Efekt mechanicznej syntezy na mikrostrukturę kompozytów na osnowie miedzi umacnianych cząstkami azotku tytanu. Wytwarzanie i właściwości Cu-5% wag. TiN

• Autorzy: Franczak Aleksandra , Karwan-Baczewska Joanna

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2021.2.1

Warianty tytułu

EN

The effect of mechanical alloying route on the microstructure of copper matrix composites reinforced with titanium nitride particles. Processing and properties of Cu-5% wt. TiN

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the presented work, Cu matrix composites reinforced with 5% wt. of TiN were prepared by mechanical alloying (MA) and spark plasma sintering (SPS) method. During experiments it was observed that 10 hours of MA lead to a flake-like particle morphology. Titanium nitride particles are located inside copper matrix but their distribution is not completely homogeneous. This article shows microstructure of the powders during and after MA as well as SPS method. Density, hardness and electrical conductivity of the composites are also presented.

PL

W artykule przedstawiono sposób wytworzenia kompozytów na osnowie miedzi umacnianych dodatkiem 5% wag. azotku tytanu. W tym celu zastosowano proces mechanicznej syntezy (MA) i iskrowego spiekania plazmowego (SPS). Zaobserwowano, że 10-cio godzinny proces mechanicznej syntezy doprowadził do utworzenia się struktury płatkowej mieszanki kompozytowej Cu-TiN. Cząstki azotku tytanu znajdują się wewnątrz plastycznej osnowy, jednakże ich rozmieszczenie nie jest w pełni równomierne. Artykuł przedstawia mikrostrukturę mieszanki kompozytowej uzyskanej zarówno podczas mechanicznej syntezy jak i po jej zakończeniu, a także mikrostrukturę uzyskanych spieków po procesie iskrowego spiekania plazmowego. Zamieszczono wyniki dotyczące gęstości, twardości i przewodności elektrycznej kompozytów.

Słowa kluczowe

EN

CMC; titanium nitride; spark plasma sintering; mechanical alloying; powder metallurgy

PL

CMC; azotek tytanu; iskrowe spiekanie plazmowe; mechaniczna synteza; metalurgia proszków

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 88, nr 2
• Strony: 2--7
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., fig.

Twórcy

autor

Franczak Aleksandra

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-5367-7248

autor

Karwan-Baczewska Joanna

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Alaneme K. K., Ufuoma Odoni B.: Mechanical properties, wear and corrosion behavior of copper matrix composites reinforced with steel machining chips. Engineering Science and Technology 19 (3), 2016, 1593–1599.
• [2] Bagheri GH.A.: The effect of reinforcement percentages on properties of copper matrix composites reinforced with TiC particles. Journal of Alloys and Compounds 676, 2016, 120–126.
• [3] Jian Ch., Niu P., Wei T., Hao L., Liu Y., Wang X., Peng Y.: Fabrication and mechanical properties of AlCoNiCrFe high-entropy alloy particle reinforced Cu matrix composites. Journal of Alloys and Compounds 649, 2015, 630–634.
• [4] Chandrakanth Reddy G., Rajkumar K., Aravindan S.: Fabrication of copper–TiC–graphite hybrid metal matrix composites through microwave processing. Int. J. Adv.Manuf.Technol 48, 2010, 645–653.
• [5] Kruszewski M., Rosiński M., Grzonka J., Ciupiński Ł., Michalski A., Kurzydłowski K. J.: Kompozyty Cu-diament o dużym przewodnictwie cieplnym wytwarzane metodą PPS. Materiały ceramiczne/ Ceramic Materials/ 64 (3), 2012, 333–337.
• [6] Jie Z., He L., Zhou Y.: Highly conductive and strengthened copper matrix composite reinforced by Zr2Al3C4 particulates. Scripta Materialia 60, 2009, 976–979.
• [7] Naiqin Z., Li J., Yang X.: Influence of the P/M process on the microstructure and properties of WC reinforced copper matrix composite. Journal of materials science 39, 2004, 4829– 4834.
• [8] Molina A., Torres-Islas A., Serna S., Acosta-Flores M., Rodriguez- -Diaz R. A., Colin J.: Corrosion, electrical and mechanical performance of copper matrix composites produced by mechanical alloying and consolidation. Int. J. Electrochem. Sci., vol 10, 2015, 1728-1741.
• [9] Li Y., Lui X., Zhou Z., Zhang L., Peng Z.: The microstructure and wear resistance of a copper matrix composite layer on copper via nitrogen-shielded arc cladding. Coatings, vol 67, no. 6, 2016, 1-9.
• [10] Girisch B. M., Basawaraj B. R., Satish B. M., Somashekar D. R.: Electrical resistivity and mechanical properties of tungsten carbide reinforced copper alloy composites. International Journal of Composite Materials, Vol 3, no. 2, 2012, 37-42.
• [11] Lu L., Lai M. O., Zhang S.: Modeling of the mechanical alloying process. Journal of Materials Processing Technology, 1995, p. 539-546.
• [12] Suryanarayana C.: Mechanical alloying and milling. Progress in Materials Science, 2001, p. 1-184
• [13] Bagheri GH. A.: The effect of reinforcement percentages on properties of copper matrix composites reinforced with TiC particles. Journal of Alloys and Compounds 676, 2016, 120-126
• [14] Wen-Horng L., Yu-Lin K., Hong-Ji H., Chiapyng L.: Effect of density on the diffusion barrier property of TiNx films between Cu and Si. Materials Chemistry and Physics 85, 2004, 444-449.
• [15] Huang L.M., Luo L.M., Zhao M.L., Luo G.N., Zhu X.Y., Cheng J.G., Zan X., Wu Y.Ch.: Effects of TiN nanoparticles on the microstructure and properties of W-30Cu composites prepared via electroless plating and powder metallurgy. Materials and Design 81, 2015, 39-43.
• [16] Zhu J., Liu L., Hu G., Shen B., Hu W., Ding W. Study on composite electroforming of Cu/SiC composites. Materials Letters 58, 10, 2004, 1634-1637.
• [17] Zhu J., Liu L., Zhao H., Shen B., Hu W.: Microstructure and performance of electroformed Cu/nano-SiC composite. Materials&Design 28, 6, 2007, 1958-1962.
• [18] Chmielewski M., Kaliński D., Pietrzak K., Włosiński W. Relationship between mixing conditions and properties of sintered 20AlN/80Cu composite materials. Archives of Metallurgy and Materials 55, no. 2, 2010, 579-585.
• [19] Baś B., Ziemnicka M., Sobaś P., Stobierski L., Rękas M. Właściwości elektryczne azotku tytanu TiNx (x=1 i 0,9). Materiały ceramiczne 61, 3, 2009, 179-181.
• [20] Celebi Efe G., Altinsoy I., Yener T., Ipek M., Zeytin S., Bindal C.: Characterization of cemented Cu matrix reinforced with SiC. Vacuum 85, 2010, 643-647.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).