Wpływ dodatku naturalnego zeolitu na mikrostrukturę i własności mechaniczne spiekanego kompozytu o osnowie żelaza

• Autorzy: Borowiecka-Jamrozek J. , Kargul M. , Engel Z. , Borowiecki S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/67.2018.7.3

Warianty tytułu

EN

The effect of addition of the natural zeolite on the microstructure and mechanical properties of sintered iron matrix composite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad możliwościami wytwarzania i zastosowania kompozytu żelazo-zeolit otrzymanego za pomocą technologii metalurgii proszków. Dokonano także oceny jakości połączenia zeolitu z osnową i wpływu cząstek zeolitu na własności spieku. Przed procesem wytwarzania spieków wykonano badania morfologii i składu chemicznego zeolitu, który pozyskano ze skały zwanej tufem zeolitowym, wydobywanej w kamieniołomie w Kucinie (VSK PRO-ZEO s.r.o, Slowacja). Skałę do badań dostarczono w postaci zmielonego proszku o frakcji 0,0–0,2 mm. Następnie wykonano powierzchniową analizę SEM EDS i rentgenowską analizę fazową XRD. Przed procesem spiekania zastosowano jednostronne prasowanie na prasie hydraulicznej przy ciśnieniu prasowania 400 MPa. Proces spiekania przeprowadzono w laboratoryjnym piecu rurowym w temperaturze 950°C w atmosferze zdysocjowanego amoniaku. Czas spiekania wynosił 60 min. Wytworzone spieki poddano następującym badaniom: pomiarowi gęstości, twardości, porowatości. Przeprowadzono również obserwacje mikrostruktury i analizę składu chemicznego EDS na zgładach metalograficznych wykonanych z badanych spieków z użyciem skaningowego mikroskopu elektronowego. Zeolit wprowadzono do żelaznej osnowy w ilości 5, 10, 15% wag. Wprowadzenie do osnowy cząstek zeolitu jako fazy umacniającej, spowodowało podwyższenie porowatości i twardości spieków oraz obniżenie gęstości.

EN

The paper presents results of research on manufacturing technology and application of iron - zeolite composite obtained by powder metallurgy technology. The quality of the zeolite bonding with the matrix and the influence of zeolite particles on the sinter properties were evaluated. Before the sintering process, morphology and chemical composition of the zeolite was investigated, which was obtained from a rock called zeolite tuff, extracted from the quarry in Kucin (VSK PRO-ZEO s.r.o, Slovakia). The test rock was supplied as a powdered fraction of 0.0–0.2 mm. Surface analysis of SEM EDS and XRD XRD was performed. Prior to the sintering process, one-sided pressing on a hydraulic press was applied at a press pressure of 400 MPa. The sintering process was carried out in a laboratory tubular furnace at 950°C under dissociated ammonia. The sintering time was 60 minutes. The sintered materials were subjected to the following tests: density, hardness, porosity. Compression test the microstructure and analysis of the EDS chemical composition on metallographic specimens made from the investigated sinterings using scanning electron microscope were also carried out. Zeolite was added to the iron matrix at 5, 10, 15% by weight.Introducing the zeolite particles into the reinforcing phase has increased the porosity and hardness of the sinter, while decreasing the density.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt metalowy; spiek; zeolit; miedź; metalurgia proszków

EN

metal composite; sinter; zeolite; iron; powder metallurgy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 63, nr 7
• Strony: 12--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Borowiecka-Jamrozek J.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział mechatroniki i Budowy Maszyn, Al. Tysiąclecia PP 7, 25-314 Kielce

autor

Kargul M.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział mechatroniki i Budowy Maszyn, Al. Tysiąclecia PP 7, 25-314 Kielce

autor

Engel Z.

• EGM SA, Rydlówka 5, 30-363 Kraków

autor

Borowiecki S.

• Zeocomplex, Sp. z o.o., ul. Bolesława Limanowskiego 1A, 32-020 Wieliczka

Bibliografia

• [1] Bandura Lidia, Małgorzata Franus, Rafał Panek, Agnieszka Woszuk, Małgorzata Franus. 2015. "Charakterystyka zeolitów i ich zastosowanie jako adsorbentów substancji ropopochodnych". Przemysł Chemiczny 94 (3): 323-327.
• [2] Ciciszwili G. W, G. N Andronikaszwili, Ł. D. Kirow. 1990. Zeolity naturalne. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• [3] Gottardi G, E. Galli E. 1985. Natural Zeolites, Mineral and Rocks 18, Springer-Verlag. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag.
• [4] Król Magdalena, Włodzimierz Mozgawa, Waldemar Pichór. 2008. "Zastosowanie klinoptilolitu do immobilizacji kationów metali ciężkich i otrzymywania autoklawizowanych tworzyw budowlanych". Materiały Ceramiczne 2: 71-80.
• [5] Łach Michał, Janusz Mikuła, Marek Hebda. 2016. “Thermal analysis of the by-products of waste combustion". Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 125 (3): 1035-1045.
• [6] Łach Michał. 2010. “Structure of metal matrix composites with an addition of tuff". Archives of Foundry Engineering 10 (3): 135-140.
• [7] Mikuła Janusz, Michał Łach, J. S. Kowalski. 2015. “Copper Matrix Composites Reinforced with Volcanic Tuff". Metalurgija 54: 143-146.
• [8] Nanbin H., G. Dianyue, H. Bekkum, E. Flanigen, P. Jacobs, J. Jansen. 2001. Introduction to Zeolite Science and Practice. No 137, 2nd Completely revised and expanded edition. New York: Elsevier.

Uwagi

PL

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