Szálerősítéses ötvözetlen alumínium mátrixú, szintaktikus fémhabok mechanikai vizsgálata

Mechanical Investigation of Fibre-Reinforced, Unalloyed Aluminum-Matrix Syntactic Foams

Authors

  • Bálint GÁBRIEL Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Anyagtudomány és Technológia Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3./MTA-BME Lendület Nagyteljesítményű Kompozit Fémhabok Kutatócsoport, 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3.
  • Karina PRÉMUS Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Anyagtudomány és Technológia Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3./MTA-BME Lendület Nagyteljesítményű Kompozit Fémhabok Kutatócsoport, 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3.
  • Alexandra KEMÉNY Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Anyagtudomány és Technológia Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3./MTA-BME Lendület Nagyteljesítményű Kompozit Fémhabok Kutatócsoport, 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3.
  • Imre Norbert ORBULOV Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Anyagtudomány és Technológia Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3./MTA-BME Lendület Nagyteljesítményű Kompozit Fémhabok Kutatócsoport, 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3.

Keywords:

syntactic metal foam, aluminum matrix, fibre reinforcement, mechanical properties, energy absorption/szintaktikus fémha , alum nium mátrix, szálas erős tés, mechanikai tulajdonságok, energiaelnyelés

Abstract

The mechanical properties of metal foams can be tailored over a wide range through appropriate selection of the matrix, filler, and reinforcing materials. The present study investigates the effect of fibre bundle reinforcement on the mechanical behavior of syntactic aluminum metal foams. The examined material consisted of an Al99.7 aluminum matrix, expanded clay aggregates as filler material, and randomly distributed copper-coated carbon fibre bundles as reinforcement. The random dispersion of the fibres was intended to achieve direction-independent mechanical properties. Based on quasi-static compression tests, the reinforced specimens exhibited significant improvements in crushing strength, plateau stress, and energy absorption capacity compared to the unreinforced reference samples, while the increase in density remained minimal.

Kivonat

A fémhabok mechanikai tulajdonságai széles tartományban alakíthatók a mátrix-, térkitöltő- és erősítőanyagok megválasztásával. Jelen kutatás a szálas erősítés hatását vizsgálja szintaktikus alumínium fémhabok mechanikai viselkedésére. A vizsgált anyag Al99,7 alumínium mátrixból, duzzasztott agyagkavics térkitöltőből és véletlenszerűen eloszlatott, rézzel bevont szénszál erősítésből állt. A kvázi-statikus zömítővizsgálatok eredményei alapján az erősítés jelentős javulást eredményezett a törőszilárdságban, a platófeszültségben és az energiaelnyelő képességben, minimális sűrűségnövekedés mellett.

References

Saini D, Dokhaei B, Shafei B. Aluminum foam structural wall panels under single and repeated windborne debris impacts. Journal of Building Engineering 2025;116:114603. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.114603.

Garai F, Béres G, Weltsch Z. Development of tu es filled with aluminium foams for lightweight vehicle manufacturing. Materials Science and Engineering: A 2020;790:139743. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139743.

Wu Y, Guo Y, Yi S, Lv Z, Fan Z. Impact Resistance of Aluminum Foam Composites with Filler and Coating Materials. Polymers (Basel) 2024;16. https://doi.org/10.3390/polym16233286.

Ching Hao L, Abdan K. Effect of Short Fibers Reinforcement in Syntactic Foam: A Review. J Phys Conf Ser 2020;1529:32097. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1529/3/032097.

Ding X, Qian H, Su G, Hu X, Liu Y, Peng G, et al. Reinforcement effect of fly ash with different morphologies on aluminum foam prepared via powder metallurgy. Powder Technol 2024;443:119944. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2024.119944.

Tete PR, Gupta MM, Joshi SS. Aluminium metal foam production methods, properties and applications- a review. Mater Today Proc 2023;77:673–9. https://doi.org/10.1016/j.est.2022.104041.

Ching Hao L, Abdan K. Effect of Short Fibers Reinforcement in Syntactic Foam: A Review. J Phys Conf Ser 2020;1529:32097. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1529/3/032097.

Cao ZK, Li B, Yao GC, Wang Y. Fabrication of aluminum foam stabilized by copper-coated carbon fibers. Materials Science and Engineering: A 2008;486:350–6. https://doi.org/10.1016/j.msea.2007.09.013.

Liu J, Yu S, Zhu X, Wei M, Li S, Luo Y, et al. Effect of Al2O3 short fiber on the compressive properties of Zn–22Al foams. Mater Lett 2008;62:3636–8. https://doi.org/10.1016/J.MATLET.2008.04.013.

MAGYAR SZABVÁ YÜGYI TESTÜ ET. MSZ E 1706:2020+A1 Alum nium és alum niumötvözetek. Öntvények. Vegyi összetétel és mechanikai tulajdonságok 2020.

Downloads

Published

2026-04-21

Issue

XXXIV. Nemzetközi Gépészeti Konferencia – OGÉT 2026

Section

Articles

License

Copyright (c) 2026 Nemzetközi Gépészeti Konferencia – OGÉT

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.