Granice międzyfazowe osnowa-cząstka wzmacniająca w wybranych kompozytach „in situ” i „ex situ”

• Autorzy: Fraś E. , Janas A. , Kolbus A. , Olejnik E.

Warianty tytułu

EN

Matrix – particle interphase boundaries of the selected “in situ” and ”ex situ” composites MMCs

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas wytwarzania kompozytów MMCs wzmocnionych cząstkami pojawiają się problemy optymalizacyjne związane z charakterem granic międzyfazowych osnowa-cząstka wzmacniająca, np. przy syntezie węglika tytanu w kompozytach „in situ” Al/TiC, Al/TiB₂, Ni₃Al/TiC powstają duże naprężenia wewnętrzne, wynikające z różnic w wielkości współczynników rozszerzalności termicznej i modułów sprężystości [1, 2]. Naprężenia te mają istotny wpływ na właściwości mechaniczne kompozytów [3, 4, 5]. Dodatkowy problem, to reaktywność układu cząstka-osnowa co zaobserwowano w kompozycie ZA27/NiAl. Mikrostruktura i właściwości granicy rozdziału faz w kompozytach Al/TiC i Al/TiB₂ (wytworzonych metodą SHSB) [6] były przedmiotem badań przy zastosowaniu transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Badano naprężenia wewnętrzne osnowy w pobliżu cząstek TiC i TiB₂. Wykorzystując mikroskopię skaningową i mikroanalizę rentgenowską określono niejednorodność składu chemicznego na granicy cząstka-osnowa dla kompozytów: Ni₃Al/TiC (otrzymanego metodą SHSB), AlSi/SiC (otrzymanego metodą infiltracji samorzutnej) i ZA27/NiAl otrzymanego (metodą mieszania.)

EN

During fabrication of particulate-reinforced MMCs some problems may arise as regards the optimisation of matrix-particle interphase boundaries, e.g. during the synthesis of titanium carbide in Al/TiC, Al/TiB₂, and Ni₃Al/TiC composites "in situ" high internal stresses are formed as a result of differences in the coefficients of thermal expansion and moduli of elasticity [1, 2]. The stresses exert an important effect on the mechanical properties of composites [3, 4, 5]. The additional problem is a reactivity of the matrix-particle system, observed in the ZA27/NiAl composite. The microstructure and properties at the interphase boundaries in Al/TiC and Al/TiB₂ composites (fabricated by the SHSB process) [6] were the object of research using transmission electron microscopy. The internal stresses in the matrix in the vicinity of TiC and TiB₂ particles were examined. Applying scanning electron microscopy and X-ray microanalysis, the non-homogeneity of chemical composition at the matrix-particle interphase boundary was determined for the following composites: Ni₃Al/TiC (fabricated by SHSB), AlSi/SiC (fabricated by spontaneous infiltration), and ZA27/NiAl (fabricated by stirring.)

Słowa kluczowe

PL

kompozyt in situ; kompozyt ex situ; cząstka TiC; SiC; TiB2; SHSB

EN

composite in situ; composite ex situ; particle TiC; SiC; TiB2; SHSB

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archiwum Odlewnictwa
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 6, nr 18/1
• Strony: 297--304
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Fraś E.

• Wydział Odlewnictwa AGH, 30-059 Kraków, ul. Reymonta 23

autor

Janas A.

• Wydział Odlewnictwa AGH, 30-059 Kraków, ul. Reymonta 23

autor

Kolbus A.

• Wydział Odlewnictwa AGH, 30-059 Kraków, ul. Reymonta 23

autor

Olejnik E.

• Wydział Odlewnictwa AGH, 30-059 Kraków, ul. Reymonta 23

Bibliografia

• [1] F.S. Ohuchi, M. Kohyama, Journal of the American Ceramic Society, 74, (1991), p. 1163.
• [2] X.G. Ning, H.G. Xu, H.Q. Ye, J. Zhu, K.Y. Hu, Y.X. Lu, J. Bi, Phil. Magazine, A, 63, (1991), p. 727.
• [3] T. Christman, A. Needleman, S. Suresh, Acta Metallurgica Materialia, 37 (1989), p. 3029.
• [4] Y.L. Klipfel, M.T. He, R.H.Mc Meeking, A.G. Evans, Acta Metallurgica Materialia, 38, (1990), p. 1063.
• [5] V. Tvergaard, Acta Metallurgica Materialia, 38, (1990), p. 185.
• [6] A. Janas: Podstawy wytwarzania kompozytu Al-TiC i ocena jego wybranych właściwości mechanicznych , praca doktorska, AGH, Kraków 1998.
• [7] M. Manoharan, J.J. Lewandowski, Acta Metallurgica Materialia, 38, (1990), p. 489.
• [8] J.K. Kim, Y.W. Mai: Engineered interfaces in fiber reinforced composites, Elsewier, Amsterdam,1998, 2.
• [9] D.C. Dunand, A. Mortensen, Acta Metallurgica Materialia, 39, (1991), p. 127.
• [10] J. Sobczak: Metalowe Materiały Kompozytowe, Instytut Odlewnictwa, Kraków 1996.
• [11] E. Fraś, A. Janas, A. Kolbus, H. Lopez: Metoda SHSB syntezy kompozytów „in situ” Al-TiC, IV Seminarium PTMK „ Kompozyty 2000 – Teoria i Praktyka ”,Jaszowiec 2000, s. 201.
• [12] A. Kostka, J. Lelatko, M. Gigla, A. Janas, H. Morawiec: Badanie granicy rozdziału faz w kompozycie Al-TiB2 metodą mikroskopii elektronowej, Wyd. Politechniki Częstochowskiej Kompozyty, rocz. 2, 2000, nr 5, s. 297.
• [13] E. Fraś, S. Wierzbiński, A. Janas, H.F. Lopez: SHSB Processing and Properties of Al/TiC „in situ”Composites, Archives of Metallurgy, vol.46, (2001), No. 4, p. 407.
• [14] E. Fraś, A. Janas, P. Kurtyka, S. Wierzbiński: Composites based on Intermetallic Phase Ni3Al Reinforced of TiC and TiB2 Particles, International Conference ” Advanced Metallic Materials”, Smolenice, Slovakia, 5-7 November 2003, p. 83.
• [15] E. Fraś, A. Janas, A. Kolbus: Odlewany kompozyt aluminiowy „in situ” umacniany cząstkami borków tytanu, , Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Kompozyty rocz.1, 2001, nr. 1, s. 23.
• [16] E. Fraś, A. Kolbus, A. Janas: Shaping the Structure of ZA-27 Composite Reinforced by Particles of Nickel Aluminides NiAl, II Cast Composites Conference’98, Polanica Zdrój, Poland, 4-6 June, 1998, p. 37.