Mechanical devices used for production of metallic, ceramic-metallic alloys or nano-materials

• Autorzy: Sidor J.

Warianty tytułu

PL

Urządzenia mechaniczne w technologiach wytwarzania stopów i nanomateriałów metalicznych oraz metaloceramicznych

• Konferencja: International Conference Development Trends in Mechanization of Foundry Processes (4; 18-20.10.2007; Cracow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Some metallic alloys, and especially the ceramic-metallic ones, are produced using mechanical methods only by application of mechanical devices – mills. These mechanical methods are applied mostly for production of amorphous alloys, however in many cases they are also applied for production of crystalline alloys. These methods are specifically applied for production of metallic nano-materials and high-purity metals. These methods include: mechanical alloying (MA), high energy ball milling (HEBM) or reactive milling (RM). These methods use mainly the vibratory, planetary, mixing, impeller, rotary-magnetic, gravitational or rotary-vibratory free grinding medium mills. This paper presents operation principles, basic technical parameters and some design solutions of these mills. It includes also an application example of the rotary-vibratory mill for production of the nickel and zirconium or pure nickel crystalline alloys and also the amorphous Ni50Zr50 alloy.

PL

Niektóre stopy metaliczne oraz metaloceramiczne, wytwarzane są tylko metodami mechanicznymi z zastosowaniem urządzeń mechanicznych – młynów. Największe zastosowanie metody mechaniczne znalazły przy wytwarzaniu stopów amorficznych, chociaż w wielu przypadkach stosuje się je przy wytwarzaniu stopów krystalicznych. Szczególne zastosowanie mają te metody przy wytwarzaniu nanomateriałów metalicznych i otrzymywaniu metali o bardzo wysokiej czystości. Wśród tych metod wyróżnić można: mechaniczną syntezę (MA), wysokoenergetyczne mielenie (HEBM) oraz reaktywne mielenie (RM). W metodach tych stosuje się głównie młyny z mielnikami swobodnymi: wibracyjne, planetarne, mieszadłowe, wirnikowe, obrotowo-magnetyczne, grawitacyjne i obrotowo-wibracyjne. W pracy przedstawiono sposoby działania tych młynów, ich podstawowe parametry techniczne oraz niektóre rozwiązania konstrukcyjne. Podano również przykład zastosowania młyna obrotowo-wibracyjnego w wytwarzaniu stopów krystalicznych: niklu z cyrkonem oraz czystego niklu, a także stopu amorficznego Ni50Zr50.

Słowa kluczowe

EN

mechanical alloying; Ni50Zr50 alloy; nanopowders

PL

synteza mechaniczna; nanomateriał; młyn obrotowo-wibracyjny; mielenie reaktywne

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 52, iss. 3
• Strony: 407--414
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sidor J.

• Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, University of Science and Technology, 30-059 Kraków, Al. Mickiewicza 30

Bibliografia

• [1] Bhushan, Handbook of Nanotechnology, Springer 2004.
• [2] M. Jurczyk, Nanomateriały, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 2002.
• [3] S. Chichelnicky, Milling as a nanoparticle preparation technique, Ben-Gurion University of the Negev 2006.
• [4] M. Jurczyk, Mechaniczna Synteza, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 2003.
• [5] C. Suryanarayana, Mechanical alloying and milling, Progress in Materials Science 46, 1-184 (2001).
• [6] M. Leonowicz, Nanokrystaliczne materiały magnetyczne, WNT, Warszawa 1998.
• [7] R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, L. V. Aleksandrov, Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation, Progress in Materials Science 45, 103-189 (2000).
• [8] K. S. Siow, O. A. Tay, P. Oruganti, Mechanical Properties of Nanocrystalite Copper and Nickel, Mat. Sci. Technn. 20, 285-294 (2004).
• [9] S. Nazu, S. Imaoka, S. Morimoto, H. Tanimoto, B. Huangeal., Mössbauer study of mechanically alloyed powders, Osaka University, Faculty of Engineering Science, 1990.
• [10] J. S. Benjamin, Mechanicall alloying, Sc. American 234, 40-57 (1976).
• [11] C. C. Koch, The synthesis and structure of nanokrystalite materials produced by mechanical attrition, A Review, Nanostructured materials 2, 109-129 (1993).
• [12] P. Matteanzzi, G. Le Caër, A. Mocellin, Synthesis of Nanostructured Materials by Mechanical Alloying, Ceramics International 23, 39-44 (1997).
• [13] L. Dargel-Sulir, J. Sidor, Otrzymywanie amorficznego stopu Ni50Zr50 techniką mechanicznego wytwarzania (MA) w młynie obrotowo-wibracyjnym, Inżynieria Materiałowa 5, 1296-1301 (1998).
• [14] B. S. Murty, S. Ranganthan, Novel materials synthesis by mechanical alloying - milling, Inter. Mater. Reviews 43, 101-141 (1998).
• [15] M. Abdellaoni, E. Gaffet, The physics mechanical alloying in a planetary ball mill: mathematical treatment, Acta metall. mater. 43, 1087-1098 (1995).
• [16] T. Tanaka, S. Nasu, K. H. Ishikara, P. H. Shinghu, Mechanical alloying of high carbon Fe-C system, Journal of the Less-Common Metals, December 1990.
• [17] J. Sidor, Badania, modele i metody projektowania młyn wibracyjnych, Rozprawy Monografie nr 150, UWND AGH, Kraków 2005.
• [18] J. Sidor, Wyznaczanie parametrów ruchu mielników w młynie obrotowo-wibracyjnym za pomocą wizualizacji, Kraków, Problemy w Budowie i Eksploatacji Maszyn i Urządzeń Technologicznych, Problemy Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Wyd. WIMIR AGH, nr 23, 2004, pp. 173-181.
• [19] www.chembio.uoguelph.ca
• [20] www.dymatron.com/megamill
• [21] M. Juhnke, R. Weichert, Erzeuzung von Nanaopartikeln aus weichen Substanzen mit hohen Reinheitsandforderungen durch Zerkleinerungs, Technische Universitat Clausthal, Institut fur Verfahrenstechnik 2005.
• [22] www.fritsch.de
• [23] www.retsch.de
• [24] A. Calka, D. Wexler, D. Oleszak, J. Bystrzycki, Formation of Amorphous and Nanostructural Powder Particles from Amorphous Metallic Glass Ribbons using Ball Milling and Electrical Discharge Milling, Solid State Phenomena Vols. 101-102, 111-116 (2005).
• [25] J. Sidor, Opracowanie założeń konstrukcji i wykonanie wysokoenergetycznego młyna typu atrytor, PNT Omega, Kraków 2000.
• [26] G. Kaupp, Waste-free large scale synthesis without auxiliaries for sustainable production omitting purifying workup, Journal CrystEngComm 8, 794-804 (2006).
• [27] www.zoz.de
• [28] J. Sidor, Opracowanie i wykonanie młyna obrotowo-wibracyjnego z możliwością pracy w trzech wariantach PNT Omega, Krak 1999.