Kompozyty metalowe - wzór sprawozdania

POLITECHNIKA GDAŃSKA
Wydział Mechaniczny
Katedra Inżynierii Materiałowej i Spajania
Laboratorium Materiałoznawstwo III
SPRAWOZDANIE
Materiały kompozytowe o osnowie metalowej
(opracowanie: dr hab. inż. Krystyna Imielińska)
Imię i Nazwisko
Wydział, studia
Grupa
Ocena
Data
Podpis
Przebieg ćwiczenia:
1. Wejściówka: odpowiedz na 3 pytania z materiału instrukcji do ćwiczenia
2. Oblicz gęstość kompozytu: osnowa: silumin (stop Al z krzemem- gęstość 2,7 Mg/m3) + 25%
SiC , gęstość 3 Mg/m3 . Z podanych zdjeć wybierz jego możliwe zastosowanie
Sposób obliczenia:
Gęstość Mg/m3
3
Stop Al (2,7 Mg/m )
Kompozyt:
stop Al+25% SiC
3. Porównaj jaki jest stosunek gęstości tych materiałów do gęstości żeliwa (7,3 Mg/m3).
4. Zastosowanie:
5. Naszkicuj strukturę kompozytu Al- 25% SiC . Zaznacz strzałkami i opisz fazę zbrojącą i
osnowę
6. Jaki kompozyt i dlaczego stosuje się na tłoki silników spalinowych ?
Naszkicuj styk powierzchni tłoka kompozytowego i cylindra. Uzasadnij zalety takiej budowy
materiału.
7. Jaka własność mechaniczna materiału charakteryzuje jego sztywność?
8. Jakimi kompozytami i dlaczego zastępuje się stop aluminium na ramy rowerowe?
modul E, GPa
modul E , GPa
9. Oznacz osie Y wykresu. Oblicz o ile procent (w stosunku do czystego stopu Al) może
wzrosnąć sztywność kompozytu o osnowie stopu Al po połączeniu z 10% i 25 % Al2O3 .
Moduły sprężystości stopu Al i zbrojenia Al2O3 wynoszą odpowiednio EAl=70GPa a
EAl2O3=390GPa. Naszkicuj orientacyjny wykres modułu sprężystości wszystkich kompozytów
(Al-Al2O3) od 0% do 100% Al2O3 (górna i dolna krzywa).
0
20
40
60
80
10. Od czego zależy czy uzyska się
optymalną sztywność?
……………………………………………
…………………………………………..
Odpowiedź poprzeć szkicem cząstki
silnie i słabo związanej z osnową
100
ilosc zbrojenia % wag.
(a) silnie
11. Jaką rolę spełnia osnowa metaliczna (Co) w
ceramiczno- metalowych – „cermetach”)?
węglikach spiekanych
(b) słabo
(kompozytach
12. Naszkicować i oznaczyć strukturę tego kompozytu.
13. Oblicz maksymalną przewodność cieplną kompozytu narzędziowego 85% TiC i 15% osnowy
Co. Przewodnictwo cieplne TiC i Co są odpowiednio: KTiC=27 W/mK i
KCo=69 W/mK
(zastosować regułę mieszanin).
14. O ile procent zwiększy się szybkość odprowadzania ciepła z narzędzia
kompozytu w stosunku do czystego węglika TiC
w przypadku