Pianki korundowe do infiltracji metalami i polimerami

Kompozyty metalowo-ceramiczne, a także polimerowo-ceramiczne o strukturze infiltrowanej charakteryzują się unikalną przestrzenną strukturą wzajemnie przenikających się szkieletów fazy metalowej lub polimerowej i fazy ceramicznej. Najczęstszym sposobem wytwarzania tego typu kompozytów jest infiltracja ciekłego metalu lub polimeru do porowatej kształtki ceramicznej. Do infiltracji ciekłymi metalami lub polimerami zastosowano piankowe kształtki korundowe (α-Al2O3), wytworzone metodą żelowania spienionej zawiesiny (ang. gelcasting of foams). W procesie infiltracji ciśnieniowej stopu AlMg5 do pianki korundowej uzyskano kompozyt metalowo-ceramiczny (AlMg5/Al2O3) o strukturze infiltrowanej charakteryzujący się pełnym wypełnieniem komórek pianki przez metal i dobrym przyleganiem na granicy faz ceramika/metal. Stwierdzono, że kompozyt AlMg5/Al2O3 w porównaniu do stopu AlMg5 może osiągać wyższe wartości naprężeń ściskających. Wytworzono także kompozyty korundowo-polimerowe o osnowie z pianki ceramicznej, stosując jako wypełnienie elastyczny poliuretan oraz żywicę epoksydową. Stwierdzono, że kompozyt żywica epoksydowa/pianka korundowa w porównaniu do pianki korundowej może osiągać wyższe wartości naprężeń ściskających, a kompozyt poliuretan/pianka korundowa większe odkształcenia nie powodujące zniszczeń.

---

Metal-ceramic composites or polymer-ceramic composites are characterized by a unique spatial structure of interpenetrating phase being metal or polymer and ceramic phase. The most common method for manufacturing such composites is the infiltration of molten metal, or polymer into porous ceramics. In this paper the alumnia foams (α-Al2O3) manufactured by gelcasting of foams method were used as proforms for metal or polymer infiltration. A direct pressure infiltration process was used to infiltrate the alumina foams with an AlMg5 alloy resulting in an interpenetrating microstructure. Due to the open cell structure of the Al2O3 foams, macropores in alumina preform were completely filled by metal. Microstructural characterization of the composites revealed a special topology of skeleton and good integrity of metal/ceramic interface. It was found that AlMg5/Al2O3 composites were characterized high compression strength, better than an AlMg5 alloy. Polymer- ceramics composites were also manufactured in the process of infiltration of a polyurethane or epoxy resin into alumina foams. It was found that epoxy/alumina foams composites were characterized high compression strength, better than the alumina foam as well as the polyurethane/alumina foams composites were characterized by ability to achieve large deformation.