GRADED Al203-SiC(whiskers) and Al203-Si3N4(whiskers) COMPOSITES SURFACE-MODIFIED WITH NANO-CRYSTALLINE DIAMOND (NCD) INTENDED FOR CUTTING TOOL EDGES

• Autorzy: Biesiada K. , Kostecki M. , Olszyna A.

Warianty tytułu

PL

Kompozyty gradientowe Al203-SiC(whiskers) oraz A1203 - Si3N4(whiskers) ze zmodyfikowaną warstwą wierzchnią nanokrystalicznym diamentem (NCD) jako ostrza narzędzi skrawających

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of examinations of the gradient-type composites with the composition: Al203+6vol%SiCw/ .../Al203+15vol%SiCw, A1203 + 1% wt. Si3N4w/.../Al203 + 5%wt. Si3N4vv/ and surface - modified with nanocrystalline diamond (NCD). The gradient composites characterize increase mechanical strength properties: Young modulus (E), hardness (HV) and fracture toughness (K,r). The superhard layers (NCD) were produced by r.f. PECVD. Values of the nano-hardness of the layers change from 11,2 [GPa] to 33,3 [GPa] with the NCD layer deposited on the W203+6vol.%SiCw/ .../Al203+15vol.%SiCw/ composite, and from 5,4 [GPa] to 21,1 [GPa] with the NCD layer deposited on the AlĄ+lwt%Si3N4W/.../Al203+5wt.%Si3N4w/ composite.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kompozytów gradientowych A1203 + 6% obj. SiCw/.../ A1203 + 15% obj. SiCw/ oraz A1203 + 1% wag. Si3N4w/.../Al203 + 5% wag. Si3N4w/ ze zmodyfikowaną warstwą wierzchnią nanokrystalicznego diamnetu (NCD). Otrzymane kompozyty gradientowe charakteryzowały się podwyższonymi właściwościami wytrzymałościowymi tj. modułem Younga E, twardością HV oraz krytycznym współczynnikiem intensywności naprężeń K]C. Supertwarde warstwy nanokrystalicznego diamentu wytwarzano metodą r.f. PECVD. Wartości nanotwardoości otrzymanych warstw (NCD) na kompozycie gradientowym Al203+6obj.%SiCw/ .../Al203+15obj.%SiCw/ zmieniały się od 11,2 [GPa] do 33,3 [GPa] a na kompozycie Al203+lwag%Si3N4w/.../Al203+5wag.%Si3N4w NCD od 5,4 [GPa] do 21,1 [GPa].

Słowa kluczowe

PL

kompozyty gradientowe Al2O3SiC(whiskers); kompozyty gradientoweAl203-Si3N4(whiskers); nanokrystaliczny diament (NCD); właściwości wytrzymałościowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 611--617
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Biesiada K.

autor

Kostecki M.

autor

Olszyna A.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska,

Bibliografia

• [1] Kozumi M., FGM activities in Japan, Composites 28B (1997), 1-4
• [2] Mazdiyansi K., Fiber reinforced ceramic composites, NP, New Jersey 1990
• [3] Baldacim S.A., Santos C., Strecker K., Silva O., Silvia C., Development and characterization by HRTEM of hot-pressed Si3N4–SiC(w) composites , Journal of Materials Processing Technology 169 (2005) 445-451
• [4] Fu Y., Gu Y., Du H., SiC whisker toughened Al2O3-(Ti, W)C ceramic matrix composites, Scripta Materialia 44 (2001) 111-116
• [5] Lin G., Lei T, Microstructure, Mechanical Properties and Thermal Shock Behaviour of Al2O3+ZrO2+SiCw Composites, Composites Ceramics International 24 (1998) 313-326
• [6] Wang Ch., Huang Y., Zhai H., The effect of whiskers orientation in SiC whiskers - reinforced Si3N4 ceramic matrix composites, Journal of the Ceramic Society 19 (1999) 1903-1909
• [7] Lee C., Hang X., Thomas G., Novel joining of dissimilar ceramics in the Si3N4–Al2O3 system using polytypoid functional gradients, Acta Materialia 49 (2001) 3775-3780
• [8] Xing A., Jun Z., Huang Ch., Zhang J., Development of an advanced ceramic tool material—functionally gradient cutting ceramics, Materials Science and Engineering A248 (1998) 125-131
• [9] Zhao J., Xing A., Huang X., Relationship between the thermal shock behavior and the cutting performance of a functionally gradient ceramic tool, Journal of Materials Processing Technology 129 (2002)161-166,
• [10] Zhenyu R., Jingtang Z., Maozhang W., Bijiang Z., Synthesis and characterization of silicon carbide whiskers, Carbon 39 (2001) 1929-1941
• [11] Otoishi S., Tange Y., Growth rate and morphology of silicon carbide whiskers from polycarbosilane, Journal of Crystal Growth 200 (1999) 467-471
• [12] Kato A., Nakamura H., Tamari N., Tanaka T., Kondo I., Usefulness of Alumina-coated SiC Whiskers in the Preparation of Whisker-reinforced Alumina Ceramics, Ceramic International 21(1995)1-4
• [13] Ye F., Lei T., Zhou Y., Interface structure and mechanical properties of Al2O3–20vol%SiCw ceramic matrix composite Materials Science and Engineering A281 (2000) 305-309
• [14] Garnier V., Fantozzi G., Nguyen D., Dubois J., Thollet G., Influence of SiC whisker morphology and nature of SiC/Al2O3 interface on thermomechanical properties of SiC reinforced Al2O3 composites, Journal of the European Ceramic Society 25(2005) 3485-3493
• [15] Young M., Won T., Young-Wook K., Development of Al2O3–SiC composite tool for machining application, Ceramics International 30(2004) 2081-2086
• [16] Sokowić M., Mikuła J., Dobrzański L.A., Kopać J., Koseć L., Pandan P., Madejski J., Piech A., Cutting properties of the Al2O3+SiC(w) based tool ceramic reinforced with the PVD and CVD wear resistant coatings, Journal of Materials Processing Technology 164-165 (2005) 924-929
• [17] Evans A., Langdon T.G., Pergamon Press, 1976, s. 289
• [18] Standard Test Method for Plane-Strain Fracture Toughness of Metallic Materials, ASTM
• [19] Fett T., Munz D., Journal of the European Ceramic Society 75(1992) 958-965