Alumina matrix ceramic-nickel composites formed by gelcasting method

• Autorzy: Miazga A. , Konopka K. , Gizowska M. , Szafran M.

Warianty tytułu

PL

Kompozyty Al2O3-Ni formowane metodą odlewania żelowego (gelcasting)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Currently, much attention has been focused on the development of ceramic composites with metallic particles due to their higher strength as well other properties compared to monolithic ceramic. Traditional methods of powder metallurgy are not capable of obtaining composite materials products of any shape in an uncomplicated way. For this reason, attempts have been made to adapt the gelcasting method (initially used only for ceramic powder) to obtain cermets. In the paper, the results concerning alumina-nickel ceramic composites fabrication via the gelcasting method are presented. The paper presents the effect of the addition of nickel on the polymerization time of composite slurries. The characteristics of selected physical and mechanical properties of composites containing 5 vol% and 10 vol% of nickel have been described and compared to the results achieved for 100% Al2O3. Tests were conducted for the green body and for sintered samples. Observations of the microstructure of the produced Al2O3-Ni composites are also presented. Computer image analysis was performed for the nickel particles in the composites. The obtained results confirmed the possibility of applying the gelcasting method for the preparation of alumina-nickel composites.

PL

Obecnie wiele uwagi skupiane jest na rozwoju ceramicznych kompozytów z cząstkami metalicznymi ze względu na wyższe właściwości wytrzymałościowe w porównaniu do ceramiki monolitycznej oraz inne właściwości. Tradycyjne metody metalurgii proszków nie dają możliwości w sposób mało skomplikowany otrzymania wyrobów z materiałów kompozytowych o dowolnym kształcie. Z tego względu podjęte zostały próby zaadaptowania do otrzymywania cermetali metody odlewania żelowego (gelcasting), początkowo stosowanej tylko dla proszków ceramicznych. Metoda ta polega na bezpośredniej konsolidacji proszków na drodze reakcji polimeryzacji monomeru organicznego wewnątrz ceramicznej masy lejnej. W niniejszej pracy przedstawione zostały wyniki badań nad otrzymywaniem kompozytów Al2O3-Ni metodą gelcasting. W artykule zaprezentowano wpływ dodatku niklu na czas polimeryzacji kompozytowych mas lejnych. Opisana została charakterystyka wybranych właściwości kompozytów o zawartości niklu 5% obj. i 10% obj. oraz dla porównania wyniki uzyskane dla 100% Al2O3. Badania przeprowadzone zostały zarówno dla próbek surowych, jak i po procesie spiekania. Przedstawione zostały również obserwacje mikrostruktury wytworzonych kompozytów oraz wykonana została analiza stereologiczna dla cząstek niklu w kompozycie. Uzyskane wyniki potwierdziły możliwość wykorzystania metody gelcasting do otrzymywania kompozytów Al2O3-Ni.

Słowa kluczowe

EN

cermetals; alumina; nickel; gelcasting

PL

cermetal; tlenek glinu; nikiel; odlewanie żelowe

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 12, nr 2
• Strony: 138--141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Miazga A.

autor

Konopka K.

autor

Gizowska M.

autor

Szafran M.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, ul. Wołoska 141, 02-507 Warsaw, Poland,

Bibliografia

• [1] Konopka K., Maj M., Kurzydłowski K.J., Studies of the effect of metal particles on the fracture toughness of ceramic matrix composites, Mater. Charact. 2003, 51, 335-340
• [2] Angelo P.C., Subramanian R., Powder Metallurgy: Science, Technology and Application, PHI, New Deli 2009.
• [3] Haij M., Ebadzadeh T., Amin M.H., Kazemzad M., Tabeli T., Gelcasting of Al2O3/Ag nanocomposite using water-soluble solid-salt precursor, Ceram. Int. 2012, 38, 867-870.
• [4] Stampfl J. et. all, Rapid prototyping and manufacturing by gelcasting of metallic and ceramic slurries, Mater. Sci. Eng. 2002, A334, 187-192.
• [5] Yang J., Yu J., Huang Y., Recent developments in gelcasting of ceramics, J. Eur. Ceram. Soc. 2011, 31, 2569-2591.
• [6] Omatete O.O., Janney M.A., Nunn S.D., Gelcasting: From laboratory development toward industrial production, J. Eur. Ceram. Soc. 1997, 17, 407-413.
• [7] Bednarek P., Szafran M., Sakka Y., Mizerski T., J. Eur. Ceram. Soc. 2010, 30, 1795-1801.
• [8] Capua Proveti J.R., Michot G., The Brazilian test: a tool for measuring the toughness of a material and its brittle to ductile transition, Int. J. Fract. 2006, 139, 455-60.
• [9] Wejrzanowski T., Special computer program for image analysis – Micrometer. MSc Thesis, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland 2000.
• [10] Kurzydlowski K.J., Ralph B., Quantitative description of microstructure of materials, CRC Press, Boca Raton 1995.