Self-lubricating SiC matrix composites

• Autorzy: Gubernat A. , Stobierski L. , Zimowski S. , Hydzik P.

Warianty tytułu

PL

Kompozyty węglik krzemu-grafit o właściwościach samosmarujących

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The research presented here was devoted to the pressureless sintering of composites consisting of a SiC matrix and intentionally introduced particles of solid lubricants as a dispersed phase. The goal of using such materials is to achieve a self-lubrication effect in friction seal elements during sliding contact. In the first part of the investigations, the optimal conditions of sintering, as well as the best composition and concentration of the solid lubricants were established. The second part of the work consisted in characterizing such mechanical and tribological properties of the materials as: hardness (HV and HK), bending strength, abrasive wear resistance, friction coefficient and linear wear in contact parts made of homonymous and heteronymous materials. Based on the tribological and mechanical studies correlated with microstructure investigations (SEM), the material fulfilling the requirements for the construction of self-lubricating seal elements was selected.

PL

Przedstawiono badania poświęcone spiekaniu bezciśnieniowemu kompozytów, w których matrycę stanowił SiC, a fazą rozproszoną były celowo wprowadzane smary stałe. Zadaniem takich tworzyw jest uzyskanie efektu samosmarowania pomiędzy pracującymi w styku ślizgowym elementami uszczelnienia czołowego. W pierwszej części pracy określono warunki wytwarzania kompozytów i dokonano pełnej ich charakterystyki. W tym celu, po przeprowadzonym spiekaniu, na podstawie badań gęstości pozornej i względnej kompozytów, pomiarów składu fazowego i obserwacji mikrostruktury określono warunki spiekania i dokonano wyboru najlepszego smaru stałego. W drugiej części przeprowadzono charakterystykę właściwości mechaniczno-tribologicznych wybranych kompozytów. Określono twardość (HV i HK), wytrzymałość na zginanie, odporność na zużycie ścierne, wartość współczynnika tarcia i zużycia liniowego w styku jedno- i różnoimiennym. Na podstawie wymienionych parametrów tribologicznych połączonych z obserwacjami mikrostruktury wyselekcjonowano kompozyt spełniający wymogi stawiane materiałom służącym do budowy elementów konstrukcyjnych samosmarujących się uszczelnień czołowych.

Słowa kluczowe

EN

pressureless sintering; SiC matrix composite; face seal; self-lubricant; solid lubricant

PL

spiekanie bezciśnieniowe; kompozyt z matrycą SiC; uszczelnienie czołowe; samosmarowanie; smar stały

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 12, nr 4
• Strony: 219--227
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gubernat A.

autor

Stobierski L.

autor

Zimowski S.

autor

Hydzik P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Special Ceramics al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland,

Bibliografia

• [1] Lawrowski Z., Tribologia, tarcie, zużywanie i smarowanie, WN PWN, Warszawa 1993.
• [2] Boyan J.P., Improving pump performance in severe applications, Mat. and Design 1998, 19, 279-281.
• [3] Divakar R., Ceramics in Mechanical Face Seal Applications, [In:] Jahanmir S. (ed.), Friction and Wear of Ceramics, Marcel Dekker, Inc., New York 1994.
• [4] Stobierski L., Ceramika węglikowa, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2005.
• [5] Boylan J.P., Carbon compounds for performance in severe applications, World Pumps, 1998.
• [6] Posmyk A., Wistuba H., Falkowski P., Ceramic-carbon composites designed for piston group of combustion engines, Composites 2011, 2, 97-101.
• [7] Hexoloy.com. Hexoloy SP Technical Data. [Online] [http://www.hexoloy.com/data-sheets/fluid-handlingcomponents/pdf/B-1002.pdf
• [8] Esk.com. Ekasic Silicon Carbide - A Versatile Specialist. [Online] http://www.esk.com/fileadmin/esk/medien/pdf/PL_ ekasic_products_e.pdf
• [9] Donnet C., Erdemir A., Solid lubricant coatings: recent developments and future trends, Trib. Lett. 2004, 17, 3 389-396.
• [10] Stobierski L., Gubernat A., Sintering of silicon carbide; I. Effect of carbon, Ceramics International 2003, 29, 3, 287-292.
• [11] Stobierski L., Gubernat A., Sintering of silicon carbide; II. Effect of boron, Ceramics International 2003, 29, 4, 355-361.