Application of gelcasting method in ceramic-metal composite fabrication

• Autorzy: Miazga A. , Konopka K. , Idźkowska A. , Szafran M.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie metody gelcasting w wytwarzaniu kompozytów ceramika/metal

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An attempt has been made to prepare Al2O3/Ni composites with 1 vol.% metal particles by the gelcasting method. Alumina matrix composites with an addition of nickel particles, already used in industry, are produced by various methods. Unfortunately, there is a problem to obtain elements of a complex shape characterized by a uniform distribution of metal particles in a ceramic matrix. For this reason, the authors have attempted to apply the gelcasting method to produce an Al2O3 +1 vol.% Ni composite. The electrokinetic properties of the composite slurries and the influence of the presence of nickel have been studied. The microstructure of green and sintered samples were examined with a scanning electron microscope. Selected physical properties of the composite have been described. The material in the green state was characterized by a density of about 57%, and 97% after sintering, of the theoretical density. Nickel particles were uniformly distributed in the ceramic matrix. The performed studies have confirmed the possibility of using the gelcasting method to produce an alumina-nickel composite.

PL

Celem wytwarzania kompozytów ceramika/metal jest poprawa odporności na pękanie. Kompozyty o osnowie tlenku glinu z dodatkiem niklu są już obecnie materiałem stosowanym. Materiał ten wytwarzany jest różnymi metodami. Problemem niestety jest uzyskanie elementów o skomplikowanym kształcie charakteryzujących się jednorodnym rozmieszczeniem cząstek metalu w ceramicznej osnowie. Z tego powodu autorzy podjęli próbę aplikacji metody gelcasting do wytworzenia kompozytu Al2O3 + 1% obj. niklu. Przeprowadzone zostały badania właściwości elektrokinetycznych, wpływu obecności niklu oraz ilości incjatora na czas polimeryzacji. Próbki w stanie surowym oraz po procesie spiekania badano z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego. Określone zostały także wybrane właściwości fizyczne kompozytu. Materiał w stanie surowym charakteryzował się gęstością ok. 57%, natomiast po procesie spiekania 97% gęstości teoretycznej. Cząstki niklu były jednorodnie rozmieszczone w ceramicznej osnowie. Wykonane badania potwierdziły możliwość wykorzystania metody gelcasting w wytwarzaniu kompozytów Al2O3\Ni.

Słowa kluczowe

EN

ceramic composites; nickel; gelcasting

PL

kompozyty ceramiczne; nikiel; metoda odlewania żelowego

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 14, nr 2
• Strony: 67--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Miazga A.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, ul. Wołoska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Konopka K.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, ul. Wołoska 141, 02-507 Warsaw, Poland

autor

Idźkowska A.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warsaw, Poland

autor

Szafran M.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Chemistry, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Tuan W.H., Lin M.C., Wu H.H., Preparation of Al2O3/Ni composites by pressureless sintering in H2, Ceramics International 1995, 21, 221-225.
• [2] Michalski J., Konopka K., Trzaska M., Description of Al2O3 powders coated by Ni-P particles obtained through an electroless chemical reaction and possibilities to obtain an Al2O3/Ni-P composite, Materials Chemistry and Physic 2003, 81, 407-710.
• [3] Dong Jin Suh, Tae-Jin Park, Jin-Hong Kim, Kyung-Lim Kim, Nickel-alumina aerogel catalysts prepared by fast sol-gel synthesis, Journal of Non-Crystalline Solids 1998, 225, 168-172.
• [4] Gizowska M., Konopka K., Szafran M., Alumina matrix ceramic-nickel composites wet processing, Kompozyty (Composites) 2011, 11(1), 61-65.
• [5] Moya J.S., Lopez-Esteban S., Pecharroman C., The challenge of ceramic/metal microcomposites and nanocomposites, Progress in Materials Science 2007, 52, 1017-1090.
• [6] Jinlong Yang, Juanli Yu, Yong Huang, Recent developments in gelcasting of ceramics, Journal of the European Ceramic Society 2011, November 31, 14, 2569-2591.
• [7] Kenneth J., The Scientific Basis of Flocculation, Kluwer Academic Publisher, Cambridge 1977.
• [8] Wejrzanowski T., Special computer program for image analysis - Micrometer, MSc Thesis, Warsaw University of Technology, Warsaw 2000.
• [9] Gizowska M., Konopka K., Szafran M., Properties of water based slurries for fabrication of ceramic-metal composites by slip-casting method, Archieves of Metallurgy and Materials, 2011, 56, 1105-1110.
• [10] Dowden D.A., Catalytic activity of nickel-theoretical aspects, Ind. Eng. Chem. 1952, 44(5), 977-985.