Wpływ wielkości i udziału zbrojenia na właściwości kompozytów AK12-węgiel szklisty

• Autorzy: Myalski J.

Warianty tytułu

EN

Influence of size and reinforcement value on properties of composite AK12-glassy carbon

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości fizykomechanicznych materiałów kompozytowych zawierających cząstki węgla o strukturze amorficznej. Dokonano oceny wpływu wielkości i udziału zbrojenia na wytrzymałość na rozciąganie i udarność oraz charakterystyki tribologiczne (współczynnik tarcia i zużycie). Stwierdzono, że o właściwościach mechanicznych decyduje przede wszystkim udział zbrojenia. Zwiększenie ilości cząstek obniża wytrzymałość na rozciąganie (rys. 1) i udarność (rys. 2b). Wielkość cząstek w mniejszym stopniu wpływa na zmianę właściwości mechanicznych. Na rysunku 2a można zauważyć, że energia zniszczenia kompozytów zawierających cząstki o wielkości powyżej 100 [mikro]m jest porównywalna pomimo zwiększenia udziału cząstek w kompozycie. Badania współczynnika tarcia wykazały, że ze wzrostem ilości zbrojenia następuje obniżenie współczynnika tarcia z 0,4 dla udziału 5% do około 0,12 dla udziału 20% (rys. 3). Również wielkość cząstki (rys. 3b) ma wpływ na współczynnik tarcia. Cząstki o wielkości 200 [mikro]m pozwalają na uzyskanie porównywalnych wartości współczynnika tarcia, w niewielkim stopniu zależnych od udziału zbrojenia. Wielkość cząstki decyduje jednak o charakterze zmian współczynnika tarcia. W przypadku małych cząstek współczynnik tarcia jest mały i stabilny, a po dłuższym okresie współpracy staje się niestabilny i gwałtownie wzrasta (rys. 4). Jest to spowodowane zmianami w warstwie wierzchniej kompozytu wynikającymi z wyrywania i wykruszania zbrojenia z osnowy.

EN

The results of the physicochemical properties of composite materials containing ceramic particles of carbon of amorphous structure have been presented. The influence of size and reinforcement value on tensile strength, impact and tribological characteristics (coefficient of friction and wear) were estimated. It has been found that above all the reinforcement value decide on mechanical properties. Enlargement of particles value leads to decreasing of tensile strength (Fig. 1) and impact strength (Fig. 2). It has been shown that particle size has small influence on studied properties. Figure 2a presented, that the destruction energy for the composites with particles of size above 100 [micro]m is comparable, when increase the particles value in composites. The research of coefficient of friction proved, that increase of reinforcement value leads to decreasing of coefficicnt of friction from 0.4 for 5% value to about 0.12 for 20% of particle value (Fig. 3). It has been also proved that the size of particles (Fig. 3b) has some influence on coefficient of friction. The coefficient of friction is comparable for the composites containing particles of 200 [micro]m size and is small dependent on reinforcement value. However size of the particles decide on the character of coefficient of friction changes. Coefficient of friction is Iow and stable for composites with small particles, but after long cooperation time it become unstable and rapidly increases (Fig. 4). The reason are the changes in surface area of composite, being the result of pulling out and crumbling out the reinforcement from the matrix.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt metalowy; osnowa aluminiowa; węgiel szklisty; cząstki zbrojące; zużycie; współczynnik tarcia; właściwości tribologiczne; właściwości mechaniczne

EN

metal matrix composite; particles; glass carbon; friction coefficient; wear; tribological properties; mechanical properties

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 10
• Strony: 154--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Myalski J.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice

Bibliografia

• [1] Sobczak J., Współczesne tendencje praktycznego zastosowania kompozytów metalowych, Kompozyty (Composites) 2003, 2, 6, 24-37.
• [2] Burcan J., Drużdżel A., Badanie tribologicznych właściwo- ści materiałów kompozytowych na osnowie stopu aluminium, Tribologia 1996, 5, 652-660.
• [3] Sobczak J., Kompozyty metalowe, Instytut Odlewnictwa i Instytut Transportu Samochodowego, Kraków-Warszawa 2001.
• [4] Jachimowicz M., Zastosowanie kompozytów o osnowie metalicznej w konstrukcji samochodów, Przegląd Mechaniczny 2003, 6, 40-42.
• [5] Śleziona J., Kompozyty, Wyd. Pol. Śl., Gliwice 1998.
• [6] Myalski J., Kształtowanie właściwości skojarzeń ciernych z wykorzystaniem materiałów ciernych zawierających węgiel o strukturze amorficznej, Kompozyty (Composites) 2001, 1, 2, 203-206.
• [7] Śleziona J., Hyla I., Myalski J., Formation of layers structure in Al-ceramic particles composites, Science and Engineering of Composite Materials 1998, 7, 4, 287-29.
• [8] Hyla I., Śleziona J., Myalski J., Technologia wytwarzania i własności wybranych stopów aluminium zbrojonych cząstkami ceramicznymi, Inżynieria Materiałowa 1993, 6, 180-184.
• [9] Hyla I., Lizurek A., Zastosowanie badań dynamicznych do analizy mechanizmu pękania udarowego kompozytów warstwowych, Kompozyty (Composites) 2002, 2, 5, 375-377.
• [10] Wieczorek J., Śleziona J., Myalski J., Dolata-Grosz A., Dyzia M., Zużycie i struktura powierzchni powspółpracy w warunkach tarcia technicznie suchego w kompozytach AK12-cząstki ceramiczne, Kompozyty (Composites) 2003, 3, 6, 148.
• [11] Myalski J., Wpływ dodatku węgla szklistego na charakterystyki tribologiczne materiałów kompozytowych z osnową metaliczną, Kompozyty (Composites) 2003, 3, 8, 317-320.
• [12] Posmyk A., Myalski J., Śleziona J., Grabowski M., Influence of component material properties on tribological behaviour of composite materials, Proceedings of EUROMAT, Monachium 2002.