Struktura a mechanické vlastnosti materiálů na bázi hořčíku připravených metodou SPS

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá zpracováním hořčíkových práškových materiálů s přídavkem zinku metodou slinování jiskrovým výbojem. Cílem je posouzení vlivu parametrů přípravy a obsahu zinku na strukturu materiálu a jeho mechanické vlastnosti. Teoretická část práce je rozdělena na dvě hlavní kapitoly. První kapitola popisuje materiály na bázi hořčíku a je zmíněno také jejich využití v oblasti medicíny. Druhá pak rozebírá práškovou metalurgii, konkrétně hořčíkové prášky a metodu slinování jiskrovým výbojem. V experimentální části byly vzorky slinuty při teplotách 300 °C a 400 °C a podrobeny analýze pomocí světelného a skenovacího elektronového mikroskopu, EDS analýze a měření tvrdosti, mikrotvrdosti a pevnosti v ohybu. Byl pozorován nárůst tvrdosti se zvyšujícím se obsahem zinku a se zvyšující se teplotou slinování. Pevnost v ohybu dosahovala vyšších hodnot pro materiály slinované při teplotě 400 °C.This diploma thesis deals with the processing of the magnesium-based powder materials with the addition of zinc by the spark plasma sintering. The aim of this thesis is to evaluate influence of sintering parameters and zinc content on the microstructure and mechanical properties of the material. First part of the thesis is literary research which is divided into two main chapters. The first chapter describes magnesium-based materials and mentions their use as biomaterials. The second chapter discusses powder metallurgy, specifically magnesium powders and spark plasma sintering. In the experimental part the powders were sintered at temperatures 300 °C and 400 °C and an analysis was performed using optical microscope, scanning electron microscope, then also EDS analysis and hardness, microhardness and three-point bending tests were performed. An increase in hardness was observed with increasing zinc content and with increasing sintering temperature. The flexural strength was higher for materials sintered at a temperature of 400 ° C.