Uusia keraami-metalli yhdistelmiä teollisiin sovelluksiin
Diplomi-insinööri Sarita Hernesniemi tutki väitöstyössään keraamien ja sulien metalliseosten välisiä rajapintailmiöitä. Tutkimuksen tulokset auttavat ymmärtämään, miten materiaalit käyttäytyvät ja toimivat yhdessä erilaisissa käytännön sovelluksissa.Kun tuotteiden valmistuksessa yhdistetään kaksi eri materiaaliryhmää, halutaan niiden molempien hyvät ominaisuudet saada hyödynnetyksi. Keraameja ja metalleja halutaan liittää yhteen tai ne halutaan pitää erillään käyttökohteesta riippuen.
– Voimakkaasti reagoivien metallien valmistaminen ei onnistu perinteisillä materiaaliratkaisuilla. Yhä edelleen tarvitaan uusia materiaaleja, jotka kestävät vaativia käyttöolosuhteita, kertoo Hernesniemi.
Väitöstutkimuksessa tutkittavien materiaalien valinnassa oli perusteena kestävyys korkeassa lämpötilassa ja aggressiivisissa ympäristöissä. Tutkimuksen kohteiksi valittiin kaksi nitridikeraamia: alumiininitridi, joka on erittäin hyvin lämpöä johtava eriste, ja jota käytetään mm. elektroniikan alustamateriaalina sekä piinitridi, joka on konstruktiokeraami, jolla on korkea kuumalujuus. Piinitridi on kehitetty korkean lämpötilan sovellutuksiin, kuten kaasuturbiineihin.
Hernesniemi tutki väitöstyössään näiden kahden keraamin yhteiskäyttöä sulien kupari- ja hopeaseosten kanssa. Hän tarkasteli etenkin reaktiivisten seosaineiden vaikutusta rajapintoihin. Hernesniemi tutki rajapintailmiöitä kostutus- ja reaktiivisuustarkasteluilla. Kostutus kuvaa sitä, miten hyvin neste leviää kiinteän kappaleen pinnalle ja reaktiivisuus kertoo syntyykö rajapinnassa uusia yhdisteitä vai ovatko materiaalit keskenään reagoimattomia.
–Väitöstutkimuksen tuloksien myötä ymmärretään paremmin, minkälaisissa käyttökohteissa näitä yhdistelmiä voidaan käyttää ja mitkä yhdistelmät taas eivät toimi halutulla tavalla. Erot kostutuksessa ja reaktiivisuudessa määrittivät mitkä yhdistelmät soveltuvat paremmin liittämistä vaativiin sovelluksiin ja mitkä sen sijaan sopivat aggressiivisten metallien valmistukseen.
Väitöstilaisuus perjantaina 25.5.
Diplomi-insinööri Sarita Hernesniemen materiaaliopin alaan kuuluva väitöskirja Wetting and reactivity between nitride ceramics and molten copper and silver alloys (”Nitridi-keraamien ja sulien kupari- ja hopeaseosten välinen kostutus ja reaktiivisuus”) tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston automaatio-, kone- ja materiaalitekniikan tiedekunnassa perjantaina 25.5.2012 kello 12 Konetalon salissa K1702 (Korkeakoulunkatu 6, Tampere).
Vastaväittäjinä toimivat tekniikan tohtori Alberto Passerone (IENI-CNR, Italia) ja professori Mikhail Gasik (Aalto-yliopisto). Tilaisuutta valvoo professori Tuomo Tiainen TTY:n materiaaliopin laitokselta.
Sarita Hernesniemi on kotoisin Porista ja työskentelee kehityspäällikkönä Luvata Pori Oy:ssä.
Lisätietoja: Sarita Hernesniemi, 040 560 7008, sarita.hernesniemi@luvata.com
Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://URN.fi/URN:ISBN:978-952-15-2836-1