Kompozyt ceramiczno-metaliczny ZrO2–Al2O3–SiO2–Mo

• Autorzy: Czechowska K. , Wrona A. , Jedynak L. , Wala T.

Warianty tytułu

EN

A ZrO2–Al2O3–SiO2–Mo ceramic-metal composite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kompozyty ceramiczno–metaliczne cieszą się rosnącym zainteresowaniem, ponieważ materiały te mogą mieć właściwości nieosiągalne dla jednofazowych materiałów ceramicznych. Wprowadzenie składnika metalicznego do ceramiki wpływa na poprawę jej właściwości mechanicznych. Znane jest stosowanie molibdenu w kompozytach np. mullit/Mo, Al2O3/Mo, 3YTZP/Mo, AlN/Mo, które mogą osiągać odporność na pękanie nawet 11 MPaźm1/2 i wytrzymałość na zginanie 2100 MPa. Molibden stanowi interesujący składnik kompozytów do zastosowań wysokotemperaturowych. Charakteryzuje się bowiem wysoką temperaturą topienia, wysoką wytrzymałością na rozciąganie na gorąco oraz niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej. Oprócz tego molibden charakteryzuje się niską korozyjnością w kontakcie z niektórymi rodzajami szkieł i materiałami ceramicznymi. Wszystkie te cechy sprawiają, że molibden jest stosowany w przemyśle szklarskim. Celem pracy było zbadanie możliwości opracowania spiekanego kompozytu ogniotrwałego, ceramiczno–metalicznego z układu ZrO2-Al2O3-SiO2-Mo o dużej zwartości tekstury, jako alternatywnego tworzywa przeznaczonego do pracy w kontakcie z ciekłym szkłem sodowo-wapniowym. W wyniku przeprowadzonych prób optymalizacji składów ziarnowych mas i doboru składników fazowych z układu Al2O3-SiO2-ZrO2–Mo otrzymano tworzywo kompozytowe o zawartości ZrO2 ~84 % mas., Mo – 10 % mas. i porowatości otwartej poniżej 8 % oraz wytrzymałości na ściskanie ok. 470 MPa.

EN

Ceramic–metal composites enjoy a growing interest because of their unattainable properties as compared with single-phase ceramic materials. The introduction of a metallic component to the ceramic matrix influences improvement of mechanical properties. It is known that molybdenum doped composites, i.e., mullite/Mo, Al2O3/Mo, 3Y-TZP/Mo or AlN/Mo show the fracture toughness reaching 11 MPaźm1/2 and the bending strength of 2100 MPa. The molybdenum is the interesting component for high-temperature composites. It is characterized by a high melting point, a high hot flexure strength and a low thermal expansion coefficient. Moreover the molybdenum demonstrated low corrosive properties to some kinds of glasses and ceramic materials. All these characteristics cause that the molybdenum is useful material in the glass industry. The aim of the work was to verify the possibility to produce sintered ceramic-metal composites in the ZrO2-Al2O3-SiO2–Mo system, showing large compactness of the texture, and being the alternative material designed for the work in contact with liquid soda-calcium glass. As a result of the optimization of grain size distribution curves, and selection of the phase composition of the mixtures, the composite material with a content of ~84 % wt. ZrO2 and ~10% wt. Mo, an open porosity below 8 % and a compressive strength of approx. 470 MPa was obtained.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt ceramiczno-metaliczny; układ ZrO2-Al2O3-SiO2-Mo; materiał ogniotrwały; szkło sodowo-wapniowe; reaktywność

EN

ceramic-metal composite; ZrO2-Al2O3-SiO2-Mo system; refractory materials; sodium-calcium glass; reactivity

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 2
• Strony: 332--336
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Czechowska K.

autor

Wrona A.

autor

Jedynak L.

autor

Wala T.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach, ul. Toszecka 99, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1] Bartolome J.F., Diaz M., Requena J., Moya J.S., Tomcia A.P.: „Mullite/Molybdenum Ceramic-Metal Composites”, Acta mater., 47, 14, (1999), 3891-3899.
• [2] Sivakumar R., Jayaseelan D. Doni, Nishikawa T., Honda S., Awaji H.: „Mullite-molybdenum composites fabricated by pulse electric current sintering technique”, J. Eur. Ceram. Soc., 22, (2002), 761-768.
• [3] Diaz L.A., Valdes A.F., Diaz C., Espino A.M., Torrecillas R.: „Alumina/ molybdenum nanocomposites obtained in organic media”, J. Eur. Ceram. Soc., 23, (2003), 2829-2834.
• [4] Nawa M., Yamazaki K., Sekino T., Niihara K.: „Microstructure and mechanical behaviour of 3Y-TZP/Mo nanocomposites possessing a novel interpenetrated intragranular microstructure”, J. Mater. Sci., 31, (1996), 2849-2858.
• [5] Khan A.A., Labbe J.C: „Aluminium nitride-molybdenum ceramic matrix composites: influence of molybdenum concentration on the mechanical properties”, J. Mater. Sci., 32, (1997), 3829-3833.
• [6] Simander W., Walser H.: Ceramics Engineering & Science Proceedings, 24, 1, (2003), 243.
• [7] Dunkl M., Fantinel A., Dinelli G., Tognon R.: Ceramics Engineering & Science Proceedings, 18, (1996), 216.