Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 14

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
PL
W pracy przedstawiono wyniki wytwarzania mullitu o składzie wyjściowym (3Al2O3 · 2SiO2) syntezowanego z tlenku glinu o uziarnieniu nanometrycznym oraz amorficznego dwutlenku krzemu. Otrzymane wyniki porównano z efektami syntezy mullitu z surowców o uziarnieniu mikrometrycznym. Spieki mullitu, otrzymane w różnych temperaturach syntezy badano pod względem jakościowego i ilościowego składu fazowego (metoda dyfrakcji rentgenowskiej XRD), jak również zbadano mikrostrukturę z użyciem skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). W artykule dokonano interpretacji wyników i określono wpływ uziarnienia substratów na zastosowaną temperaturę syntezy.
EN
The paper presents interpretation of results mullite the base composition (3Al2O3 · 2SiO2) which have been synthesized from nanometer size alumina and amorphous silicon dioxide. The results were compared to the effects of the mullite synthesis from micrometer size raw materials. Obtained at different temperatures of synthesis, sintered bodies have been analyzed under qualitative and quantitative phase composition (XRD) and microstructure (SEM). The paper presents interpretation results and determinates substrate’s grain size of raw materials dependence on the synthesis temperature.
EN
The paper presents the experimental results of fabrication and characterization of ceramic- elastomer composites. They were obtained using pressure infiltration of porous ceramics by elastomer As a result the composites in which two phases are interpenetrating three-dimensionally and topologically throughout the microstructure were obtained. In order to enhance mechanical properties of preforms a high isostatic pressure method was utilized. The obtained ceramic preforms with porosity gradient within the range of 20-40% as well as composites were characterized by X-ray tomography. The effect of volume fraction of pores on residual porosity of composites was examined. These results are in accordance with SEM images which show the microstructure of composites without any delaminations and voids. Such composites exhibit a high initial strength with the ability to sustain large deformations due to combining the ceramic stiffness and rubbery elasticity of elastomer. Static compression tests for the obtained composites were carried out and the energy dissipated during compression was calculated as the area under the stress-strain curve. The dynamic behavior of the composite was investigated using the split Hopkinson pressure bar technique. It was found that ceramic-elastomer composites effectively dissipate the energy. Moreover, a ballistic test was carried out using armor piercing bullets.
EN
The main goal of this numerical and experimental study of composite armour systems was to investigate their ballistic behaviour. Numerical simulations were employed to determine the initial dimensions of panel layers before the actual ballistic test. In order to achieve this aim, multivariate computations with different thicknesses of panel layers were conducted. Numerical calculations were performed with the finite element method in the LS-DYNA software, which is a commonly used tool for solving problems associated with shock wave propagation, blasts and impacts. An axisymmetric model was built in order to ensure sufficient discretization. Results of a simulation study allowed thicknesses of layers ensuring assumed level of protection to be determined. According to the simulation results two armour configurations with different ceramics have been fabricated. The composite armour systems consisted of the front layer made of Al2O3 or SiC ceramic and high strength steel as the backing material. The ballistic performance of the proposed protective structures were tested with the use of 7.62 mm Armour Piercing (AP) projectile. A comparison of impact resistance of two defence systems with different ceramic has been carried out. Application of silicon carbide ceramic improved ballistic performance, as evidenced by smaller deformations of the second layer. In addition, one of armour systems was complemented with an intermediate ceramic-elastomer layer. A ceramic-elastomer component was obtained using pressure infiltration of gradient porous ceramic by elastomer. Upon ballistic impact, the ceramic body dissipated kinetic energy of the projectile. The residual energy was absorbed by the intermediate composite layer. It was found, that application of composite plates as a support of a ceramic body provided a decrease of the bullet penetration depth.
PL
W pracy zbadano wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne materiałów otrzymanych z komercyjnie dostępnego azotku krzemu (Si3N4). Próbki azotkowe formowane metodą prasowania izostatycznego spiekano swobodnie w atmosferze azotu, następnie część próbek została poddana spiekaniu w warunkach ciśnienia izostatycznego (HIP). Dla obu serii próbek, różniących się procesem spiekania określono: gęstość pozorną, wytrzymałość na zginanie, twardość oraz krytyczny współczynnik intensywności naprężeń. Na podstawie otrzymanych wyników badań przeprowadzono analizę porównawczą materiałów uzyskanych w różnych procesach technologicznych i określono wpływ rodzaju spiekania na właściwości materiału.
EN
In the presented paper mechanical properties of silicon nitride (Si3N4) material were studied. Silicon nitride samples were obtained from commercially available powder. Two paths of ceramic manufacturing were applied to obtain fully densified bodies. All of the samples were sintered in nitrogen in atmospheric pressure. Part of the samples were additionally subjected to Hot Isostatic Pressing (HIP). Apparent density, bending strength, Vickers hardness and fracture toughness were measured for the two set of samples, which differed in preparation path. The results were analyzed in order to estimate the influence of pressure assisted post-sintering (HIP process) on the microstructure and mechanical properties of silicon nitride material.
5
Content available remote Ceramiczne hamulce lotnicze z węglika krzemu
PL
Obecnie najbardziej nowoczesnym materiałem ciernym używanym w konstrukcji hamulców lotniczych pozostają materiały kompozytowe typu C/C. Współczesne hamulce lotnicze konstruowane na bazie kompozytów C/C nie są wolne od fadingu tzn. efektu obniżania się sprawności hamulców wraz z czasem trwania procesu hamowania. W niniejszej pracy została przedstawiona metodyka otrzymywania okładzin ciernych z węglika krzemu - FCP13RTP firmy Saint Gobain. Otrzymane kształtki zostały scharakteryzowane pod względem dyfuzyjności cieplnej i przewodnictwa cieplnego, a także wykonano badania hamowania powolnego i szybkiego. Przewodnictwo cieplne badanych próbek z węglika krzemu maleje od 150 W/(m•K) do 90 W/(m•K) w zakresie temperatur 25 ºC-300 ºC. Wkładki z SiC wykazują średni dynamiczny współczynnik tarcia rzędu 0,43, a w trakcie hamowania temperatura powierzchni trących nie przekraczała 200 ºC. Celem prowadzonych prac jest koncepcja hamulca lotniczego, w którym obecnie stosowane materiały zostaną zastąpione ceramicznymi okładzinami ciernymi, których sprawność w trakcie hamowania nie będzie ulegała pogorszeniu.
EN
The commonly used materials for undercarriage brakes applied in landing gear brakes are designed on the basis of C/C composites. Their main disadvantage is the braking efficiency which decreases versus braking time (i.e. the fading effect). The main issue of this work is the concept of replacement in the aircraft undercarriage brakes contemporary used materials, by ceramic friction pads, for which the braking efficiency is supposed to be stable during a braking process. In the presented work the fabrication method of silicon carbide (FCP13RTP, Saint Gobain) friction pads is presented. The obtained samples were characterized in terms of their thermal diffusivity and thermal conductivity. Additionally, slow and fast breaking tests were performed for silicon carbide friction pads. The thermal conductivity of the test samples of silicon carbide decreases from 150 W/(m•K) to 90 W/(m•K) in the temperature range of 25 °C-300 °C. The silicon carbide friction pads have an average dynamic friction coefficient of 0.43, and the friction surface temperature does not exceed 200 ºC during braking.
EN
The paper presents numerical and experimental results in the study of composite armour systems for ballistic protection. The modelling of protective structures and simulation methods of experiment as well as the finite elements method were implemented in LS DYNA software. Three armour systems with different thickness of layers were analyzed. Discretization for each option was built with three dimensional elements guaranteeing satisfactory accuracy of the calculations. Two selected armour configurations have been ballistically tested using the armour piercing (AP) 7.62 mm calibre. The composite armour systems were made of Al2O3 ceramics placed on the strike face and high strength steel as a backing material. In case of one ballistic structure system an intermediate ceramic- elastomer layer was applied. Ceramic- elastomer composites were obtained from porous ceramics with porosity gradient using pressure infiltration of porous ceramics by elastomer. The urea-urethane elastomer, as a reactive liquid was introduced into pores. As a result composites, in which two phases were interconnecting three-dimensionally and topologically throughout the microstructure, were obtained. Upon ballistic impact, kinetic energy was dissipated by ceramic body The residual energy was absorbed by intermediate composite layer. Effect of the composite shell application on crack propagation of ceramic body was observed.
PL
Praca zawiera wybrane wyniki badań materiałowych powstałych w trakcie realizacji projektu rozwojowego, którego celem było zbadanie zdolności ochronnych przed ostrzałem panelu ochronnego składającego się z kompozytu ceramiczno-polimerowego oraz litej ceramiki. W celu poprawy właściwości mechanicznych elementy ceramiczne, lite wykonano techniką spiekania w warunkach prasowania izostatycznego (HIP), przygotowując je do wytworzenia kompozytów ceramiczno-polimerowych metodą infiltracji porowatej ceramiki elastomerem. W celu oceny przydatności elementów ceramicznych do procesu infiltracji wykonano badania kąta zwilżania powierzchni ceramicznych spieków. Ponadto autorzy dokonali próby oceny wpływu procesu spiekania na właściwości wytrzymałościowe oraz mikrostrukturę próbek tlenku glinu oraz węglika krzemu. Praca zawiera wyniki pomiarów wytrzymałości na ściskanie, próby zginania trójpunktowego, pomiarów gęstości pozornej. W przypadku węglika dokonano ilościowej analizy fazowej (XRD) oraz określono wielkość krystalitów poszczególnych faz. Badania wykazały, że proces prasowania izostatycznego na gorąco prowadzony na próbkach spieczonych uprzednio swobodnie powoduje wzrost gęstości materiału. Przekłada się to na wzrost wytrzymałości tych materiałów w porównaniu z próbkami spiekanymi swobodnie. Spiekanie z udziałem ciśnienia nie powoduje wtórnego rozrostu krystalitów. W przypadku próbek z tlenku glinu, proces prasowania izostatycznego na gorąco poprawia zwilżalność oraz zapewnia wyższą wartość energii powierzchniowej. Tego efektu nie obserwujemy w przypadku próbek z węglika krzemu.
EN
In this paper selected results of materials investigations obtained during the realization of a R&D project are described. The aim of the project was to examine protective properties of ballistic armour which consisted of ceramic-polymer composite and bulk ceramics. The hot isostatic pressing technique (HIP) was used to improve mechanical properties of bulk ceramics assigned to produce ceramic-polymer composites by infiltration of porous cellular ceramics with elastomer. The studies of wetting angle were carried out to determine suitability of cellular ceramics for infiltration by polymer. Moreover, the influence of hipping on mechanical properties and microstructure of alumina and silicon carbide was examined. In this paper, the results of tree point bending test, compression test and apparent density measurements are presented. In case of silicon carbide a quantitative phase analysis (XRD) was carried out. Average values of the crystallite size were also determined for each detected phase. The investigations showed that hot isostatic pressing increased materials density. It led As a consequence of this, an improvement in mechanical properties of hipped materials when compared to the pressureless sintered samples has been detected. The sintering under the isostatic pressure did not cause the growth of crystallites. There was observed that applying of the HIP process resulted in improving the wetting and increased the surface energy in case of alumina samples. Such an effect was not observed in case of silicon carbide sample.
8
Content available remote Mechanizm pękania ceramicznych materiałów balistycznych
PL
Praca niniejsza opisuje akustyczny mechanizm niszczenia ceramicznych tworzyw balistycznych w efekcie uderzenia pociskiem. W zaprezentowanych rozważaniach bierze się pod uwagę generację fali akustycznej w obszarze pancerza ceramicznego spowodowaną penetracją pocisku. W tak prezentowanym podejściu rola okresowych naprężeń w pancerzu ceramicznym staje się najistotniejszą z punktu widzenia procesów niszczenia pancerza. Poczynając od dynamicznego zagadnienia Hertza problem efektywności pancerza ceramicznego jest dyskutowany w oparciu o analizę parametrów akustycznych materiału ceramicznego, z którego pancerz wykonano. W konkluzji akustyczna impedancja i jej geometryczny rozkład w obszarze pancerza stają się podstawą do dyskusji efektywności ochronnej pancerza ceramicznego. Ostateczna konkluzja jest także sugestią odnośnie metody poprawienia efektywności osłonowej pancerza ceramicznego, jak też dowolnego pancerza sztywnego.
EN
This paper describes an acoustical mechanism of ballistic ceramics fragmentation under the projectile impact. Presented considerations take into account the generation of acoustic waves in a body of ceramic armor by a penetrating projectile. In presented approach, the role of periodic stresses in the armor ceramics is recognized as crucial for their failure. Starting from the dynamic Hertz problem, the ceramic armor effectiveness is discussed in terms of acoustical parameters of ceramic materials. We conclude that the acoustical impedance and its geometrical distribution are essential for the ceramic armor protective properties. Final conclusion suggests a way to improve the ballistic effectiveness of ceramics and any armor as well.
PL
Przedstawiamy wstępne prace mające na celu otrzymanie spinelu magnezowo-glinowego o dobrych właściwościach optycznych w procesie jednoczesnej syntezy i spiekania w kapsułach, przy zastosowaniu metody prasowania izostatycznego na gorąco (HIP). Proces ten był prowadzony, zarówno z użyciem nanometrycznego proszku tlenku glinu i submikronowego proszku tlenku magnezu, w temperaturze 1750°C przy ciśnieniu 200 MPa. Przedstawiono szczegóły konstrukcyjne kapsuły zabezpieczającej przed niepożądanym kontaktem materiałów wsadowych z kapsułą kwarcową.
EN
The preliminary results are reported on the in situ synthesis and sintering of aluminium-magnesium spinel with unique optical properties by using encapsulation enhanced hot isostatic pressing (HIP). The process has been provided at a temperature of 1750°C and under a pressure of 200 MPa, using alumina nanopowder and magnesia mikropowder. A method of capsule preparation, preventing undesirable contact of the precursors with silica capsule, is presented in detail.
EN
Ceramic-metal composites, obtained via pressure infiltration of porous ceramics Al2O3 by cast aluminium alloy EN AC-AlSi11 (AK11), were studied. As a result, composites of two interpenetrating phases are obtained. They are composed of 30 vol.% of ceramics. The pore sizes of the ceramic preforms varied from 150 to 500 μm. The results of the X-ray tomography proved very good infiltration of the pores by the metal. The residual porosity is approximately 9 vol. %. The obtained microstructure with percolation of the ceramic and metal phases gives the composites good mechanical properties together with the ability to absorb strain energy. Image analysis has been used to evaluate the specific surface fraction of the interphase boundaries (Sv). The presented results of the studies show the effect of the surface fraction of the interphase boundaries of ceramic-metals on the composite compressive strength, hardness and Young's modulus. In addition, the mechanical properties depend on the degree of infiltration. Compression tests for the obtained composites were carried out, and Young's modulus was measured by application of the DIC (Digital Image Correlation) method. Moreover, Brinell hardness tests were performed. The composites microstructure was studied using scanning electron microscopy (SEM). SEM investigations showed that the pores are almost fully filled by the aluminium alloy. The obtained results show that the infiltration method can be used to fabricate composites with percolation of the microstructure. However, the research is at its early stage and will be continued in the sphere of the characteristics of interphase boundaries.
PL
Przedmiotem badań były kompozyty ceramika-metal, otrzymywane w wyniku infiltracji porowatej ceramiki Al2O3 odlewniczym stopem EN AC-AlSi11 (AK11). W wyniku infiltracji ceramicznych kształtek powstają kompozyty o dwóch wzajemnie przenikających się fazach, przy czym udział objętościowy ceramiki stanowi ok. 30% objętości kompozytu. Makrostruktura kompozytu o perkolacji faz ceramiki i metalu nadaje mu zdolność do absorbowania energii. Przeprowadzone badania wykazały wpływ udziału granic międzyfazowych ceramika-metal na właściwości mechaniczne kompozytów. Poprzez zmianę wielkości porów w kształtkach ceramicznych infiltrowanych odlewniczymi stopami aluminium, zachowując przy tym stały udział porowatości otwartej, sterowano względną powierzchnią granic rozdziału ceramika-metal. Na wytrzymałość na ściskanie, twardość i moduł Younga oprócz udziału granic międzyfazowych wpływ ma także stopień przeinfiltrowania ceramiki metalem. Badania te mają charakter wstępny i będą kontynuowane w zakresie charakteryzacji granic rozdziału. Uzyskane wyniki dają możliwość uzyskania tą drogą nowych materiałów o właściwościach łączących pozytywne cechy składników kompozytu, w którym osnową jest tworzywo ceramiczne, a fazą wypełniającą pory metal
PL
Artykuł opisuje wyniki prac związanych z otrzymywaniem kształtek korundowych o zmieniającym się udziale porowatości w zakresie 0-30%. Były to wstępne próby opracowania sposobu formowania materiału z gradientem porowatości. Do wytworzenia założonej mikrostruktury wybrano metodę termicznego usuwania wypełniacza porotwórczego, którym była skrobia kukurydziana. Znaczna część artykułu poświęcona jest aspektom technologicznym procesu formowania kształtki, z uwzględnieniem wytwarzania granulatu prasowalniczego będącego mieszaniną tlenku glinu i skrobi metodą suszenia rozpyłowego. Następnie zamieszczono wyniki opisu mikrostruktury oraz porowatości otrzymanego materiału. W metodyce badawczej uwzględniono jakościowy i ilościowy opis mikrostruktury z użyciem skaningowej mikroskopii elektronowej oraz analizy obrazu. Pomiary gęstości i porowatości poszczególnych warstw materiału wykonano z użyciem piknometrii gazowej.
EN
The paper describes trials of fabrication of alumina samples with the porosity content varied from 0 to 30% by volume. These were preliminary trials of elaborating materials with a porosity gradient. To obtain a desired microstructure a thermal method of removal of the porous agent was used. As the porous agent a corn starch was used. For examining the technological aspect of molding a specially granulation process was studied. The granulate consisted of alumina and starch was made by spray drying. Microstructure and porosity was quantified using scanning electron microscopy and image analysis. Density and porosity of each layer of material was measured by gas picnometry method.
PL
Artykuł dotyczy wytwarzania kompozytów metal-ceramika metodą infiltracji ciśnieniowej porowatej ceramiki ciekłym metalem. Część wstępna przybliża ideę produkcji kompozytów metal-ceramika oraz prezentuje podstawowe rodzaje struktur kompozytowych, poświęcając szczególną uwagę opisowi kompozytów o strukturze infiltrowanej. Główna część artykułu poświęcona jest opisowi metod formowania porowatych struktur ceramicznych oraz właściwości ceramiki korundowej i mulitowej. W końcowej części tekstu zaprezentowano wyniki prac wstępnych mających na celu wytworzenie porowatych preform wysokoglinowych dla potrzeb infiltracji ciśnieniowej ciekłymi stopami aluminium. Prowadzone są one w Instytucie Szkła i Ceramiki w ramach projektu badawczego zamawianego pt.: "Nowoczesne tworzywa i procesy technologiczne w odlewnictwie".
EN
The paper concerns production of metal-ceramics composites by pressure infiltration of liquid metals. Its first part deals with the idea of composite materials production presenting main types of composite structures - with special reference to perlocation structure of composite obtained by infiltration. The main part of the text presents methods of formation porous ceramic materials as well as properties of alumina and mullite ceramics. Results of initial experiments aiming at manufacturing of porous alumina performs for pressure infiltration of liquid aluminium alloys are discussed in the final part of the paper.
PL
W artykule opisano sposób wytworzenia kompozytów AI2O3-Fe metodą odlewania z ceramicznych mas lejnych, opracowanych pod kątem poprawy odporności na pękanie. Wytworzony kompozyt badano metodą zginania trójpunktowego. Wyznaczono moduł Younga E, krytyczny współczynnik intensywności naprężeń kic oraz jego zależność od długości pęknięcia C (tzw. krzywe R). Kompozyt wykazał wartość współczynnika KIc istotnie wyższą od wartości dla czystego Al2O3. Stwierdzono także wzrost wartości współczynnika KIc w miarę wzrostu długości pęknięcia C. W celu opisu propagacji pęknięcia zbadano mikrostruktury kompozytu z użyciem metod stereologicznych. Analizując drogę pęknięcia z użyciem mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej stwierdzono, że najczęstszym typem oddziaływania pęknięcia z cząstkami metalicznymi jest ich omijanie po granicy miedzyfazowej. Powoduje to wydłużenie drogi pękania i wzrost współczynnika KIc.
EN
In this study a novel method for production of Al2O3-Fe composite by the ceramic slip casting was investigated. These composite have been prepared to improve the fracture toughness of the ceramic. Three point bending was used to measure Young modulus E, critical stress intensity factor, and its dependence of cracks length C. The investigations showed that the composite have a higher values of KIc coefficient than alumina. Also it has been found that this coefficient grows was function of the crack length. In order to analyze the geometry of cracks path, scanning electron microscope was used. It has been found that cracks are deflected by the Fe particles. As a result the crack length increases and the fracture toughness is higher.
14
Content available remote Selected mechanical properties of the Al2O3-Fe composites.
EN
The present paper gives a selected mechanical properties of the Al2O3-Fe composites with various weight contents of iron. These properties was measured during the studies of fracture toughness (KIC) depends iron contains in corundum matrix. Moreover, this paper gives basic microstructure description of these composites.
PL
Przedstawiony artykuł zawiera wybrane właściwości mechaniczne kompozytów Al2O3-Fe z różnym udziałem wagowym żelaza. Właściwości te zostały zmierzone w trakcie badań nad wpływem żelaza na poprawę odporności na kruche pękanie ceramiki korundowej. Poza tym artykuł zawiera opis mikrostruktury badanych kompozytów.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.