Zastosowanie młyna wysokoenergetycznego do mielenia i mechanicznego stopowania materiałów proszkowych.

• Autorzy: Binczyk F. , Polechoński W. , Skrzypek S. , Piątkowski J.

Warianty tytułu

EN

An application of high energy mill for milling and mechanical alloying of powder materials.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem wysokoenergetycznego młyna do intensywnego mielenia i mechanicznego stopowania materiałów proszkowych. Wskutek jednoczesnego działania na mielony materiał wielu fizycznych pól siłowych jest on poddawany intensywnej destrukcji. W młynie wysokoenergetycznym moc uzyskiwana w strefie wirujących elementów ferromagnetycznych osiąga wartość rzędu 2 MW / metr sześcienny. Już po kilkudziesięciu sekundach mielenia materiałów w młynie uzyskuje się wyniki przewyższające rezultaty mielenia w tradycyjnych młynach po kilkudziesięciu godzinach. Stwierdzono, że szczególnie intensywnemu mieleniu ulegają materiały kruche i twarde. W przypadku proszku samorozpadowego FeAlSi (używanego do wytwarzania spieków i natrysku plazmowego) o wyjściowej ziarnistości powyżej 155 mikrometrów, już po 120 s mielenia uzyskuje się produkty o ziarnistości średniej 6 mikrometrów, oraz 50% udziału frakcji poniżej 4 mikrometry i 25% frakcji poniżej i 1,4 mikrometrów. W przypadku Fe2O3 po 60 s mielenia 50% udziału produktów stanowią cząstki o wymiarach poniżej 0,85 mikrometrów. Jest to prawie 25-krotne rozdrobnienie w stosunku do stanu wyjściowego, a dla FeAlSi prawie 38-krotne. Po 240 s mechanicznego stopowania, badaniami rentgenograficznymi stwierdzono osłabienie i poszerzenie linii dyfrakcyjnych od składników stopowych oraz pojawienie się refleksów od nowych związków. Zanik linii dyfrakcyjnych może być związany z procesem amorfizacji, co jest efektem działania wysokiej energii, lokalnych ciśnień (do 1000 MPa). Produkty mechanicznego stopowania cechuje ponadto duża aktywność chemiczna.

EN

Investigation results of using high-energy mill for intensive milling and mechanical alloying of powder materials have been presented. Since there are many physical force fields that influence simultaneously the ground material it undergoes intensive destruction. In the high-energy mill power obtained in the zone of spinning ferromagnetic elements reaches the values of 2 MW/cubic meters. After tens of seconds of milling the materials in the mill results are obtained which exceed results of milling in the conventional mills after tens of hours. It has been found that brittle and hard materials undergo particularly intensive milling. In the case of the FeAlSi self-disintegrating powder (used for manufacturing of sinters and plasma spraying) with the initial granularity of above 155 micrometers, already after 120 s of milling products with the mean granularity of 6 micrometers and 50% fraction content below 4 micrometers and 25% fraction below 1,4 micrometers were obtained. In the case of Fe2O3 after 60 s milling 50% fraction of products are particles with sizes below 0,85 micrometers. It is almost 25 times higher size reduction than compared to the initial state, and for FeAlSi almost 38 times. After 240 s of mechanical alloying, weakening and widening of the diffraction lines from the alloying elements and presence of reflections from new compounds were found by X-ray examinations. Disappearance of the diffraction lines can be connected with the amorphization process which is the effect of high energy influence and local pressures (to 1000 MPa). The products of mechanical alloying are characterised by additionally by high chemical activity.

Słowa kluczowe

PL

młyn; młyn wysokoenergetyczny; mielenie; mechaniczne stapianie; mechaniczne stopowanie; materiał proszkowy; skład ziarnowy; wyjściowa ziarnistość; linie dyfrakcyjne; badanie rentgenograficzne; aktywność chemiczna

EN

mill; high energy mill; milling; mechanical alloying; powder material; grain composition; initial granularity; diffraction lines; X-ray examination; chemical activity

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 1999
• Tom: R. XX, nr 3-4
• Strony: 180--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Binczyk F.

• Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów Politechniki Śląskiej

autor

Polechoński W.

• Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN w Zabrzu

autor

Skrzypek S.

• Zakład Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków AGH w Krakowie

autor

Piątkowski J.

• Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów Politechniki Śląskiej

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Stoloff N. S.: Ordered alloys for high temperature application. Materials Research Society Proc, 1985, vol. 39
• [2] Binczyk F., Skrzypek J. St., Gierek A.: Intermetallic Fe-Al layers obtained by the powder cloth method. Powder Technology, 94, 1997, pp. 259-263.
• [3] Masahashi N., Takasugi T., Izuni O.: Mechanical properties of N13AI containing C, B and Be, Acta Metali. Vol. 36, No. 7, pp. 1823-1836, 1988
• [4] Całka A., Radliński A. P.: Universal high performance ball - milling and its application for mechanical alloying. Materials Science and Engineering Al34 (1991) p. 1350
• [5] Dalger-Sulir L., Sidor J.: Otrzymywanie amorficznego stopu Ni50Zr50 techniką mechanicznego wytwarzania (MA) w młynie obrotowo wibracyjnym. Inżynieria Materiałowa, nr. 5, 1997, s. 1296.
• [6] Logvinienko D. D.: Intensyfikacja technologineskich procesov v aparatach z vichrievym słojem, Izdatielstwo „Tiechnika”, Kijev, 1976
• [7] Polechoński Wł., Powichrowski J., Szubert M.: Urządzenie z elektromagnetyczną rotacją. Wzór użytkowy RP nr. W104656, Polska, 1996
• [8] Polechoński Wł., Najzarek Z.: Wielopolowy reaktor i jego zastosowanie w procesach wytwarzania paliw z odpadów chemicznych, I Międzynarodowa Konferencja „Paliwa z odpadów’97”, Ustroń. Polska 1997
• [9] Skrzypek J. St., Binczyk F., Gierek A.: Microstructure and mechanical properties of sinters of self-decayed Fe-Al-C-Me powders with Cu addition, (proc.) 4th European Conference on Advanced Material, Euromat’95, Venice/Padva, Italy, 1995
• [10] Skrzypek J. St., Binczyk F.: Microstructure and properties of sinters loosed on the self-disintegrated intermetallic Fe-Al powders, Inżynieria Materiałowa, 1997, nr 1, p. 18
• [1] Stoloff N. S.: Ordered alloys for high temperature application. Materials Research Society Proc, 1985, vol. 39
• [2] Binczyk F., Skrzypek J. St., Gierek A.: Intermetallic Fe-Al layers obtained by the powder cloth method. Powder Technology, 94, 1997, pp. 259-263.
• [3] Masahashi N., Takasugi T., Izuni O.: Mechanical properties of N13AI containing C, B and Be, Acta Metali. Vol. 36, No. 7, pp. 1823-1836, 1988
• [4] Całka A., Radliński A. P.: Universal high performance ball - milling and its application for mechanical alloying. Materials Science and Engineering Al34 (1991) p. 1350
• [5] Dalger-Sulir L., Sidor J.: Otrzymywanie amorficznego stopu Ni50Zr50 techniką mechanicznego wytwarzania (MA) w młynie obrotowo wibracyjnym. Inżynieria Materiałowa, nr. 5, 1997, s. 1296.
• [6] Logvinienko D. D.: Intensyfikacja technologineskich procesov v aparatach z vichrievym słojem, Izdatielstwo „Tiechnika”, Kijev, 1976
• [7] Polechoński Wł., Powichrowski J., Szubert M.: Urządzenie z elektromagnetyczną rotacją. Wzór użytkowy RP nr. W104656, Polska, 1996
• [8] Polechoński Wł., Najzarek Z.: Wielopolowy reaktor i jego zastosowanie w procesach wytwarzania paliw z odpadów chemicznych, I Międzynarodowa Konferencja „Paliwa z odpadów’97”, Ustroń. Polska 1997
• [9] Skrzypek J. St., Binczyk F., Gierek A.: Microstructure and mechanicalproperties of sinters of self-decayed Fe-Al-C-Me powders with Cu addition, (proc.) 4th European Conference on Advanced Material, Euromat’95, Venice/Padva, Italy, 1995
• [10] Skrzypek J. St., Binczyk F.: Microstructure and properties of sinters loosed on the self-disintegrated intermetallic Fe-Al powders, Inżynieria Materiałowa, 1997, nr 1, p. 18