Szén erősítésűkerámia kompozitok és grafit nanoréteg

előállítása

Készítette: Zubor András

Témavezető: Kun Péter

A cél

kemény, hősokktűrő

SIALON: Si3N4 + Al2O3 + Y2O2 (+ ZrO2)

adalékolás: grafit nanolapkák

A célunk: új típusú, szén erősítésű Si3N4 nanokompozit előállítása

Mi is az a nanokompozit? Olyan többfázisú szilárd rendszer, melynek az egyik alkotója legalább egy dimenziójában 100 nm-nél kisebb

Nanografit: a kis szemcseméretű, vékony rétegekből álló grafit jó tulajdonságokkal rendelkezik (jó elektromos és hővezető, erős anyag)

A nanografit előállítása

„erős” módszerek → jobb minőség…

„gyenge” módszerek → több mennyiség…

többféle előállítási technológia

de kevesebb mennyiség

de rosszabb minőség

„bottom-up” ↔ „top-down”

Az MFA-ban őrlés (top-down típusú)

Mechanikai őrlés

őrlés 4000 rpm-el

keverő edény és golyók – cirkónium-oxid, (alumínium-oxid, szilícium-nitrid, rozsdamentes acél, stb is lehet)

kapacitás: ~100 g

(~kg) száraz és nedves

őrlés

Szegvári attritor malom (Union Process HD/HDDM)

Az őrlés előnyei

•Sokrétű felhasználás – számos anyagból készülhet nanopor•Viszonylag olcsó berendezés•Nagy mennyiségben is kivitelezhető•De! A malomról szennyezők kerülnek az anyagba

bolygó golyósmalom

vízszintes tengelyű attritor

Az 1191-es minta előállítása

• 10 h őrlés etil-alkoholban• Hőkezelés (1 perc, 800 °C)• Ultrahang (1 perc, ~20 W)

A 19-es labor

Pásztázó elektronmikroszkóp

...és utánGrafit az őrlés előtt...

•A felületet elektronokkal bombázzuk•A képalkotás a visszavert és szekunder elektronokkal történik•Akár 800.000-szeres nagyítás is elérhető

SEM képek a nanografitról

AFM• Az AFM- képen

tisztán látszik a grafit vékonyréteg

• A vastagságmérés eredménye: ~ 3 nm

• 200-300 nm-es lapméret

Összefoglalás

•A héten sok tapasztalatot szerezhettem a nanografit előállításáról, tulajdonságairól, felhasználásáról

•Az új típusú, szén erősítésű nanokompozitok rendkívül jó tulajdonságú, sok új lehetőséget rejtő anyagok

Köszönetnyilvánítás

• Kun Péter• Koncz Péter• Wéber Ferenc• Petrik Attila• Balázsi Csaba• Illés Levente

• Horváth Zsolt Endre• Nguyen Quoc Khanh