Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 58

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  zirconia
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
EN
Composites based on tetragonal zirconia polycrystals modified with corundum inclusions ATZ (alumina toughened zirconia), are one of the basic and more commonly used ceramic structural materials. They are used especially willingly as parts of devices and machinery working in both dry and wet wear conditions in the presence of hard abrasive particles intensifying wear processes. The mechanical properties of such composites, strength and fracture toughness mainly, strongly depend on their chemical and phase compositions as well as microstructure. The aim of the present work was to investigate an innovative type of ATZ material composed of a mixture of two ZrO2 powders with different chemical composition and a small addition (2.3 vol.%) of nanometric corundum powder. The proper composite materials additionally contained 10 or 20 vol.% commercially available corundum particles. Tests were carried out on the mentioned materials for abrasive wear susceptibility according to the ASTM Dry Sand Test and ASTM Miller Test, using silicon carbide particles as the abrasive medium. As a reference materials, typical TZP (tetragonal zirconia polycrystals) material prepared using commercial powder and ZTA (zirconia toughened alumina) material containing 5 vol.% zirconia dispersed in an alumina matrix were used. The obtained results allowed the usability of the individual composite materials to be verified under various operating conditions.
PL
Kompozyty na osnowie tetragonalnego dwutlenku cyrkonu, modyfikowane wtrąceniami korundowymi (alumina toughened zirconia, ATZ), są jednym z podstawowych i częściej stosowanych ceramicznych tworzyw konstrukcyjnych. Szczególnie chętnie są stosowane jako elementy maszyn i urządzeń pracujące w warunkach tarcia suchego lub w obecności wody, często w obecności twardych cząstek intensyfikujących procesy zużycia. Właściwości mechaniczne tego typu kompozytów, głównie wytrzymałość i odporność na kruche pękanie, silnie zależą od ich składu chemicznego, fazowego i mikrostruktury. Celem niniejszej pracy było zbadanie innowacyjnego typu kompozytów ATZ, w którym jako osnowę zastosowano mieszaninę dwóch proszków ZrO2 o różnym składzie chemicznym z niewielkim (2,3% obj.) dodatkiem nanometrycznego proszku korundu. Właściwe materiały kompozytowe zawierały ponadto komercyjnie dostępne ziarna korundu w ilości 10 lub 20 % obj. Wykonano dla tych materiałów testy podatności na zużycie ścierne luźnym ścierniwem węglika krzemu według norm ASTM - Dry Sand Test i Miller Test. Jako materiałów odniesienia użyto typowego materiału TZP (tetragonal zirconia polycrystals) uzyskanego z komercyjnego proszku oraz materiału typu ZTA (zirconia toughened alumina). Otrzymane wyniki pozwoliły zweryfikować użyteczność poszczególnych typów kompozytu w różnych warunkach pracy.
2
EN
The paper presents mechanical and tribological properties of Al2O3/ZrO2 composite sinters with different proportions of Al2O3 and ZrO2 phases. These materials are commonly used in dry friction contact due to relatively low manufacturing costs of even complex shapes of products and the possibility of working at elevated temperatures. The tests were carried out by the ball-on-disc method at temperatures of 20, 150, 300, and 500°C. A ball made of Al2O3 was used as a counterpart. The results were compared with the following sintered mono-phase materials: Al2O3 (alumina) and tetragonal yttria-stabilized ZrO2 polycrystallines (Y-TZP). The tests showed the significantly better properties of composite materials.
PL
W pracy przedstawiono właściwości mechaniczne i tribologiczne spieków kompozytowych Al2O3/ZrO2 o różnej proporcji faz Al2O3  i ZrO2. Są to materiały chętnie stosowane w węzłach tarcia suchego ze względu na relatywnie niskie koszty wytwarzania nawet skomplikowanych kształtów wyrobów i możliwość pracy w podwyższonych temperaturach. Testy przeprowadzono na stanowisku z węzłem tarcia ball-on-disc w temperaturach 20, 150, 300 i 500°C, jako przeciwpróbkę zastosowano kulkę wykonaną z Al2O3. Wyniki badań porównywano z wynikami badań spieków wytwarzanych z materiałów jednofazowych: α- Al2O3  (korund) i tetragonalnych polikryształów ZrO2  stabilizowanych tlenkiem itru (tzw. Y-TZP). Badania wykazały znacząco lepsze własności materiałów kompozytowych.
PL
Kompozyty na osnowie tetragonalnego dwutlenku cyrkonu, zawierające wtrącenia korundowe (alumina toughened zirconia, ATZ), są jednym z podstawowych i częściej stosowanych ceramicznych tworzyw konstrukcyjnych. Właściwości mechaniczne tego typu kompozytów, głównie wytrzymałość i odporność na kruche pękanie, silnie zależą od ich składu chemicznego, fazowego i mikrostruktury. Celem niniejszej pracy było otrzymanie kompozytów ATZ w procesie spiekania mieszaniny dwóch proszków ZrO2 o różnym składzie chemicznym z niewielkim (1.5 % mas.) dodatkiem nanometrycznego proszku korundu, a także określenie ich mikrostruktury i podstawowych właściwości mechanicznych. Użyto nanometrycznego proszku czystego dwutlenku cyrkonu i proszku zawierającego 4% mol. tlenku itru, a ich ilości w mieszaninie z nanokorundem dobrano tak, aby końcowy produkt miał nominalnie 3% mol. Y2O3. 1,5% mas. nanometrycznego tlenku glinu Do takiej mieszaniny proszków dodano 10% lub 20% obj. proszku submikronowego korundu po czym wypraski spiekano w 1450 °C przez 2 h. Tak otrzymany materiał cechował się wyższą wartością współczynnika krytycznej intensywności naprężeń, lecz niższą wytrzymałością na zginanie w stosunku do spieku otrzymanego w tych samych warunkach z jednofazowego proszku. Obecność ziaren tlenku glinu w każdym przypadku podnosiła zarówno odporność na kruche pękanie, jak i wytrzymałość.
EN
Composites based on tetragonal zirconia, containing corundum inclusions (alumina toughened zirconia, ATZ), are one of the basic and more commonly used ceramic structural materials. The mechanical properties of this type of composites, mainly strength and fracture toughness, strongly depend on their chemical and phase composition as well as their microstructure. The purpose of this work was to obtain ATZ composites in the sintering process of two ZrO2 powders with different chemical composition with a small (1.5 wt%) addition of nanometric corundum powder, as well as to determine their microstructure and basic mechanical properties. Nanometric powders of pure zirconia and zirconia containing 4 mol% yttrium oxide were used, and their amounts in the mixture with nanocorundum were selected so that the final product had a nominal 3 mol% Y2O3. To this powder mixture, 10% or 20% by volume of submicron corundum powder was added, after which the compacts were sintered at 1450 °C for 2 h. The material obtained in this way was characterized by a higher value of the critical stress intensity factor, but a lower bending strength in relation to the sintered body obtained under the same conditions from a single-phase powder. The presence of alumina grains in each case increased both fracture toughness and strength.
4
Content available remote Friction and wear of composites in alumina/zirconia system
EN
The paper presents the results of friction and abrasive wear measurements of composites in the α-alumina/tetragonal zirconia system. Two types of materials with mutually interpenetrating phases in a continuous manner were investigated. Pure alumina and zirconia samples were used as the reference materials. Ball-on-disc tests were conducted at 20 and 500°C. An alumina ball was applied as the counterpart. The tests showed that the composites have a significantly reduced wear rate and friction coefficient when compared to monophasic materials. Improvement of the properties was noticeable especially at the elevated temperature.
PL
Przedstawiono wyniki pomiarów tarcia oraz zużycia ściernego kompozytów z układu tlenek glinu/tetragonalny dwutlenek cyrkonu. Badano dwa typy materiałów z fazami wzajemnie przenikającymi się w sposób ciągły. Próbki z czystego tlenku glinu oraz tlenku cyrkonu zostały użyte w badaniu jako materiały odniesienia. Badanie metodą Ball-on-Disc przeprowadzono w temperaturach 20 oraz 500°C. Kula z tlenku glinu została użyta jako przeciwpróbka. Testy wykazały, że kompozyty mają wyraźnie obniżony współczynnik tarcia oraz podatność na ścieranie w porównaniu do materiałów jednofazowych. Poprawa właściwości była zauważalna szczególnie w podwyższonych temperaturach.
EN
Background: Oxide-doped zirconia is currently commonly used ceramics in dental prosthetics. However, its use raises a lot of controversy. This is related to the stability of the zirconia metastable phases in the human mouth environment and it sensitivity for the so-called low-temperature degradation. A key way to avoid this type of negative phenomena is doping ZrO2 with selected metal oxide sand choosing appropriate methods for the synthesis of ceramic powders. Objective: The aim of this paper is to present investigations of modification and to analyse the influence of chemical composition and volume of parent-solvent for the morphology and thermal properties of ceramic powders prepared in a ZrO2-CeO2-Y2O3-Al2O3 system. Methods: The powders were obtained by using the sol–gel method in an inert gas atmosphere and ambient temperature using zirconium n-propoxide for this purpose. Morphology was examined by using scanning electron microscopy (SEM) and particle size distribution (PSD); thermal properties was evaluated using thermogravimetric analysis (TGA/DTA/DTG), and chemical composition was confirmed by using electron probe microanalysis (EPMA). Results: Depending from the volume of the CeO2 precursor solution of and regardless of the volume of the second oxide precursor, was observed difference in morphology of the obtained powders. Overall trend is related to reduce the size of agglomerates with an increase in the volume of the precursor of CeO2. Conclusions: The influence of various chemical compositions for morphology and thermal properties is negligible. In contrast, a clear correlation is observed between the volume of parent alcohol for both morphology and thermal properties. Use of sol–gel method to further research in view of these results appears to be appropriate.
EN
The aim of research was the elaboration of the synthesis of new organic monomer applicable in gelcasting. The substance named 3,4-di-acryloyl-D-mannitol which contains two acryloyl groups and four hydroxyl groups in its molecule has been synthesized. The monomer has been then applied in the preparation of Al2O3-ZrO2 composites by gelcasting and subsequent sintering. Rheological properties of ceramic suspensions have been examined, as well as the properties of green and sintered bodies. SEM observations allowed to determine the distribution of zirconia grains in alumina matrix. Density, Vickers hardness and fracture toughness of ZTA composites have been measured. The new monomer, that is diacryloyl derivative of mannitol, is less sensitive to the oxygen inhibition than commonly used in gelcasting and commercially available 2-hydroxyethyl acrylate.
EN
Electrical discharge machinable ceramics open new applications fields by combining good mechanical properties such as high strength, hardness, abrasion resistance and high temperature resistance with the possibility to produce complex shape customized components. Alumina based ceramics with dispersions of zirconia and a conductive refractory carbide offer enhanced hardness and abrasion resistance compared to other ED-machinable ceramics based on silicon nitride or Y-TZP based compounds, however only a moderate toughness. In the present study cerium hexaaluminate (CA6) platelets were introduced in the material system of zirconia toughened alumina with 24 vol.% titanium carbide by in situ reaction sintering to further improve the fracture resistance. With addition of CA6 the fracture resistance and strength increases while hardness and electrical conductivity were incrementally reduced. CA6 addition leads to a slight reduction in material removal rate in die sinking EDM and reduction of roughness in machined surfaces.
PL
Elektroerozyjnie obrabialna ceramika otwiera nowe pola zastosowań poprzez połączenie dobrych właściwości mechanicznych takich jak wysoka wytrzymałość, twardość, odporność na ścieranie i wysoka odporność temperaturowa z możliwością wytwarzania złożonego kształtu komponentów stosownie do wymagań klienta. Ceramika oparta na tlenku glinu zawierająca dyspersje tlenku cyrkonu i przewodzącego węglika ogniotrwałego oferuje podwyższoną twardość i odporność na ścieranie w porównaniu z pozostałą ceramiką obrabialną elektroerozyjnie opartą na azotku krzemu lub Y-TZP, ale jedynie umiarkowaną odporność na pękanie. W prezentowanych badaniach do układu materiałowego tlenku glinu wzmocnionego tlenkiem cyrkonu zawierającego 24% obj. węglika tytanu wprowadzono płytki sześcioglinianu ceru (CA6) drogą in situ spiekania reakcyjnego, aby poprawić odporność na pękanie. Wraz z dodatkiem CA6 zwiększyły się odporność na pękanie i wytrzymałość, podczas gdy twardość i przewodność elektryczna zostały przyrostowo zredukowane. Dodatek CA6 prowadzi do nieznacznego zmniejszenia szybkości usuwania materiału w trakcie elektrodrążenia wgłębnego EDM i redukcji chropowatości obrabianej powierzchni.
EN
Full-ceramic dental restorations made from ZrO2 have become increasingly popular due to their aesthetics and mechanical strength, and are gradually replacing prostheses made of porcelain fused to metal. Nevertheless, due to the variability in the physicochemical properties in a wet environment at elevated temperature, zirconia is quite a controversial material, the use of which in the environment of the mouth is questionable and raises many concerns. The reason for the variability in the physicochemical changes is the martensitic transformation in which metastable phases (b, g) change into the stable phase (a). For biomedical applications, the most desired is the b-phase. A very unfavourable phenomenon accompanying the martensitic transformation in a wet environment is low temperature degradation, which is an autocatalytic process accelerating negative changes in ZrO2. The aim of this review is a comprehensive study of the degradation phenomenon problems according to prosthetic treatment with a fixed prosthesis and ways to reduce it.
EN
High purity, fine crystalline, degradation-free at low temperature powders have attracted special interest in CAD/CAM prosthetic dentistry full ceramic restorations. This study reports the preparation and characterisation of zirconia-ceria (0.9ZrO20.1CeO2) powders. Materials were obtained from zirconium-n-alkoxide and cerium nitrate hexahydrate in the pH 2–4 and 8–10. Methods: Zirconia-ceria powders were obtained with the sol-gel method in a humid-free environment. Thermal analysis (TGA/DTA) of the as-prepared materials was made for an assessment of its behaviour at elevated temperatures. Specimens were dried at 80°C and calcinated in two stages: at 300°C with soaking time 2.5 h and 850°C with holding time 2.5 h, in order to evaluate the phase transformations. Thermal analyses of the as-dried powders were made for an assessment of its thermal behaviour during heat treatment up to 1000 °C. By X-ray diffraction (XRD), polymorphs of ZrO2 were identified. Additionally, scanning electron microscopy (SEM) and laser particle size distribution (PSD) were involved for characterisation of morphology of the powders. Results: We found a correlation between the pH of the colloidal system and the morphology of the as-obtained powders. Based on analysis (SEM,PSD), structures were identified known as soft and hard agglomerates. Conclusions: In summary, it can be stated differences were found between powder morphology depending on the used pH, which can be crucial for powder densification during sintering and compacting green bodies which, as a consequence, may be crucial for the lifetime of zirconia prostheses. Correlations between phase composition and pH are difficult to grasp, and require further more sophisticated studies.
10
Content available remote Katalityczne właściwości związków cyrkonu
PL
Dokonano przeglądu informacji literaturowych związanych z wykorzystaniem wybranych związków cyrkonu w katalizie ze szczególnym uwzględnieniem tlenków cyrkonu. Omówiono specyficzne właściwości tych związków, których następstwem jest ich wysoka zdolność katalityczna.
EN
A review, with 71 refs., of uses of selected Zr compds., esp. ZrO₂, in catalysis.
EN
Purpose: The aim of the study was to examine the connection between the zirconia substructure and the porcelain in the dental crowns subjected to simulated occlusal forces. Design/methodology/approach: All-ceramic dental crowns were subjected to Vickers hardness examination, testing of compressive strength and observations of breakthroughs on the SEM. Findings: Based on the research, it was found that the compressive force at which ceramic crowns brake down, are in the range of maximum occlusal loads exerted by man. There is a mechanical connection between zirconia and porcelain. All-ceramic crowns of premolars showed the highest resistance to compressive force, while the crowns of canines are characterized by the lowest resistance to the loading force. In addition, through the research we found that ceramic crowns under static compressive loads brake down and the fracture line runs through the entire thickness of the wall, because zirconium oxide has more than twice the hardness of the porcelain. There is a difference of stresses between the materials, causing fracture of the restoration. Practical implications: The research work shows that the porcelain crowns on the substructure of zirconia (all-ceramic restoration) are a very good option of the restorative treatment in dentistry, rebuilding missing teeth. Originality/value: The article presents a study on the compressive strength of manufactured crowns, followed by a comparison to the natural forces of occlussion in human. The exact mapped tooth geometry and the appropriate veneering porcelain foundation of zirconium allows the use of prosthetic crowns in the patient's mouth without fear that porcelain will be broken.
EN
Purpose: To show the influence of retentive cavity, cavity wall preparation and different luting techniques on the fracture resistance of severely damaged teeth restored with adhesive core build-ups and monolithic zirconium crowns. Methods: Extracted molars were prepared with 2 mm ferrule height and divided into eleven groups (n = 8/group). In nine groups a retentive occlusal cavity with a width and depth of 1 or 2 mm was prepared. Two control groups without a retentive cavity were made. Zirconium crowns were manufactured. 48 copings were cemented with glass-ionomer cement (Ketac Cem), the others (n = 40) with adhesive resin cement (Panavia F 2.0). Artificial ageing was carried out in the following way: n = 88, thermocycling (10,000 cycles, 6° C/60° C), n = 80 chewing simulation (1,200,000 cycles, 64 N). The samples were tested for load at first damage and fracture load with non-axial force. For statistical analysis ANCOVA with post hoc, Bonferroni-adjusted t-test were used ( p ≤ 0.05). Results: No differences between the tested cements were detected. Influence of the cavity wall thickness was significant ( p = 0.001). Mostly, the samples with wall thickness of 2 mm showed better results. Both control groups (no cavity) showed results comparable to study groups with cavity. Conclusions: Retentive cavity is most likely not mandatory. However, if prepared, the cavity wall thickness is of higher importance than cavity depth. Glass-ionomer and adhesive resin cement are comparable for use with zirconia crowns.
13
Content available remote Cations on Ion Chromatography by Phosphate-Coated Zirconia Stationary Phase Column
EN
Ion chromatography of inorganic cations using a phosphate-coated zirconia stationary phase (PZ) was first attempted. The retentions of cations to PZ increased by elevating the column temperature and the reproducibility of the separation could improve at the higher temperature. The PZ functioned as a cation-exchanger from changes in the retention factor of cations as a function of eluent pH. Furthermore, the Gibbs free energies of cations were estimated from enthalpy and entropy using the retention factors of cations as a function of the column temperature. The reaction was based on the endothermic reaction.
EN
Substantial progress in the field of materials used for medicine has be observed in recent years, driven by the higher demand for these types of materials. Promising prospects are offered by composite materials that allow for unlimited modelling of the properties in materials used for specific medical applications. The focus of the investigations presented in this paper is placed on metallic-ceramic composites based on a titanium alloy matrix (Ti-6Al-4V) with a 20 wt.% addition of aluminium oxide (Al2O3), hydroxyapatite ceramics (Ca10(PO4)6(OH)2) and YSZ (zirconia stabilized with 8 wt.% yttria Y2O3) obtained using the spark plasma sintering method. The specimens were compressed at 35 MPa and sintered in a shielding gas (argon) medium at the temperature of 1000°C in an SPS HP 5 apparatus manufactured by FCT for 25 min. The obtained composites were subjected to microstructural analysis using an Axiovert light microscope and X-ray quality analysis using a D8 DISCOVER Bruker diffractometer. Hydrostatic weighing in deionized water according to the PN-EN ISO 2738:2001 standard was also used to evaluate the density (apparent and relative), porosity (open and total) and water absorption capacity. The topology of the surface of the metallic-ceramic composites was determined using a Hommel T1000 profilometer. The mechanical properties (microhardness) were measured using a semi-automatic microhardness tester (FM-7, FutureTech) with a Vickers indenter at a load of 100 G. The resistance to wear was evaluated by means of a ball wear testing stand. In this study, Ti6Al4V/HAp(ZrO2, Al2O3) composites were prepared using spark plasma sintering (SPS) to obtain highly compact composites. The aim of the study was to evaluate the ability of spark plasma sintering to obtain metallic-ceramic composites based on titanium alloy with an addition of inert ceramics and bioactive ceramics for medical applications.
PL
W ostatnim czasie można zauważyć ogromny postęp w dziedzinie materiałów dla medycyny, niejako wymuszony zwiększonym zapotrzebowaniem na tego typu materiały. Ogromną nadzieję upatruje się w materiałach kompozytowych pozwalających na swobodne modelowanie właściwości elementów predestynowanych do konkretnych zastosowań medycznych. Przedmiotem badań przedstawionych w niniejszym artykule są wytwarzane metodą iskrowego spiekania plazmowego (SPS - spark plasma sintering) kompozyty metaliczno-ceramiczne na osnowie stopu tytanu Ti-6Al-4V z 20% mas. dodatkiem tlenku aluminium (Al2O3), ceramiki hydroksyapatytowej (Ca10(PO4)6(OH)2) oraz ceramiki cyrkonowej YSZ (tlenek cyrkonu modyfikowany 8% mas. tlenku itru Y2O3). Próbki prasowano przy ciśnieniu 35 MPa i spiekano w atmosferze gazu ochronnego (argonu) w temperaturze 1000°C w urządzeniu typu SPS HP 5 firmy FCT przez 25 min. Otrzymane kompozyty poddano analizie mikrostrukturalnej przy użyciu mikroskopu świetlnego Axiovert, rentgenowskiej analizie jakościowej na dyfraktometrze rentgenowskim D8 DISCOVER Bruker, oceniono metodą ważenia hydrostatycznego w wodzie dejonizowanej (zgodnie z normą PN-EN ISO 2738:2001) ich gęstość (pozorną i względną), porowatość (otwartą i całkowitą) oraz nasiąkliwość. Określono ponadto topografię powierzchni otrzymanych kompozytów metaliczno-ceramicznych, stosując profilometr Hommel T1000, oceniono właściwości mechaniczne (mikrotwardość) przy wykorzystaniu półautomatycznego mikrotwardościomierza Microhardness Tester FM-7 firmy FutureTech z zastosowaniem wgłębnika Vickersa przy obciążeniu 100 G, jak również ich odporność na ścieranie za pomocą kulotestera. Celem przeprowadzonych badań było określenie przydatności metody iskrowego spiekania plazmowego do wytwarzania kompozytów metaliczno-ceramicznych na bazie stopu tytanu z dodatkiem ceramiki inertnej oraz bioaktywnej do zastosowań medycznych.
15
Content available remote Trzypunktowe zginanie próbki z dwutlenku cyrkonu
PL
Celem badania była analiza właściwości mechanicznych materiału Cyrkon Lava, który jest stosowany do wytworzenia koron dentystycznych oraz mostów poprzez proces frezowania. Badania dotyczyły procesu trzypunktowego zginania na maszynie wytrzymałościowej Instron 8874 według normy PN-EN 843-1. Przeprowadzone badania pozwalają wnioskować o wysokiej wytrzymałości na zginanie oraz wpływie obrobionej powierzchni próbki na właściwości mechaniczne.
EN
Aim of this study was to evaluate mechanical properties of Cyrkon Lava material, used in production of dental crowns and bridges in the milling process. Research dealt with the three-point bending in the Instron 8874 testing machine in accordance with the PN-EN 843-1 standard. The research results confirm high flexural strength and the impact of sample surface on mechanical properties.
16
Content available remote Physical and chemical processes during firing of ZrSiO4-Al2O3 powders
EN
Mullite-zirconia materials are of great interest for their application in filters, catalytic carriers, heat exchangers, as well as coatings in combustion engines and classical refractories. They posses high fire and heat shock resistance as well as good mechanical and chemical resistance at high temperatures. The microstructure of the material is formed as a result of complex physical and chemical processes taking place at high temperatures. Their course depends on temperature, purity and grain size of the substrates. In this work, the microstructure evolution was studied in the samples composed of ZrSiO4 and α-Al2O3. The samples were prepared from commercially available powders showing various grain size distributions. The oxide composition was specified according to stoichiometry of the reaction: Al2O3+2ZrSiO4 --›3Al2O3•2SiO2 +ZrO2. The final firing was carried out at temperatures ranging from 1300°C to 1600°C for the time varying from half an hour up to 60 hours. The changes of chemical and phase compositions were examined with the application of XRD (Rietveld technique), FTIR and EDS analytical methods. The microstructure evolution was traced with SEM for the model samples prepared from ZrSiO4 (of grain size below 150 žm) and Al2O3 (of grain size distribution D90 below 10 žm). The obtained results have been used as a basis for the description of dominant mechanisms responsible for formation of the mullite-zirconia material microstructure. It has been found that the decomposition of ZrSiO4 into oxide components takes place at the first stage of firing of the ZrSiO4 and α-Al2O3 powder. Then a two way diffusion of Si4+ and Al3+ ions goes on, followed by nucleation and growth of a crystalline mullite.
PL
Materiały mullitowo-cyrkoniowe znajdują się w kręgu niesłabnącego zainteresowania w związku z ich zastosowaniem w filtrach, nośnikach katalizatorów, wymiennikach ciepła, a także jako powłoki w silnikach spalinowych i jako klasyczne materiały ogniotrwałe. Mają one wysoką ogniotrwałość i odporność na wstrząs cieplny oraz dobrą mechaniczną i chemiczną odporność w wysokich temperaturach. Mikrostruktura materiału kształtuje się jako wynik złożonych zjawisk fizycznych i chemicznych, zachodzących w wysokich temperaturach. Przebieg tych procesów zależy od temperatury, czystości i rozmiaru ziarna substratów. W pracy zbadano ewolucję mikrostruktury próbek ZrSiO4 i α-Al2O3. Próbki przygotowano z proszków handlowych o różnych rozkładach wielkości cząstek. Skład tlenkowy określono zgodnie ze stechiometrią reakcji: Al2O3+2ZrSiO4 --›3Al2O3•2SiO2 +ZrO2. Wypalanie próbek przeprowadzono w temperaturach z przedziału 1300-1600°C przez czas zmieniający się od 30 min do 60. godzin. Zmianę składu fazowego i chemicznego określono stosując metody XRD (metoda Rietvelda), FTIR i EDS. Ewolucję mikrostruktury śledzono za pomocą SEM dla modelowych próbek przygotowanych z proszków ZrSiO4 o rozmiarze ziarna poniżej 150 žm i proszków Al2O3 o rozmiarze ziarna D90 poniżej 10 žm. Otrzymane wyniki wykorzystano jako podstawę opisu dominujących mechanizmów powstawania mikrostruktury materiału mullitowo-cyrkoniowego. Stwierdzono, że w pierwszym etapie wypalania proszku ZrSiO4 i α-Al2O3 ma miejsce rozkład ZrSiO4 na składowe tlenki. Następnie zachodzą dwa sposoby dyfuzji jonów Si4+ i Al3+, po których następuje zarodkowanie i wzrost krystalicznego mullitu.
17
Content available remote Superplastic properties of zirconia-hafnia composites doped with various oxides
EN
The influence of 1 mol% dopant of various oxides on the superplastic flow of yttria stabilized tetragonal zirconia ceramics and zirconia – 10 mol% hafnia composite was examined in the temperature range 1553–1773 K. It was claimed that doping caused the increase of superplastic strain rate in zirconia and in zirconia-hafnia composite in comparison with undoped materials. The maximum strain rate for zirconia was measured for GeO2 addition; it was 16x higher than in pure ceramics, but for zirconia-hafnia the maximum strain rate was for SiO2 dopant (4x higher than in pure composite). There is a linear relationship between the grain boundary diffusion coefficient of Zr4+ and superplastic strain rate for zirconia ceramics. For zirconia-hafnia composite this relationship is not so obvious because of high strain rate for SiO2 addition.
PL
Zbadano wpływ dodatku 1. % mol. różnych tlenków na nadplastyczne płynięcie ceramiki tetragonalnego dwutlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru i kompozytu ZrO2-10 % mol. HfO2 w zakresie temperatury 1553–1773 K. Stwierdzono, że domieszkowanie spowodowało wzrost szybkości nadplastycznego odkształcania dwutlenku cyrkonu i kompozytu ZrO2-HfO2 w porównaniu z materiałami bez domieszek. Maksymalną szybkość odkształcania zmierzono w przypadku dodatku GeO2; była ona16x większa niż w czystej ceramice, ale w przypadku ceramiki ZrO2-HfO2 maksymalna szybkość odkształcania pojawiła się dla domieszki SiO2 (4x większa niż dla czystego kompozytu. Zależność pomiędzy współczynnikiem dyfuzji po granicach Zr4+ i nadplastyczną szybkością odkształcania ceramiki cyrkoniowej była liniowa. W przypadku kompozytu ZrO2-HfO2 zależność ta nie była tak oczywista z powodu wysokiej szybkości odkształcania zmierzonej dla dodatku SiO2.
18
Content available remote Shot peening in structural ceramics
EN
Car and aircraft manufacturers commonly use shot peening technique to modify material surface layers and improve the strength of metal components. As it occurred, the same technique can be applied for brittle ceramics. High compressive stresses up to 2.4 GPa were introduced into the near surface region of alumina and zirconia ceramics maintaining its surface integrity by ultrasonic shot peening. The dependence between diameter of tungsten carbide balls, treatment time (at constant mass of balls in the housing and vibration amplitude) and level of compressive stress introduced was determined for nano and micro sized grains of both ceramics. An increase of hardness and surface resistance to fracture with an increasing level of compressive stress was found. Surface layers of ceramics deformed by shot peening have been analysed by the classical XRD, X-ray texture test, using Euler circle and ESEM/EBSD methods.
PL
Producenci samochodów i samolotów powszechnie wykorzystują technikę śrutowania w celu zmodyfikowania powierzchniowych warstw materiału i zwiększenia wytrzymałości elementów metalowych. Podobnie, ta sama technika może być zastosowana w przypadku kruchej ceramiki. Za pomocą śrutowania ultradźwiękowego wprowadzono duże naprężenia ściskające, sięgające wartości 2,4 GPa, w obszar przypowierzchniowy ceramiki korundowej i cyrkoniowej, zachowując jej powierzchniową integralność. Określono zależność pomiędzy średnicą śrutu z węglika wolframu, czasem śrutowania (przy stałej masie śrutu w obudowie i stałej amplitudzie drgań) i wielkością wywołanego naprężenia ściskającego w przypadku nano- i mikroziaren obydwu badanych tworzyw ceramicznych. Stwierdzono wzrost twardości i powierzchniowej odporności na pękanie wraz ze wzrostem wartości naprężenia ściskającego. Powierzchniowe warstwy tworzyw, zdeformowane wskutek śrutowania, zanalizowano za pomocą klasycznej techniki rentgenowskiej, metodą rentgenowskiej analizy teksturalnej wykorzystującej okrąg Eulera oraz za pomocą metody ESEM/EBSD.
EN
The main goal of this work is to study the effects of the residual stresses due to the coating process on the final stress distribution within the Thermal Barrier Coatings system (TBC) after thermal cycling. The thermomechanical Finite Element Model (FEM) was developed to estimate the stress distribution. This model takes into account several phenomena: residual stress generation during the spraying of coatings, morphology of the top-coat/ bond-coat interface, oxidation at the bond-coat/top-coat interface, plastic deformation of the bond-coat and creep of all layers during thermal cycling. As results, we observed a critical stress after coating spraying, corresponding to a low substrate temperature and high cooling rate during spraying of the top-coat material.
PL
Głównym celem tej pracy są badania nad wpływem naprężeń resztkowych wywołanych procesem pokrywania na ostateczny rozkład naprężenia w układzie powłoki bariery cieplnej (TBC) po cyklicznym ogrzewaniu i studzeniu. Opracowano termo-mechaniczny model elementów skończonych (FEM) w celu oszacowania rozkładu naprężenia. Model ten uwzględnia szereg zjawisk: powstawanie naprężenia resztkowego podczas natryskiwania powłoki, morfologię granicy międzyfazowej pomiędzy powłoką wierzchnią i powłoką wiążącą, utlenianie na granicy międzyfazowej pomiędzy powłoką wierzchnią i powłoką wiążącą, deformację plastyczną powłoki wiążącej i pełzanie wszystkich warstw podczas cyklicznego ogrzewania i studzenia. Jako wynik zaobserwowano naprężenie krytyczne występujące po natryskaniu powłoki, korespondujące z niską temperaturą podłoża i dużą szybkością studzenia podczas natryskiwania wierzchniej powłoki materiału.
20
Content available remote Surface properties in titanium with hydroxyapatite coating
EN
Due to its wide range of possible applications in current technology, hydroxyapatite, as a biomaterial, has been of great interest to scholars. Improvement in mechanical properties can be achieved by addition of zirconia, partially stabilized by yttrium, into a resistant oxide phase. The present study describes the microstructure and phases which are typical of composite coatings after plasma spraying.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.