Teräsalumiinien

Teräsalumiinien ovat komposiitteja, joissa teräksen ja alumiinin kerrokset on liitetty yhteen siten, että ne toimivat yhdessä kokonaisuutena. Tällaiset materiaalit voivat esiintyä laminoituna levyrakenteena tai monikerroksisina rakenteina, joissa kerrokset ovat kiinni toisiinsa ja yhdistetyt toimimaan yhtenä materiaalina.

Valmistusmenetelmät ovat moninaisia. Yleisimmät ovat räjäytysliitos (explosive bonding), roll bonding ja diffuosioliitokset (diffusion bonding), sekä näiden yhdistelmät. Räjäytysliitos muodostaa erittäin tiiviin kerroksen, joka kestää mekaanista kuormitusta ja lämpötilavaihteluita. Roll bonding tuottaa clad-levyjä, joissa teräksen ja alumiinin kerrokset ovat saumattomasti kiinni toisiinsa. Diffusion bonding ja hot isostatic pressing voivat yhdistää atomeja toisiinsa mahdollisimman hallitusti. Hitsausta teräksen ja alumiinin välille käytetään varovaisesti, koska liitoksessa voi muodostua haurastuttavia intermetallisia kerroksia ja syntyä suuria lämpöjännityksiä.

Ominaisuudet ovat yhdistelmä keveyden, lujuuden ja lämmönjohtavuuden etuja. Teräsalumiinien tiheys on alhaisempi kuin teräksen mutta korkeampi kuin pelkän alumiinin, ja ne voivat tarjota hyvän lujuus- ja jäykkyysarvon sekä kilpailukykyisen lämmönjohtavuuden. Tärkeä haaste on galvaaninen korroosio liitosalueella sekä intermetallisten kerrosten muodostuminen, jotka voivat heikentää kestävyyttä. Näiden tekijöiden hallinta riippuu liitosmenetelmästä, kerrosten paksuuksista ja kuormituksesta.

Käyttökohteet vaihtelevat auto- ja ilmailuteollisuudesta sekä jäähdytys- ja lämmönsiirtojärjestelmiin, joissa tarvitaan yhdistettävää keveyttä ja lujuutta sekä hyvää lämmönjohtavuutta. Teräsalumiinien kehitys tähtää parempaan suorituskykyyn samalla kun pyritään hallitsemaan valmistus- ja käyttökustannukset.