Właściwości mechaniczne kompozytów Ti3SiC2-TiC

• Autorzy: Białoskórski J. , Lis J. , Piekarczyk J.

Warianty tytułu

EN

Mechanical properties of the Ti3SiC2-TiC material

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych dwu materiałów zawierających głównie Ti3SiC2. Próbki materiałów otrzymano przez konwencjonalne spiekanie i spiekanie pod ciśnieniem. Proszki do spiekania przygotowano metodą samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej (SHS). Właściwości sprężyste (E, G, u) próbek badano metodą ultradźwiękową. Odporność na kruche pękanie KIC wyznaczano metodą trójpunktowego zginania belek z karbem oraz przez bezpośredni pomiar długości spękań. W tym drugim przypadku obliczenia wartości KIC wykonano dla spękań Palmqvista, przy użyciu wartości twardości Knoopa wyznaczonych w zakresie obciążeń, niepowodujących spękań w materiale. Ponadto wyznaczono wytrzymałość na zginanie, ściskanie oraz udarność metodą Charpy'ego. Odporność na kruche pękanie badanych materiałów leży w zakresie od 6,2 MPa • m0'5 dla próbek spiekanych bezciśnieniowe do 9,4 MPa • mO,5 dla próbek spiekanych pod ciśnieniem. Stosunkowo wysoka odporność na kruche pękanie jest związana głównie ze znacznym rozwinięciem powierzchni spękań oraz złożoną łupliwością heksagonalnych ziaren Ti3SiC2.

EN

The aim of the work is to determine the mechanical properties of Ti3SiC2 - based ceramic materials. The samples were prepared by pressureless sintering (S) and hot pressing of the powders obtained by the SHS method. The material consisted of Ti3SiC2, TiS2, Ti2Si2 and Ti2Si3. The phase composition was determined by X-ray diffraction and is listed in Table 1. Elastic properties (E, G, u) of the samples were tested by the use of the pulse ultrasonic technique. The density (p) of the samples was determined by using the hydrostatic method. The load-independent and crack free Knoop hardness (H) values were used in the kic (BPDS) calculations according to a formula for Palmqvist crack geometry. Also, the bending of the single edge notched beam method was used for KIC (ZG) determination. Moreover, the bending strength (bzg), impact strength (U) by the Charpy test and compressive strength (bśc) of the suitable specimens were determined. The fracture toughness of investigated materials ranged from 6,2 MPa • m0.5 for pressureless sintered samples (S) to 9,4 MPa • m0,5 for hot pressed ones (HP). Comparatively high fracture toughness is connected mainly with a formation of rough surface and steps along the cleavage face in the hexagonal Ti3SiC2 grains (Fig. 1). All results are collected in the Table 1.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty; właściwości mechaniczne; badania

EN

composites; mechanical properties; investigation results

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2001
• Tom: R. 1, nr 2
• Strony: 171--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Białoskórski J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, ul. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Lis J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, ul. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Piekarczyk J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, ul. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Lis J. i in., New ceramics based on Ti3SiC2, Ceramics Intern. 1993, 19, 219-222.
• [2] Lis J. i in., Ti3SiC2 - based materials prepared by HIP-SHS techniques, Mater. Lett. 1995, 22, 163-168.
• [3] Lis J. i in., Reaction sintering phenomena of self-propagating high-temperature synthesis-derived ceramics powders in the Ti-Si-C system, Solid State Ionics 1997, 101-103, 59-64.
• [4] Piekarczyk J., Optymalne wymiary próbek do badań ultradźwiękowych, Inż. Mater. 1992, 13, 72-73.
• [5] Piekarczyk J. i in., On determining the elestic constants of porous zinc ferrite materials, cfi/Ber. Dtsch. Keram. Ges. 1982, 59, 227-232.
• [6] Białoskórski J., Piekarczyk J., Właściwości sprężyste, twardość i energia pękania materiałów ceramicznych, Prace Kom. Nauk. Ceram., PAN O/Kraków, Ceramika 1997, 54, 287- -292.
• [7] Nihaara K. i in., Evaluation of KIC of brittle solids by the identation method with low crack-to-indent ratios, J. Mater. Sci. Lett. 1982, 1, 13-16.