Modyfikacja powierzchni spieku ceramicznego Alfa-Al203 w procesie dyfuzji i poprzez implantację jonową

• Autorzy: Szutkowska M. , Danielewski M. , Raichel B. , Proniewicz L. , Kasina J.

Warianty tytułu

EN

Surface modification of sintered alumina ceramics Alfa-Al203 by diffusional process and ion implantation

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja Naukowa "Obróbka Powierzchniowa" (VI; 20-23.09.2005; Kule k. Częstochowy, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano wpływ wysokotemperaturowego wyżarzania dyfuzyjnego płytek skrawających ze spieku ceramicznego Alfa-Al203 w proszku Zr02, oraz wpływ implantacji jonowej Zr na ich wlaściwości mechaniczne. Wyżarzanie dyfuzyjne prowadzono z zastosowaniem Zr02 niestabilizowanego i stabilizowanego Y203 przy zmiennym czasie wyżarzania. W wyniku procesu dyfuzji zostala utworzona warstwa wierzchnia wzbogacona w Zr02 o grubości 150-200 µm. Określono skład chemiczny i fazowy otrzymanej warstwy wierzchniej. Dla płytek poddanych wyżarzaniu dyfuzyjnemu w proszku Zr02 z zastosowaniem dłuższego czasu wytrzymania zaobserwowano wzrost odporności na pękanie, wytrzymałości na zginanie i obniżenie współczynnika tarcia. W procesie implantacji jonami cyrkonu otrzymano warstwę wierzchnią wzbogaconą w Zr o grubości znacznie mniejszej (okolo 1,5 µm) w porównaniu z procesem dyfuzyjnym. Grubość oraz skład chemiczny warstwy wierzchniej uzyskanej techniką IBSD oraz IBAD analizowano za pomocą widma RBS. Przeprowadzono również ocenę trwałości badanych płytek podczas próby skrawania.

EN

The diffusional modification of the surface layer of the sintered alumina ceramic inserts is presented. The alumina inserts are subjected to the diffusional annealing in a zirconia powder at high temperature. The reactive diffusion of Zr into the polycrystalline alumina at temperatures considerably lower than sintering temperature results in formation of the layer enriched in zirconia of thickness 150-200 µm. The chemical and phase composition of thermally modified inserts were studied. The surface modification results in the improvement of microhardness, tribological properties, indentation facture toughness and transverse rupture strength of tested material. The Zr implan tation into the alumina inserts produces in the two order of magnitude thinner layer enriched in Zr (˜1.5 µm). Thickness and chemical composition of the IBSD and IBAD surface layer was analysed by means of the RBS spectra. The tool life of the sintered alumina inserts after diffusion process in comparision to the trade sintered alumina inserts was tested.

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 26, nr 5
• Strony: 338--341
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Szutkowska M.

• Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania

autor

Danielewski M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Raichel B.

• Instytut Fizyki Jądrowej PAN

autor

Proniewicz L.

• Uniwersytet Jagielloński

autor

Kasina J.

• Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania

Bibliografia

• [1] Pampuch R.: Nauka i technologia ceramiczna wobec zmian paradygmatu: punkt widzenia. Inżynieria Materiałowa, nr 6 (1997), 208
• [2] Gorham Cutting Tools Conference 51. Metal Powder Report (1996) 10
• [3] Tomaszewski H.: Odporna na pękanie ceramika korundowa. Ceramika. Zeszyt 59. Zeszyty Naukowe AGH, Kraków (1990)
• [4] Müller B., et al.:Verbesserung der Verschleißbeständigkeit von Al2O3-Keramik durch Glühen in ZrO2-Pulver. Schmierungstechnik, nr 19, tom.12 (1988) 374
• [5] Szutkowska, M.: Indentation fracture toughness of ceramics based on alumina . Inżynieria Materiałowa, nr.3 (2004) 290
• [6] Niihara K., Morena R., Hasselman D.P.H.: Further reply to “Comment on elastic/plastic indentation damage in ceramics: The median/radian crack system”. Comm. Am. Ceram. Soc., C- 116 (1982)
• [7] Eckstein W. and Mayer M.: Rutherford Backscattering from Layered Structures beyond the Single Scattering Model. Nucl. Instr. Meth. B153 (1999) 337
• [8] Mayer M.: Ion Beam Analysis of Rough Thin Films. Nucl. Instr. Meth. B194 (2002) 177
• [9] Norma ISO/TS 14253-2:1999. Geometrical product specifications (GPS)-Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment-Guide to the estimation of uncertainty in GPS measurement, in calibration of measuring equipment and in product verification.