Badania właściwości reologicznych ceramicznych mas lejnych do odlewania precyzyjnego części turbin lotniczych

• Autorzy: Matysiak H. , Wiśniewski P. , Ferenc-Dominik J. , Michalski J. , Kurzydłowski K. J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac dotyczących otrzymywania i badania właściwości reologicznych kompozytowych ceramicznych mas lejnych ZrO2-Al2O3-SiO2. Głównym składnikiem był proszek tlenku cyrkonu o oznaczeniu 325 Mesh i średniej wielkości cząstek 15 žm. Tlenki glinu i krzemu pełniły rolę nano-wypełniaczy, które wprowadzono do mas lejnych odpowiednio w postaci proszku (tlenek glinu) oraz w dyspersji polimerowej (tlenek krzemu). Masy lejne mieszano w mieszadle mechanicznym przez 24 h, a następnie mierzono ich lepkość w wiskozymetrze rotacyjnym. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że najkorzystniejszymi właściwościami reologicznymi charakteryzują się masy o stężeniu 82% wag. fazy stałej zawierające 1-5% wag. nano Al2O3. Otrzymane masy lejne będą mogły znaleźć potencjalne zastosowanie w procesach odlewania precyzyjnego części turbin lotniczych.

EN

The paper presents rheological properties of ZrO2-Al2O3-SiO2 ceramic suspensions developed for applications in foundry. The main components of the suspensions were zirconia powders with an average particle size about 15 žm (325 MESH). Alumina and silica nanoparticles were added to the suspensions powders polymeric dispersions respectively. The suspensions were mixed with a mechanical stirrer for 24 h and their rheological properties were tested in rotary viscosimeter. The most advantageous properties were measured for the suspensions with 82 wt.% of the filler and 1-5 wt.% nano Al2O3. These suspensions have potential for applications in the precision casting process of airplane turbines.

Słowa kluczowe

PL

ZrO2; masa lejna; nanoproszki; Al2O3; reologia; odlewanie

EN

ZrO2; suspension; nanopowders; Al2O3; rheology; casting

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 62, nr 1
• Strony: 10--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Matysiak H.

autor

Wiśniewski P.

autor

Ferenc-Dominik J.

autor

Michalski J.

autor

Kurzydłowski K. J.

• Uczelniane Centrum Badawcze "Materiały Funkcjonalne", Warszawa

Bibliografia

• [1] Reologia mas lejnych, Politechnika Warszawska, materiały wewnętrzne.
• [2] Dziubiński M.: "Podstawy reologii i reometrii płynów nienewtonowskich", Materiały konferencyjne "Reologia - teoria, praktyka i zastosowanie" 27-29.09.2006, Iwonicz Zdrój -Bóbrka, 7-12.
• [3] Oczoś K. E.: "Kształtowanie ceramicznych materiałów technicznych", Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1996.
• [4] Lindqvist K. M., Carlstrom E.: "Indirect solid freeform fabrication by binder assisted slip casting", Journal of the European Ceramic Society 25, 2005, 3539-3545.
• [5] Ferenc J., Matysiak H., Kurzydłowski K.J.: "Organic viscosity modifiers for controlling rheology of ceramic slurries used in the investment casting", Proceedings of the 12th International Conference on Modern Materials and Technologies (CIM-TEC 2010) "Advances in Science and Technology" 70, 2010, 102-107.
• [6] Bitterlich B., Heinrich J. G.: "Aqueous tape casting of silicon nitride", Journal of the European Ceramic Society 22, 2002, 2427-2434.
• [7] Talion C., Jach D., Moreno R., Nieto M. I., Rokicki G., Szafran M.: "Gelcasting of alumina suspensions containing nanoparticles with glycerol monoacrylate", Journal of the European Ceramic Society 29, 2009, 875-880.
• [8] Prabhakaran K., Melkeri A., Gokhale N. M., Chongdar T. K., Sharma S. C.: "Direct coagulation casting of YSZ powder suspensions using MgO as coagulating agent", Ceramics International 35, 2009, 1487-1492.
• [9] Mironiec S. W., Swistun J., Serdiuk G. G., Shtem M. B.: Poroshkovaja Metallurgija 5, "Określenie bocznego ciśnienia zagęszczania i tarcia zewnętrznego proszków metalicznych", 1990,12-15.
• [10] Wiśniewski P., Szafran M., Rokicki G.: "Badania nad zastosowaniem nowych dyspersji akrylowo-allilowych w procesie prasowania Al2O3, Ceramika 80, 2003, 397.
• [11] Ferenc J., Michalski J., Matysiak H., Kurzydłowski K.J.: "Modyfikacja powierzchni cząstek proszków α-Al2O3 cząstkami ZrO2 uzyskanymi techniką chemiczną, "Inżynieria Materiałowa" 2, 2009, 127-129.
• [12] Matysiak H., Ferenc J., Lipiński Z., Garbacz K., Michalski J., Kurzydłowski K.J.: "Charakterystyka i kontrola właściwości technologicznych mieszanek ceramicznych do wytworzenia form odlewniczych do odlewania precyzyjnego części turbin lotniczych metodą Bridgmana", Inżynieria Materiałowa 4, 2009, 239-244.
• [13] Gliniak A., Izak P.: "Tiksotropia zawiesin ceramicznych", Szkło i Ceramika 52, 2001, 6-9.