ZrO2 submicropowder compaction using slip and dry methods

• Autorzy: Figiel P. , Pędzich Z. , Jaworska L. , Klimczyk P. , Królicka B.

Warianty tytułu

PL

Zagęszczanie submikronowego proszku ZrO2 metodami wykorzystującymi masy lejne i suche

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Three compaction methods of ZrO2 submicropowder: traditional uniaxial pressing, the pressure filtration method, and centrifugal compaction of slips using the HCP method (High-Speed Centrifugal Compaction Process), were compared. Pore size distribution of ZrO2 green compacts was measured using the method of mercury porosimetry. The most important influence on the HCP deposition process was expected by the centrifugal sedimentation conditions (velocity, duration of the process, dispersing agent) and the rotor geometry. The deposition process was carried out using an ultra-centrifuge with a rotational speed of 20000 rpm through 15 min for dispersive liquids of various pH. The influence of powder compaction method on properties of pressureless sintered ZrO2 compacts was analyzed. Microstructure observations were performed by SEM, and Vickers hardness measurements, dependent on a distance from the top surface to the bottom surface of samples, were taken. The HCP powder compaction strongly depends on pH of the ZrO2 colloidal suspensions. The highest density and hardness values are obtained for ZrO2 compacts which are prepared by the traditional uniaxial pressing of powders. The samples compacted using the HCP and the pressure filtration method are characterized by the layering of properties and variations in hardness distribution. But in the HCP compaction material, there is a nonporous area which is transparent.

PL

Porównano trzy metody zagęszczania submikronowego proszku ZrO2: tradycyjne prasowanie jednoosiowe, prasowanie filtracyjne i odśrodkowe zagęszczanie masy lejnej przy użyciu metody HCP (high-speed centrifugal compaction process). Rozkład wielkości porów surowych wyprasek ZrO2 zmierzono metodą porozymetrii rtęciowej. Najważniejszego wpływu na proces osadzania HCP upatrywano w warunkach sedymentacji odśrodkowej (prędkość, czas trwania, czynnik dyspergujący) i geometrii wirnika. Proces osadzania przeprowadzono z wykorzystaniem wirówki pracującej przy szybkości obrotowej 20000 obr/min, przez 15 min, w przypadku mas lejnych o różnym pH. Analizie poddano wpływ metody zagęszczania proszku na właściwości spiekanych swobodnie wyprasek ZrO2. Przeprowadzono obserwacje mikrostruktury za pomocą SEM oraz pomiary twardości Vickersa na przekroju badanych próbek, w kierunki ich prasowania. Zagęszczanie proszku ZrO2 metodą HCP mocno zależy od pH masy lejnej. Największe wartości gęstości i twardości uzyskano w przypadku wyprasek ZrO2, które przygotowano metodą tradycyjnego, jednoosiowego prasowania proszku. Próbki HCP i prasowane filtracyjnie charakteryzowały się zróżnicowaniem właściwości zależnie od warstwy i zmianami w rozkładzie twardości. Jednakże, w materiale zagęszczanym metodą HCP występują nieporowate, transparentne obszary.

Słowa kluczowe

EN

powder formation method; ZrO2; mechanical properties; microstructure final

PL

metoda formowania proszku; ZrO2; właściwości mechaniczne; mikrostruktura finalna

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 1
• Strony: 117--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Figiel P.

autor

Pędzich Z.

autor

Jaworska L.

autor

Klimczyk P.

autor

Królicka B.

• Inst. of Advanced Man. Tech., Mat. Eng. Dept., ul. Wrocławska 37a, 30-011 Kraków, Poland,

Bibliografia

• [1] Suzuki H.Y., Shinozaki K., Tashima S., Kuroki H.:„ Effect of High Centrifugal Force on Properties of Green Compacts made by High-Speed Centrifugal Compaction Process”, in Proc. of Powder Metallurgy Congress 2000, Vol. 1, Edited by Koji Kosuge, Hiroshi Nagai, Kyoto, Japan Society of Powder Metallurgy, Japan Powder Metallurgy Association, (2000), 582-585.
• [2] Rak Z.S.: Advanced Forming Techniques in Ceramics; in Proceedings of Polish Ceramics 2000 Conference, Polish Ceramic Society, (2000), 1-18.
• [3] Suzuki H.Y., Tashima S., Hidenori K.: „Homogeneous Compaction of Fine Ceramic and Carbide Powders by High-Speed Centrifugal Compaction Process“, in Proc. of Euro PM 2002 - Hard Materials Proceedings, European Powder Metallurgy Association, (2002), 46-51.
• [4] Bandrowski J., Merta H., Zioło J.: Sedymentacja zawiesin, Wyd. Politechniki Ślaskiej, Gliwice, (2001), 107-137.
• [5] Jaworska L., Mitiuszew W., Pędzich Z., Stobierski L., Rozmus M., Figiel P.: „Centrifugal compaction of submicro- and nanopowders”, Ceramika, 103, 2, (2008), 812.