Możliwości aktywacji mechanicznej prekursora sialonowego w młynku planetarnym

• Autorzy: Tańcula M. , Sopicka-Lizer M. , Włodek T. , Pawlik T.

Warianty tytułu

EN

Possibility of the mechanical activation of the sialon's precursor in the planetary mill

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Spiekanie reakcyjne jest główną metoda otrzymywania ceramiki sialo-nowej. Uziarnienie prekursorów sialonowych w znaczny sposób wpływa na zachowanie w czasie spiekania (przebieg reakcji perytektycznej) i w konsekwencji na właściwości finalnego materiału ceramicznego. W pracy przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem (wysokoenergetycznego) młyna planetarnego do mielenia tlenoazot-kowych materiałów proszkowych. Sporządzono i zbadano mieszaniny proszków tak dobranych, aby po procesie spiekania uzyskać materiał o strukturze P-sialonu. Przygotowane kompozycje poddano mieleniu w czasie 30, 45, 60, 90 i 120 min w młynku planetarnym. Mieszaniny były również mielone z zastosowaniem wysokoenergetycznego przemiału w młynie planetarnym (MPL-1, młyn prototypowy) z zastosowaniem różnych czasów mielenia (21, 33 i 45 min). Mieszaniny proszków przed i po mieleniu charakteryzowano przez zastosowanie pomiaru wielkości ziarna, powierzchni właściwej metodą BET, metody XRD z uwzględnieniem wielkości krystalitów (metoda Rietvelda) oraz obserwację mikroskopową mieszanin proszków wyjściowych. Jako materiał porównawczy te same mieszaniny proszków przygotowano w sposób tradycyjny - mieszanie na rolkach i mielenie w attrytorze. Mieszaniny proszków mielone w młynie planetarnym charakteryzowały się zdecydowanie drobniejszym uziarnieniem, większą powierzchnią właściwą jak również lepsza spiekalnością niż to miało miejsce w przypadku kompozycji przygotowanych przy użyciu tradycyjnych metod (mieszanie na rolkach, mielenie w attrytorze).

EN

Reaction sintering is the most effective method of sialons ceramics manufacturing. Grain size of the initial powder have an effect on den-sification behaviour and the resultant properties of the final ceramics material. Mixtures of starting powders have been prepared in order to obtain material withyS-sialon solid solution according to the general formula for /?-sialon SL Al O N. , where z=3. ' 6-z z z 8-z' The batched mixtures were milled with different acceleration in the planetary mill. Mixtures were milled for different milling time (30, 45, 60, 90, 120 min).Prepared mixtures have been milled with high acceleration in the planetary mill (MPL-1, prototype mill) for different time (21, 33, 45 min). Mictures of powders were examined before and after milling. The grain size, surface area (BET method), crystallite size (XRD and Rietveld method) were studied. Planetary milled batches were characterized by lower grain size distribution, higher surface area and showed better densification ability than compounds prepared by traditional method (roller bench or attritor).

Słowa kluczowe

PL

młyn planetarny do mielenia tlenoazotkowych materiałów proszkowych; proces spiekania; ceramika sialonowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 2
• Strony: 91--95
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tańcula M.

autor

Sopicka-Lizer M.

autor

Włodek T.

autor

Pawlik T.

• Katedra Nauki o Materiałach, Politechnika Śląska,

Bibliografia

• [1] Sopicka-Lizer M.: Ceramika sialonowa z proszku otrzymywanego karbotermicznie – fi zykochemiczne podstawy wytwarzania i własności, Hutnictwo z. 55, 2000
• [2] Ekstrom T., Kall P. O.: Dense single-phase b-sialon ceramics by glass-encapsulate hot isostatic pressing, J.Mater.Sci., v. 24, 1989, 1853–1861
• [3] Jack K. H.: Progress in nitrogen Ceramics, Wyd. F.L. Riley, NATO ASI Series E65, Martinus Nijhoff, Haga, 1983, 45
• [4] Jack K. H.: Silicon nitride, sialons, and related ceramics. Ceramic and Civilisation, v.III, High Technology Ceramics – Past, Present and Future. The American Ceramic Society, 1987, 259–288
• [5] Weiss J., Lukas H. L., Lorenz J., Petzow G., Krieg H.: Calculation of heterogeneous phase equilibria in oxide-nitride systems, CALPHAD, Wyd. Pergamon Press LTD, W.Brytania, v. 5, nr 2, 1981, 125–140
• [6] Mitchell T. E., Heuer A. H.: Review – graphical displays of the thermodynamics of high temperature gas-solid reactions and their application to oxidation of metals and evoporation of oxides, J.Am.Ceram. Soc., v. 68, 1985, 49–58
• [7] Harude Wada, Ming-Jong Wang, Tseng-Ying Tien: Stability of phases in the Si-C-N-O system, J.Am.Ceram. Soc., v. 71, 1988, 827–840
• [8] Heuer A. H., Lou V. L. K.: Volatility diagrams for silica, silicon nitride, and silicon carbide and their application to high-temperature decomposition and oxidation, J.Am.Ceram.Soc., v. 73, 1990, 2789–2803
• [9] Johnson jr D. W.: Powder Preparation – Ceramics, IASM, Metals Park, 1982, 23–37
• [10] Yamada U.: Powders for High Technology Ceramics, DKG 64, 1987, 250– 255
• [11] Schmidt H. K.: Relevance of Sol– Gel Methods for Synthesis of Fine Particles (Review), KONA 14, 1996, 92–103
• [12] Reetz T.: Grundvorgänge bei der Synthese fi nedisperser keramischer Pulver, Freiberg Forschungshefte A 779, 1988, 59–70
• [13] Bulić F. I., Zalite I., Zhilinska N.: Comparison of plasma-chemical synthesized SiAlON nano-powder and conventional prepared SiAlON powder, J. Eur. Ceram. Soc., 24, (2004), 3303–3306
• [14] Li Y. L., Liang Y., Zheng F., Ma X. F. and Cui S. J.: Sintering of nano-powders of amorphous silicon nitride under ultrahigh pressure, J. Mater. Res., 15 [4], (2000), 988–994
• [15] Xu X., Nishimura T., Hirosaki N., Xie R. J., Zhu Y., Yamamoto Y. and Tanaka H.: New strategies for preparing nanosized silicon nitride ceramics, J. Am. Ceram. Soc., 88 [4], (2005), 934–937
• [16] Xu X., Nishimura T., Hirosaki N., Xie R. J, Yamamoto Y. and Tanaka H.: Fabrication of β -sialon nanoceramics by high-energy mechanical milling and spark plasma sintering, Nanotechnology, 19 [9], (2005), 1569–1573
• [17] MacKenzie K. J. D., Temuujin J., Smith M. E., Okada K. Kameshima Y.: Mechanochemical processing of sialon compositions, J. Eur. Ceram. Soc., 23, (2003), 1069–1082
• [18] Koch C. C.: Synthesis of nanostructured materials by mechanical milling: Problems and opportunities, Nanostruct. Mater., 9, (1997), 13–22
• [19] Zhang D. I.: Processing of advanced materials using high-energy mechanical milling, prog. Mater. Sci., 49, (2004), 537–560