Zastosowanie ilmenitu do wytwarzania kompozytów na osnowie faz międzymetalicznych z układu Al-Fe i Al-Ti

• Autorzy: Śleziona J. , Olszówka-Myalska A. , Formanek B.

Warianty tytułu

EN

Application of the ilmenite for the production of composites with Al-Fe and Al-Ti intermetallic matrix

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono niektóre wyniki badań nad wykorzystaniem reakcji in situ zachodzącej pomiędzy aluminium a złożonym tlenkiem FeO x TiO2. Dla tego układu komponentów przeprowadzono analizę termodynamiczną oddziaływania chemicznego, analizę termograwimetryczną DTA. Wyniki tych badań potwierdziły, że zachodząca w układzie Al-FeO x TiO2 reakcja jest silnie egzotermiczna. W zależności od udziału komponentów przebieg procesu syntezy może być sterowany. Produktami reakcji syntezy (reakcji aluminotermicznej) są cząstki alfa x Al2O3, fazy międzymetaliczne w osnowie stopu Al(Fe, Ti). Zaproponowano dwuetapową technologię otrzymywania kompozytu. Analizowano wpływ metody przygotowania mieszaniny ilmenitu i aluminium oraz warunków syntezy na otrzymaną mikrostrukturę. Mikrostruktura wytworzonych kompozytów na różnych etapach technologii wskazuje zarówno na zachowanie pierwotnej struktury rozmieszczenia cząstek ilumenitu w osnowie Al po ich przereagowaniu z Al, jak i całkowitą jej przebudowę. Uzyskane wyniki badań potwierdzają poprawność zaproponowanych rozwiązań technologicznych wytwarzania kompozytu.

EN

In this work some results of application of in situ reaction between Al and complex FeO x TiO2 oxide to the composites manufacture were shown. The thermodynamic analysis of Al and FeO x TiO2, chemical reaction and differential thermal analysis DTA were done. The experiments confirmed the strong exothermic character of the reaction between Al and FeO x TiO2. The products of this aluminothermal reaction were intermetallic phases and alpha x Al2O3 particles in Al(Fe, Ti) alloy matrix. The two-stage technology of obtaining the composite was proposed. The influence of Al-ilmenite powders mixture preparation method and of the synthesis conditions on the structure of composites have been analyzed. The microstructure of the composite observed in the different stages of the process was shown. After synthesis in different conditions both microstructure with primary displacement of ilmenite powder in Al matrix and completely rebuilded microstructure were observed. The obtained results confirm that the applied technology for the composites manufacturing produces promising results.

Słowa kluczowe

PL

ilumenit; kompozyt; faza międzymetaliczna; analiza termodynamiczna oddziaływania chemicznego; analiza termograwimetryczna (DTA); mieszanina; synteza; metalurgia proszków; metoda odlewnicza; mikrostruktura

EN

ilumenite; composite; intermetallic matrix; thermodynamic analysis of chemical reaction; differential thermal analysis (DTA); mixture; synthesis; powder metallurgy method; casting; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2003
• Tom: R. XXIV, nr 4-5
• Strony: 188--194
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Śleziona J.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii

autor

Olszówka-Myalska A.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii

autor

Formanek B.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii

Bibliografia

• 1. Ljakishlew N. P., Pliner Ju. L., Ignatenko G. R, Lappo S. I: Aluminotermia, Metallurgia Moskwa 1978
• 2. Froyen L.: In situ: Processing of MMCs: An Overview, Proc. Of the Int. Conf.: Light Alloys and Composites, Zakopane 1999 (Instytut Odlewnictwa Kraków)
• 3. Froyen L.: In situ processing of MMCs end of the wetting problems? Transactions of Japan Welding Research Instimte, 30 (2001) Special Issue, Proceedings of HTC-2000
• 4. Feng C. F., Froyen L.: Formation of Al3Ti and Al2O3 from an Al-TiO2 system for preparing in sim aluminum matrix composites, Composites part A, 31, 2000, p. 385-390
• 5. Chen G., Sun G., Zhu Z.: Study on reaction-processed Al-Cu/a-Al2O3 (p) composites, Materials Science and Engineering A265 (1999), p. 197-201
• 6. Ghomashchi M. R.: Fabrication of near net-shaped Al-based intermetallics matrix composites, Journal of Materials Processing Technology, 112,2001, pp. 227-235 (metody otrzymywania)
• 7. Tjong S. C, Ma Z. Y.: Microstructural and mechanical characteristics of in situ metal matrix composites. Mat. Sc. And Engineering, 29, 2000, pp. 49-113
• 8. Gupta M., Surappa M. K.: Processing microstructure mechanical properties of Al base metal matrix composites syntethysed using casting route, Rev. Engineering Materials, v. 104-107, pt 1, 1995, pp. 259-274
• 9. Barbbier F., Ambroise M. H.: In situ process for producing aluminum matrix composites containing inter metallic materials, Journal of Materials Science Letters, 14, 1995, pp. 457-459
• 10. Bolewski A.: Mineralogia szczegółowa, WG, Warszawa, 1965
• 11. Mondolfo L. F.: Aluminium Alloys: Structure and Properties, Butterworths, London-Boston
• 12. Barin I., Knacke O.: Thermochemical Properties of inorganic substances, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1973
• 13. Szarawara J.: Termodynamika chemiczna, WNT Warszawa 1969
• 14. Formanek B., Maciejny A., Szopiński K., Olszówka-Myalska A.: Kompozytowe materiały proszkowe otrzymywane metodą mechanicznego stopowania. Inżynieria Materiałowa, 1999 r., nr 3-4, s. 137-143
• 15. Śleziona J.: Kształtowanie właściwości kompozytów stop aluminium cząstki ceramiczne wytwarzanych metodami odlewniczymi. Zeszyty Naukowe Politechniki ŚL, Hutnictwo z. 47, Gliwice 1994