Vliv parametrů SPS (Spark Plasma Sintering) na mikrostrukturu kompozitů s SiC matricí

Abstract

Práce se zabývá problematikou porovnání a hodnocení struktury kompozitů s SiC matricí při různých podmínkách přípravy materiálu metodou SPS (Spark Plasma Sintering), mikroskopickým vyhodnocením porezity, rozložení výztuže a adheze na rozhraní výztuž - matrice, ověřením vybraných mechanických vlastnosti a porovnaní jednotlivých materiálů.V průběhu experimentální části byly vytvořeny, analyzovány a vyhodnoceny vzorky SiC (karbidu křemíku) ve formě čistého SiC, kompozitu s uhlíkovými vlákny a SiC whiskery a SiC s příměsí Ti (titanu) za různých podmínek slinovácího procesu. Navržené podmínky byly optimalizovány za účelem dosáhnout co nejkompaktnějšího materiálu. Na vzorcích byly prováděny mikroskopické analýzy, měření mikrotvrdosti a stanovení lomové houževnatosti KIC. Pomocí elektronového mikroskopu bylo dokumentováno rozhraní mezi vlákny a matricí. Při porovnaní výsledku experimentální části se ukazují jako nejlepší varianty konečného produktu slinování čistý SiC slinovaný při optimalizovaných parametrech (SiC 3) a TiSiC (čistý SiC s Ti).

Thesis deals with the comparison and evaluation of the structure of SiC matrix composites under various conditions, material preparation by SPS (Spark Plasma Sintering), microscopic evaluation of porosity, reinforcement distribution and interface reinforcement - matrix was performed to verify mechanical properties of each material and comparison of sample quality. During the experimental part were developed, analyzed and evaluated samples of SiC (silicon carbide), composite samples with fibers or whiskers and additive of Ti (titanium) under various conditions of the sintering process. On the samples were performed microscopic analysis, micro hardness measurement and determination of fracture toughness KIC. Applying electron microscopy was documented formation of diffusion connection between the particles and fibers - matrix interface. When comparing the results of the experimental part was identify the best variant of the final product is a pure sintering SiC sintered at optimized parameters (SiC 3) and sample prepared from SiC powder dopped with titanium (pure SiC Ti).