk, műgyantába ágyaztuk, csiszolással és pobmzáasai .keresztmetszeti esiszoíatnt készítettünk belőlük, A SEM berendezés energia diszperz (EDAX) detektorral volt felszerelve, aminek segítségével meg tudtuk határozni a SEM képeken különböző tónusban látszó fázisok elemősszetételét.
Példa
Ebben az esetben azt kívánjuk bemutatni, hogy ha a só olvadékot az alumínium olvadéktól nem választjuk el, azaz a gyártáshoz az .1, alminak megfelelő szimpla Π csövet használunk, akkor nem lehetséges megfelelő miktoszerkezető kompozítot létrehozni, A kísérlet további paraméterei: 2 mm karbon szál köteg átmérő, Na€l-K€l (1:1 molaránsá keveréke) t 15 m/m % iXTílj, sökeverék; a kísérleti hőmérséklet 85öX\ Az áthúzás sebessége S mm/s, azaz a tartózkodási idő mind a só olvadékba»., mind a fém ol~ vadakban 130 mm / § mm/s ::: 16 s volt Á kootpozit huzal SEM kapa azt bizonyltja, hogy az alumínium olvadék a szénszálakat nem folyta közöl, tehát nem jött létra megfeleld mlkroszezkezetd alumüilum máttbfo, szénszál eröskésö kompozit.
X Példa
Ebben « esetben tó kívánjak bemutatni, hogy ha a. só olvadékot az alumínium olvadéktól térbe» elválasztjuk (X ábrának megfelelő elrendezés), és alacsony, 8 mm/s búzás! sebességgel hozzuk a szénszál kötegel ásó, majd az alnminiam olvadékon kérésztől, akkor lehetséges megfelelő mlkmsxefoexeté kompozitot létrehozol A kísérlet további pamméfete 2 mm karbon szál köteg átmérő, NaCI-kO (1;1 molarársyá keveréke) * 15 mán % K/íiffe só keverék; a kísérleti hőmérséklet 35Öfe?. Az áthúzás sebessége 8 torn/s, azaz a tartózkodási kló mind a só olvadékban, mind a fémolvndékban 130 mm /8 mtn/s ::: 16 s vök. Az L és 2, példa paraméterei megegyeznek, az. egyelte különbség az V-alakú tégely (L példa), illetve a dupla V alaké tégely (X példa) használata, A kompozit huzal SEM képe szerint a szénszálak közülit teret az ttfominktm teljes egészében kitöltötte, az alumínium olvadék nedvesítette a karbon szálai találatéi, tehát tökéletes nnktmszerkezetö kompozit jött létre.
Ebben az. eseten azt kívánjuk bemtemi, hogy ha a só olvadékot az alumtnbtm olvadéktól téten elválasztjuk, és közepes, 16 mrn/s húzást sebességgel húzzak a szénszál kötegel a só, majd az alumínium olvadékon teesztúk akkor lehetséges megfelelő mikmszozknzefo hornpoztiot léttehozni, A kísérlet további psratnéterel; 2 mm karbon szál köteg átmérő, NaCI-KCl Cili molarányá keveréke} ·*· 15 m/m % K-jTlIfe só keverék; a kísérleti bőméméklet ÚSOfeX A 2, és '3, példák paraméterei csak az áthúzást sebességben (tartózkodást időben) különböznek egymástól Az áthúzás sebessége tt 3, példában 16 mrfofe azaz a mtezkodte Ide mind a só dvtfoékteg mind a foto otedékfom 130 «/ 16 mtn/s -- 3 s volt A kompozit huzal SEM képe azt bizony ttja, hogy a szénszálak közötti tanét az alumínium teljes egészében kitöltötte, tehát tökéletes mlknoszerkezetú kompozit jött létre.
Ebben az esetben tó kívánjuk bemutatni, hogs ha a $ó olvadékot az aíutntnium olvadéktól térbe» elválasztjuk, de nagy, 32 t«tó húzást sebosséggol hozzuk a szénszál kötegel ti só, mind az alumínium olvadékon keresztül, akkor csak részben lehetséges megfelelő rnikrosz.erkez.etii kompoz.itot létrehozni, A kísérlet további paraméterei: 2 mm karbon szál hőség átmérő, NaCl-KCl <1:1 mokudnyó keveréke) * 15 m/m % KaTíF$ sőkoverek; aá/Ál tömegarány I: a kísérleti hömémkiet SStftk A X, 3. és 4. pékiik. paraméterei csak. az áthúzás! sebességben ffurfőz.kodási időben) különböznek egymástól. Áz áfházás sebessége 32 nun/s, azaz a tartózkodási idő mind a só olvadékban, mind a fém olvadékban 150 mm · 32 mm/s ::: 4 s volt. A kompozlt huzal SEM képe tó mutatta, hogy az álemiolum olvadék a szénszálak többségét nem folyta körül, tehát a teljes térfogatban nem mtt megtelem '>nkros;etke?em ahomonm maoná, szense.u erosnese kompozlt, a kompoz.it gyérfáz esah .részben volt sikeres, aminek oká a tdlsagosan nagy áthúzás! sebesség. Illetve a túlságosan rövid tarfózkodésl ÍÖő volt
Az eljárás előnye, hogy lőhamatos gyártásteelmolőgiávnl, atmoszferikus nyomáson, pofozltés mentes hosszá szélé, karbon szálakkal erősített ahnnlninot mátrixa kom» poz.it huzalok előállítására alkalmas,. Az eljárás mprodukálhafő, nmgbi'xható minőségit és kivilé mechanikai tulajdonágö. terméket biztosít

Claims (7)

1, Eljárás karbon szálakkal erősíted afémmlom más-bed kompozitteuzal előállítására, karbon szálak áthúzásával só olvadékon és alunnnium olvadékon, azzal jellemezve, hogy az alumínium olvadékot és a só olvadékot térben elválasztjuk és a karbon szálakat először a só olvadékon, majd a tőle elválasztott alumínium olvadékon húzzuk keresztül.
2, Az I, Igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 700 - 91XAC közötti hőmérsékletet alkahnazunk.
3, Az 1, igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a só olvadók alkálihalogemd olvadékban oldott K/HEg.
4,. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a só olvadék NaCI és KC1 ekvimoláris elegye, ami ló ·· 20 tömeg0 o k;I ΐϊ-^-ot tanalmaz.
5. Az 1, igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 0,1 MPa nyomású levegő: vagy inért gáz atmoszférái alkalmazunk,
6. Az 1. igénypont szerinti eljárás* azzal jellemezve, hogy 2 rutn karbon szál kőteg átmérő esetén, a. karbon szálak mind a só olvadékban:, mind az alumínium olvadékban 4~8 s ideig tartózkodnak.
7. Berendezés karbon szálakkal erősített alumínium. mátrixé kompozít huzal előállítására, amelynek ÍŐ részei a só olvadék (3) és alumínium olvadék (4) befogadására szolgáló fűthető tanalv. a karbon szálak (2j továbbítására szolgáló adagoló doh (5) és félesévélő dob (ól azzal jellemezve, hogy a só ©Ivadék tartály (la) és az alumínium olvadék tartály (l b) térben elkülönítettek és a karbon szál. (2) megyezetésére előnyösen kerámia esővel (7) vannak csatlakoztatva,
HU1300181A 2013-03-27 2013-03-27 Eljárás és berendezés karbon szálakkal erősített alumínium mátrixú kompozit huzalok előállítására HU230358B1 (hu)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU1300181A HU230358B1 (hu) 2013-03-27 2013-03-27 Eljárás és berendezés karbon szálakkal erősített alumínium mátrixú kompozit huzalok előállítására
EP14723116.1A EP2999804A1 (en) 2013-03-27 2014-03-24 Method and apparatus for the production of carbon fibre reinforced aluminium matrix composite wires
CN201480023819.8A CN105229194A (zh) 2013-03-27 2014-03-24 用于生产碳纤维增强铝基体复合线材的方法和设备
US14/779,905 US9816167B2 (en) 2013-03-27 2014-03-24 Method and apparatus for the production of carbon fibre reinforced aluminum matrix composite wires
RU2015145539A RU2015145539A (ru) 2013-03-27 2014-03-24 Способ и устройство для изготовления композиционных проволок с алюминиевой матрицей, армированной углеродными волокнами
PCT/IB2014/060101 WO2014155276A1 (en) 2013-03-27 2014-03-24 Method and apparatus for the production of carbon fibre reinforced aluminium matrix composite wires

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU1300181A HU230358B1 (hu) 2013-03-27 2013-03-27 Eljárás és berendezés karbon szálakkal erősített alumínium mátrixú kompozit huzalok előállítására

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP1300181A2 HUP1300181A2 (en) 2014-10-28
HU230358B1 true HU230358B1 (hu) 2016-03-29

Family

ID=89991079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU1300181A HU230358B1 (hu) 2013-03-27 2013-03-27 Eljárás és berendezés karbon szálakkal erősített alumínium mátrixú kompozit huzalok előállítására

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9816167B2 (hu)
EP (1) EP2999804A1 (hu)
CN (1) CN105229194A (hu)
HU (1) HU230358B1 (hu)
RU (1) RU2015145539A (hu)
WO (1) WO2014155276A1 (hu)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110444320B (zh) * 2019-08-09 2020-10-09 大连理工大学 一种高强高导碳纤维增强铝基复合导线及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4082864A (en) 1974-06-17 1978-04-04 Fiber Materials, Inc. Reinforced metal matrix composite
JP2830051B2 (ja) * 1989-05-18 1998-12-02 東レ株式会社 炭素繊維強化金属複合材料用プリフォームの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105229194A (zh) 2016-01-06
HUP1300181A2 (en) 2014-10-28
RU2015145539A3 (hu) 2018-03-21
RU2015145539A (ru) 2017-05-03
WO2014155276A1 (en) 2014-10-02
US9816167B2 (en) 2017-11-14
US20160060743A1 (en) 2016-03-03
EP2999804A1 (en) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4046950B2 (ja) 繊維強化金属複合線の製造方法
JPWO2018037658A1 (ja) 撚糸、開繊糸、炭素繊維被覆撚糸、及びそれらの製造方法
CN104640699A (zh) 含有纤维的无定形合金复合材料
JP4865039B2 (ja) 微小ワイヤ、方法及びその製造、及びそれを使用して作られた製品
CN102228964B (zh) 一种采用纺丝法制备Ni-Mn-Ga铁磁形状记忆合金连续纤维的方法
US20220143913A1 (en) Methods to produce low-defect composite filaments for additive manufacturing processes
HU230358B1 (hu) Eljárás és berendezés karbon szálakkal erősített alumínium mátrixú kompozit huzalok előállítására
JP2005163171A (ja) 高強度ニッケル基非晶質合金
RU2712991C2 (ru) Проволока с сердечником, способ и устройство для изготовления
NO141474B (no) Sammensatt aluminiummateriale som er armert med aluminiumoxydfibre, og fremgangsmaate ved fremstilling derav
US4831707A (en) Method of preparing metal matrix composite materials using metallo-organic solutions for fiber pre-treatment
US4717589A (en) Method for manufacturing a silicon carbide fiber reinforced glass composite
WO2014123532A1 (en) High strength nanocomposite glass fibers
DE3144947C2 (de) Verfahren zum Beschichten von Fasern mit Edelmetall sowie Verwendung der beschichteten Fasern in einer Metallmatrix
US7172661B1 (en) High strength nickel-based amorphous alloy
KR102670377B1 (ko) 무기성분으로 피복된 다발형 금속섬유 및 이의 제조방법
JP2009280430A (ja) 炭化珪素コーティング炭素−炭素繊維複合線材およびその製造方法、ならびに炭化珪素コーティング炭素−炭素繊維複合線材の製造に用いる炭素−炭素繊維複合線材と該炭素−炭素繊維複合線材の製造に用いる炭素長繊維束の製造方法
JP2669912B2 (ja) 繊維強化金属複合材料の製造方法
CA2140495C (en) Ceramic fibre and process therefor
JPS613854A (ja) 繊維強化複合金属材の製造方法
Kartunov PHASE RELATED MATERIALS ON ECOLOGY
CN109411362A (zh) 一种高强度耐冷热冲击键合合金丝的制备方法
JPH09184031A (ja) 金属基複合材料の製造方法
CN117165874A (zh) 一种短切石墨纤维-铜基复合材料的制备方法及短切石墨纤维-铜基复合材料
JP2023018467A5 (hu)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees