Original title: Příprava a charakterizace porézních materiálů na bázi hořčíku
Translated title: Preparation and Characterization of Porous Magnesium Based Materials
Authors: Březina, Matěj ; Pacal, Bohumil (referee) ; Vojtěch, Dalibor (referee) ; Ptáček, Petr (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2018
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
V současnosti zkoumané hořčíkové materiály připravované práškovou metalurgií vycházejí ze značně obsáhlého technologického spektra, díky čemu je možné vytvářet širokou škálu materiálů. Tato práce se zaměřuje na přípravu objemových materiálů z hořčíkového prášku metodami lisování za studena a za tepla, slinováním a polem aktivovaným slinováním. Objemové materiály byly připravovány v sérii lisovacích tlaků 100 MPa až 500 MPa a slinovací teploty byly voleny v rozsahu 300 °C až 600 °C s cílem charakterizovat vliv podmínek přípravy a technologie na výsledné vlastnosti připravovaných materiálů. Připravené materiály byly hodnoceny z hlediska mikrostruktury, tvrdosti, mikrotvrdosti, tříbodového ohybu a fraktografie. Objemové materiály byly připraveny pomocí všech testovaných metod, ovšem vlastnosti těchto materiálů se značně lišily v závislosti na použité technologii. Z materiálů lisovaných za tepla měly nejvyšší pevnost a tvrdost ty, které byly připraveny při tlaku 400 a 500 MPa a teplotě 400 °C. Klasické slinování hořčíku v muflové peci a argonové atmosféře se ukázalo jako neefektivní z důvodu oxidické vrstvy na povrchu a přítomnosti kyslíku v technickém argonu. Slinování pomocí technologie SPS (Spark Plasma Sintering – slinování pomocí jiskrového výboje) bylo tím efektivnější, čím nižší byl lisovací tlak použitý na výrobu předlisků a čím vyšší byl aplikovaný tlak během samotného procesu SPS. Nejvyšší pevnosti a tvrdosti dosáhly v tomto případě materiály slinované při teplotě 600 °C připravené z volně sypaného prášku a z nejporéznějšího předlisku (100 MPa). Bulk magnesium materials produced nowadays via powder metallurgy are based on a vastly extensive technological spectrum, which makes it possible to create a wide range of materials. This work focuses on the preparation of bulk materials from magnesium powder by cold pressing and hot pressing, sintering and field assisted sintering. The bulk materials were prepared in a series of compacting pressures from 100 MPa to 500 MPa and the sintering temperatures were selected in the range of 300 ° C to 600 ° C in order to characterize the influence of the manufacturing conditions and technology on the final properties of bulk materials. Prepared materials were evaluated in terms of microstructure, hardness, microhardness, three-point bend test, and fractography. From the hot pressed materials, the samples prepared at 400 and 500 MPa and 400 °C had the highest strength and hardness. The classic sintering of magnesium in the furnace with argon atmosphere proved to be ineffective due to the oxide layer on the surface and the presence of oxygen in technical argon. The SPS sintering (Spark Plasma Sintering) was the more effective with the lower applying pressure used to make the preforms and with the higher applied pressure during the SPS process itself. Highest strength and hardness were achieved in this case of materials sintered at 600 ° C prepared from free powder and the most porous preform (100 MPa). The bulk materials were prepared using all methods used, but the properties of these materials varied considerably depending on the technology used.
Keywords: cold compaction; hardness; hot compaction; Magnesium; microhardness; microstructure; porosity; powder metallurgy; sintering; SPS; three-point bending; Hořčík; lisování za studena; lisování za tepla; mikrostruktura; mikrotvrdost; pevnost v ohybu; porozita; prášková metalurgie; slinování; SPS; tvrdost

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/137168

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-390297


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses