Gradient- och matrismaterial - en litteraturstudie

För att åstadkomma en väsentlig höjning av materials prestanda dvs mekaniska och dynamisk egenskaper erfordras att nya väldesignade materialsystem framställs. Denna litteraturstudie har till syfte att ligga som grund för utvärdering av vilka gradient- och matrismaterial som kan tillverkas med Spark Plasma Sintering-tekniken (SPS) där tyngdpunkten ligger på material lämpliga för ballistiska skyddsapplikationer. För att belysa fördelarna med SPS-tekniken inleds litteraturstudien med en introduktion till traditionell sintring med dess fördelar men också om dess begränsningar. Därefter följer en kortfattad beskrivning av SPS-tekniken, vilken förklarar varför det är möjligt att sintra samman material vilka är omöjliga att sintra med traditionell teknik. Detta ger en möjlighet att erhålla synergistiska effekter från de ingående materialen, vilka ej skulle kunna nås med konventionella tekniker. Med SPS-tekniken kan material framställs med avsevärt högre densitet och en finare kornstorlek än traditionellt p.g.a. betydligt kortare sintringstider. Materialsystem speciellt lämpliga för ballistiska skyddsapplikationer är gradient- och matrismaterial. Gradientmaterial kan innehålla gradienter både i sammansättning och struktur. Detta möjliggör fogning av metallkeram och kan utnyttjas till en optimerad produkt med förhöjd prestanda mot de enskilda ingående materialen. Matrismaterial framställs för att förbättra de mekaniska egenskaperna hos grundmaterialet d.v.s. bibehållen styrka i kombination med ökad seghet. Inom keramområdet är det framförallt nanokompositer som är av intresse.