Proszki kompozytowe metaliczno-ceramiczne na osnowie faz Cu-Al umocnione Al2O3 wytworzone metodą reaktywnego mielenia

• Autorzy: Oleszak D. , Wieczorek-Ciurowa K.

Warianty tytułu

EN

Cu-Al based metallic-ceramic composite powders reinforced with Al2O3 fabricated by reactive milling

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było wytworzenie metodą mechanochemicznej syntezy proszków kompozytowych Cu-Al/Al2O3 oraz określenie ich składu fazowego. Obok metalicznego glinu jako reagenty do syntezy mechanochemicznej proszków zastosowano sól (hydroksowęglan miedzi) i tlenek miedzi. Praca obejmowała przeprowadzenie procesów wysokoenergetycznego mieleniakilku serii mieszanin różniących się składem jakościowym i ilościowym uwarunkowanym założeniem wytworzenia proszków kompozytowych, składających się z Al2O3 i faz międzymetalicznych CuAl2 lub Cu9Al4. Wykazano, że niezależnie od wydajności energetycznej użytego młynka i rodzaju reagentów (sól, tlenek) nie tworzy się zamierzona zgodnie ze stechiometrią reagentów faza Cu9Al4 , lecz powstaje roztwór stały glinu w miedzi Cu(Al) i Al2O3 . Zamierzoną fazę Cu9Al4 jako metaliczną osnowę proszku kompozytowego uzyskano jedynie w przypadku mechanochemicznej syntezy tlenku miedzi z nadmiarową ilością Al w stosunku do stechiometrycznego zapisu reakcji. Natomiast w przypadku zamierzonej stechiometrii do fazy CuAl2 uzyskano tę fazę, zarówno w procesie sól-Al, jak i tlenek-Al, lecz w finalnym produkcie obserwowano także występowanie innych faz z układu Cu-Al. Taki stan rzeczy spowodowany może być małymi wartościami entalpii tworzenia faz CuAl2 i Cu9Al4, wynoszącymi odpowiednio -4 i -8 kJmol-1. Przedstawione wyniki reaktywnego mielenia badanych mieszanin soli lub tlenku miedzi z aktywnym metalem, jakim jest Al, dowodzą, że z mieszanin Cu2(OH)2CO3-Al oraz CuO-Al można wytwarzać metaliczno-ceramiczne proszki kompozytowe do konsolidacji kompozytów typu Cu-Al/Al2O3.

EN

The aim of this work was to fabricate by reactive milling Cu-Al/Al2O3 composite powders and determination of their phase composition. Copper oxide CuO and copper salt Cu2(OH)2CO3 (hydroxycarbonate) were used as reagents for mechanochemical processes. Various high energy ball milling processes were performed in order to obtain composite powders consisting of Al2O3 and CuAl2 or Cu9Al4 intermetallic compounds. It was shown that independently on the milling energy and reagents used (salt, oxide), the formation of Cu9Al4 is not observed, but instead of it Cu(Al) solid solution and Al2O3 are formed. Cu9Al4 phase as a metallic matrix of the composite powder was synthesized in the case of milling of CuO with excess amount of Al only. On the other hand, in the case of CuAl2 compound, its formation was observed in both milling processes, i.e. salt-Al and oxide-Al. Simultaneously, other compounds from the Cu-Al system were observed in the final product of mechanosynthesis. This fact can be attributed to low values of enthalpy of formation for CuAl2 and Cu9Al4 intermetallic compounds, -4 and -8 kJmol-1, respectively, and their low thermodynamic stability. However, the presented results of reactive milling of different powder mixtures containing copper oxide or copper salt with Al confirm the possibility of metallic-ceramic composite powders fabrication.

Słowa kluczowe

PL

synteza mechanochemiczna; mielenie wysokoenergetyczne; kompozyt Cu-Al/Al2O3; dyfrakcja rentgenowska

EN

mechanochemical synthesis; high energy ball milling; Cu-Al/Al2O3 composites; X-ray diffraction

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 10, nr 1
• Strony: 59--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Oleszak D.

autor

Wieczorek-Ciurowa K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Ying D.Y., Zhang D.L., Mat. Sci. Eng. 2003, A361, 321-330.
• [2] Grin Y., Wagner F.R., Armbruster M., J. Solid State Chem. 2006, 179, 1707-1719.
• [3] Morsi K., Mat. Sci. Eng. 2001, A299, 1-15.
• [4] Liang S., Fan Z., Xu L., Fang L., Composites 2004, Part A35, 1441-1446.
• [5] Hwang S.J., Lee J., Mat. Sci. Eng. 2005, A405, 140-146.