Pianki korundowe wytworzone metodą gel-casting przeznaczone do infiltracji polimerami

• Autorzy: Potoczek M. , Ligoda J. , Śliwa R. E.

Warianty tytułu

EN

Alumina foams manufactured by the gel-casting method designed for polymer infiltration

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kompozyty polimerowo-ceramiczne o strukturze infiltrowanej charakteryzują się unikatową przestrzenną strukturą wzajemnie przenikających się szkieletów fazy polimerowej i ceramicznej. Jednym ze sposobów wytwarzania tego typu kompozytów jest infiltracja ciekłego polimeru do porowatej kształtki ceramicznej. W niniejszej pracy zastosowano kształtki z ceramiki korundowej o budowie pianki, wytworzone metodą żelowania spienionej zawiesiny (ang. gelcasting of foams). Zaletą tej ceramiki jest wyższa wytrzymałość mechaniczna w porównaniu z wytrzymałością wysokoporowatej ceramiki otrzymywanej dotychczas najbardziej popularną techniką, którą jest osadzenie ceramicznej masy lejnej na spienionym podłożu polimerowym (ang. polymeric sponge method). Przed procesem infiltracji wyznaczono porowatość całkowitą i otwartą pianek, a także rozmiar makroporów i połączeń pomiędzy makroporami. Wyznaczono także wytrzymałość na ściskanie, a także przepuszczalność pianek korundowych. Pianki ceramiczne infiltrowano trójfunkcyjną żywicą epoksydową, aby otrzymać materiały kompozytowe charakteryzujące się zwiększoną wytrzymałością mechaniczną oraz zmniejszoną palnością, przy jednocześnie małej gęstości – mogące mieć potencjalne zastosowanie w lotnictwie.

EN

Ceramic-polymer composites are characterized by the unique spatial structure of interpenetrating skeletons of polymer and ceramic phases. Infiltration of a liquid polymer into a porous ceramic material is the way of producing these type of composites. In this paper, alumina (α-Al2O3) samples of a foam structure produced by the gelcasting of foams process were used. The advantage of ceramic foams manufactured by the gelcasting method is higher mechanical strength when compared to those produced by the most popular technique known as the polymeric sponge method. Before the infiltration process, the alumina samples were characterized in terms of total and open porosity; sizes of macropores and interconnections between macropores were also determined. Compressive strength and permeability of the alumina foams were studied. The alumina foams were infiltrated by three-functional epoxy resins in order to obtain composite materials of low density having enhanced mechanical strengths and reduced flammability. These materials have potential application in aerospace industry.

Słowa kluczowe

PL

pianka ceramiczna; kompozyt polimerowo-ceramiczny; infiltracja

EN

ceramic foam; polymer-ceramic composite; infiltration process

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 67, nr 2
• Strony: 104--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Potoczek M.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Chemiczny, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

autor

Ligoda J.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

autor

Śliwa R. E.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Scheffler, M., Colombo, P. (eds.): Cellular ceramics: Structure, manufacture. Properties and Applications, Wiley-VCH, Weinheim (2004).
• [2] Colombo, P.: Conventional and novel processing methods for cellular ceramics, Philos. Trans. Roy. Soc. A., 364, (2006), 109-124.
• [3] Konopka, K., Olszówka-Myalska, A., Szafran, M.: Ceramic–metal composites with an interpenetrating network, Mater. Chem. Phys., 81, (2003), 329-332.
• [4] Konopka, K., Szafran, M.: Fabrication of Al2O3-Al composites by infiltration method and their characteristics, J. Mater. Proc. Tech., 175, (2006), 266-270.
• [5] Szafran, M., Rokicki, G., Lipiec, W., Konopka, K., Kurzydłowski, K.: Porowata ceramika infiltrowana metalami i polimerami, Kompozyty (Composites), 2, (2002), 313-317.
• [6] Lipiec, W., Szafran, M.: Kompozyty ceramika-poli(metakrylan mctylu) o osnowie z ceramicznego tworzywa porowatego z tlenku glinu otrzymanego metodą osadzania ceramicznej masy lejnej na podłożu polimerowym, Kompozyty (Composites), 4, (2004), 216-220.
• [7] Sepulveda, P.: Gelcasting of foams for porous ceramics, Am. Ceram. Soc. Bull., 76, (1997), 61-65.
• [8] Potoczek, M.: Gelcasting of alumina foams using agarose solutions, Ceram. Int., 34, (2008), 661-667.
• [9] Potoczek, M.: Kształtowanie mikrostruktury piankowych materiałów korundowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów (2012).
• [10] Konopka, K., Boczkowska, A., Batorski, K., Szafran, M., Kurzydłowski, K. J.: Microstructure and properties of novel ceramic-polymer composites, Mater. Lett., 58, (2004), 3857-3862.
• [11] Philipse, A. P., Schram, H. L.: Non-darcian airflow through ceramic foams, J. Am. Ceram. Soc., 74 (1991), 728-732.
• [12] PN-EN 60695-11-10: Badanie zagrożenia ogniowego Część 11-10: Płomienie pobiercze. Metody badania płomieniem pobierczym 50W przy poziomym i pionowym ustawieniu próbki, PKN, Warszawa 2002.