Cechy strukturalne i właściwości kompozytów uzyskanych metodą mechanicznej syntezy aluminium i tlenków metali

W pracy przedstawiono skrótowe omówienie wyników badań kompozytów metalicznych na osnowie aluminium, które są wykonywane od roku 1998 w ramach współpracy naukowej między Nihon University - Tokio - a Akademią Górniczo - Hutniczą w Krakowie. Kompozyty zawieraja dodatek 8 - 10% tlenków innych metali (MeO). Silne rozdrobnienie składników strukturalnych do wielkości nanometrycznych, jest główną przyczyną wysokich własności wytrzymałościowych badanych materiałów. W warunkach wysokotemperaturowego wyżarzania stwierdzono jednak niestabilność struktury wynikającą przede wszystkim z reakcji chemicznej między składnikami kompozytów. Wyróżniono dwie grupy stopów. Do pierwszej można zaliczyć te komozyty, w których redukcja tlenku MeO prowadzi do powstania cząstek czystego metalu Me, który praktycznie nie rozpuszcza się w aluminium, ani nie tworzy z aluminium fazy międzymetalicznej. Utworzenie w strukturze cząstek Me i tlenku aluminium prowadzi do lokalnego zmniejszenia objętości właściwej materiału i wzrostu jego porowatości. Druga grupa kompozytów zawiera dodatek MeO, który po redukcji w fazie stałej prowadzi do utworzenia fazy międzymetalicznej AlxMey. Ponieważ utworzenie ziaren fazy międzymetalicznej wiąże się ze wzrostem objętości właściwej materiału, porowatość wyżarzonych materiałów jest znacznie mniejsza.

---

A short overview thorough research works on Al - based composites developed at Nihon University - Tokyo - abd tested according to the cooperation program with AGH - University of Sience and Technology is presented. Mechanically alloyed aluminum - based composites with 8 - 10 wt. % additions of hevy - metal oxides (MeO) were presented. High mechanical properties of the materials were found to result from nanometric in size mechanically refined structural components. High temperature annealed was found to result in chemical reaction between aluminium and MeO. On the basis of structural observations preformed on as annealed materials, two sets of composites were distinguished. The first set of composites contained addition of metal Me, which does not dissolve in AL - matrix and does not from any intermetallics. In result of annealing, very fine needle - likeparticles of Al2O3 and Me - particles were grown in the matrix. Socond group of composites contained Me -elements that can create AlxMey intermetallics. In general, an undesirable effect of increased material porosity at high temperature was observed. Effective increase of the porosity was observed for the first set of annealed materials as a result of chemical reaction between oxide particles and AL - matrix. The porosity was efffectively reduced for the second set of composites as the combination of aluminium and Me -element caused the development of intermetallic grain that promote a local volume expansion.