Modyfikacja powierzchni cząstek proszków a-AI20, cząstkami Vi O, uzyskanymi techniką chemiczną

• Autorzy: Ferenc J. , Michalski J. , Matysiak H. , Kurzydłowski K. J.

Warianty tytułu

EN

Chemical surface modification of a-Al,0, particles with ZrO, coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca nawiązuje do wytwarzania odlewów części turbin silników lotniczych metodą odlewnictwa precyzyjnego. Zidentyfikowano etap limitujący proces, a w nim główną przyczynę niedoskonałości procesu, tzn. reaktywność związków chemicznych pochodzących z form ceramicznych z roztopionym metalem w procesie odlewania precyzyjnego. Przedstawiono sposoby optymalizacji składu chemicznego mas ceramicznych przeznaczonych na formy odlewnicze, w celu zniwelowania reaktywności formy z metalem. Przedstawiono metodę wytwarzania warstwy ZrO2 na cząstkach Al2 O 3 jako sposób ograniczenia reaktywności związków formy ceramicznej z roztopionym metalem. Zaprezentowano wyniki pokrywania Al2 O3 warstwą ZrO2 metodą z mieszaniem mechanicznym i za pomocą ultradźwięków (rys. 1 i 2b). Analizy metodami spektroskopii z dyspersją energii EDS i dyfrakcji rentgenowskiej XRD (rys. 3 i 4) pozwoliły na identyfikację otrzymanego produktu. Stwierdzono, że proces otrzymywania cząstek Al2 O3 pokrytych ZrO2, w którym fale ultradźwiękowe używane były do rozdyspergowania substratów jest efektywniejszy od tego, w którym roztwór mieszano mechanicznie. Stwierdzono, że metoda ta może być podstawą prostego procesu otrzymywania kompozytów typu core-shell cząstek korundu pokrytych warstwą tlenku cyrkonu. Wskazano również, że konieczne jest określenie rozszerzalności cieplnej związków i określenie powinowactwa elektrostatycznego cząstek reagentów. Na podstawie przeprowadzonych analiz zdjęć SEM, analizy chemicznej EDS i fazowej XRD zaproponowano nową metodę służącą do otrzymywania kompozytu core-shell Al2 O3-ZrO2 .

EN

The paper concerns the production of aircraft engine turbines' elements using investment casting process. The most problematic part of the production was identified and within it a problem of ceramic shell interaction with melted metal was recognized as well. Two ways to deal with the problem were presented. Two methods of producing ZrO2, coatings on the Al203, cores, as the ways to deal with the problem, were discussed. The main results obtained from experiments on producing Al203 particles coated with ZrO2 using mechanical or ultrasonic stirring were reported (Fig. 1,2b). The energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) (Fig. 3, 4) analysis allowed to identify obtained product. It was found that the method with ultrasonic waves used to evenly disperse reagents, is a better method for obtaining the core-shell (Al203-ZrO2) composite. It was suggested, that the method with ultrasonic stirring may be the basie way for producing the core-shell composite. However, it was pointed out that it is necessary to describe relationships between thermal expansion and electrostatic affinity of reagents. On the basis of the analysis of scanning electron microscopy (SEM) pic-tures, as well as, chemical (EDS) and phase (XRD) analysis, new method for obtaining core-shell composites (Al2O3-ZrO2) was proposed.

Słowa kluczowe

PL

metoda odlewnictwa precyzyjnego; otrzymywanie kompozytu core-shell Al2O3-ZrO2; reaktywność związków chemicznych

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 30, nr 2
• Strony: 127--129
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Ferenc J.

autor

Michalski J.

autor

Matysiak H.

autor

Kurzydłowski K. J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska,

Bibliografia

• [1] Lu J., Gao L., Guo J., Niihara K.: Preparation, sintering behaviour, and microstructural studies of Al2O3/Mo composites from boehmitecoated Mo powders. Mater. Res. Bull. 35 (2000) 2387-2396.
• [2] Hatano T., Yamaguchi T., Sakamoto W., Yogo T., Kikuta K., Yoshida H. et al.: Synthesis and characterization of BaTiO3-coated Ni particles. J. Eur. Ceram. Soc. 24 (2004) 507-510.
• [3] Zhang J.-X., Gao L. Q.: Nanocomposite powders from coating with heterogeneous nucleation processing. Ceram. Int. 27 (2001) 143-147.
• [4] Grabis J., Jankovica D., Berzins M., Chera L., Zalite I.: Coating of plasmaprocessed nanosized powders. J. Eur. Ceram. Soc. 24 (2004) 179-184.
• [5] Kato T., Ushijima H., Katsumata M., Hyodo T., Shimizu Y., Egashira M.: Fabrication of hollow alumina microspheres via core/shell structure of polymethyl methacrylate/ alumina prepared by mechanofusion. J. Mater. Sci. 37 (2002) 2317-2321.
• [6] Ageorges H., Fauchais P.: Plasma spraying of stainless-steel particles coated with an alumina shell. Thin Solid Films 370 (2000) 213-222.
• [7] Yu Z., Wu G., Sun D., Jiang L.: Coating of Y2O3 additive on Al2O3 powder and its effect on the wetting behaviour in the system Al2O3p/Al. Mater. Lett. 57 (2003) 3111-3116.
• [8] Tang Y., Ling Z., Lu Y., Li A., Ling H., Wang Y. et al.: Preparation of composite coating particles of _-Al2O3-SiO2 by heterogeneous nucleationand- growth processing. Mater. Lett. 56 (2002) 446-449.
• [9] Moon J. W., Lee H. L., Kim J. D., Kim G. D., Lee D. A., Lee H. W.: Preparation of ZrO2-coated NiO powder using surface-induced coating. Mater. Lett. 38 (1999) 214-220.
• [10] Konopacka Ż.: Flotacja mechaniczna. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław (2005).