Studies on influence of graphite inclusion size on properties of SiC-graphite composites

• Autorzy: Gubernat A. , Kornaus K. , Rączka M. , Piekarczyk W. , Zimowski S. , Muś B.

Warianty tytułu

PL

Badania nad wpływem wielkości wtrąceń grafitu na właściwości kompozytów SiC-grafit

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study presents research on the influence of the size of solid lubricant inclusions-graphite on the properties of pressureless sintered SiC-graphite composites. The purpose of these composites is to achieve a self-lubricating effect between the working elements of a friction seal. For this purpose, studies were carried out, on the basis of which the composite with the inclusion size that provides the optimal mechanical andtribological properties was selected. The apparent density, hardness, bending strength, abrasive wear resistance, friction coefficient and linear wear in contact of the same kind of material pairs were determined. Mechanical and tribological tests were correlated with qualitative and quantitative microstructure analyses, on the basis of which it was found that SiC-graphite composites with inclusions not larger than 0.056 mm meet the requirements for the materials used to produce self-lubricanting elements of face seals. It was then observed that small inclusions of graphite are more uniformly distributed in the SiC matrix.

PL

Przedstawiono badania poświęcone wpływowi wielkości wtrąceń smaru suchego - grafitu na właściwości spiekanych swobodnie kompozytów SiC-grafit. Zadaniem takich kompozytów jest uzyskanie efektu samosmarowania pomiędzy pracującymi, w styku ślizgowym elementami uszczelnienia czołowego. W tym celu wykonano badania, na podstawie których wybrano kompozyt z wielkością wtrąceń zapewniającą optymalne właściwości mechaniczno-tribologiczne. Wyznaczono gęstość pozorną, twardość, wytrzymałość na zginanie, odporność na zużycie ścierne, wartość współczynnika tarcia i zużycia liniowego w kontakcie jednoimiennym. Wykonane badania mechaniczno-tribologiczne skorelowano z jakościową i ilościową analizą mikrostruktury, na tej podstawie stwierdzono, że wymogi stawiane materiałom służącym do budowy elementów konstrukcyjnych samosmarujących się uszczelnień czołowych spełniają kompozyty SiC-grafit o wtrąceniach nie większych niż 0.056 mm. Zaobserwowano wówczas, że drobne wtrącenia grafitu są gęściej i równomierniej rozmieszczone w osnowie SiC.

Słowa kluczowe

EN

pressureless sintering; silicon carbide; solid lubricant-graphite; face seal

PL

spiekanie bezciśnieniowe; węglik krzemu; smar stały-grafit; uszczelnienie czołowe

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 18, nr 3
• Strony: 180--187
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gubernat A.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kornaus K.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Rączka M.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Piekarczyk W.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Zimowski S.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Muś B.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Lawrowski Z., Tribologia, tarcie, zużywanie i smarowanie, WN PWN, Warszawa 1993.
• [2] Divakar R., Ceramics in Mechanical Face Seal Applications, [in:] S. Jahanmir, Friction and Wear of Ceramics, Marcel Dekker, Inc., New York 1994.
• [3] Stobierski L., Ceramika węglikowa, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2005.
• [4] Boylan J.P., Carbon compunds for performance in severe applications, Wold Pumps 1998.
• [5] Hexoloy.com. Hexoloy® SP Technical Data. [Online] [accessed: 10 April 2011], http://www.hexoloy.com/data-sheets/fluid-handling-components/pdf/B1002.pdf.
• [6] Esk.com. Ekasic® Silicon Carbide - A Versatile Specialist. [Online] [accessed: 11 April 2011], http://www.esk.com/fileadmin/esk/medien/pdf/PL_ekasic_products_e.pdf.
• [7] Hydzik P., Tworzywo na bazie węglika krzemu o właściwościach samosmarujących, praca magisterska, Kraków 2011.
• [8] Gubernat A., Stobierski L., Zimowski S., Hydzik P., Kompozyty węglik krzemu-grafit o właściwościach samosmarujących (Self-lubricating SiC Matrix Composites), Composites Theory and Practice 2012, 12, 4, 219-227.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).