The influence of residual stress in selected non-oxide ceramics composites on their wear resistance in different environments

• Autorzy: Pędzich Z. , Grabowski G. , Saferna I. , Ziąbka M. , Gubernat A. , Kot M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ naprężeń resztkowych w wybranych nietlenkowych kompozytach ceramicznych na ich odporność na zużycie ścierne w różnych środowiskach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The application of structural non-oxide ceramics is at present a common trend in machines and the construction of mechanical devices. Dense ceramic sinters made of silicon carbide or silicon nitride very often replace metallic parts. The advantages of ceramics are especially evident when they work as parts of machinery exposed to the action of loose and hard particles. The paper compares the abrasive wear susceptibility of both the mentioned phases and two particulate composites made on SiC and Si3N4 matrices. Two types of tests were performed. The Dry Sand Test, which indicates the wear susceptibility of the material to wear during the abrasive action of hard particles without any lubricant, was the first one. The Miller Test was the second. This test examined the wear of materials during the action of hard particles in a wet environment (pulp). In both tests the same abrasive, silicon carbide powder, was used.

PL

Zastosowanie ceramiki nietlenkowej jest obecnie powszechnym trendem w konstruowaniu części maszyn i urządzeń. Gęste spieki z węglika krzemu i azotku krzemu bardzo często zastępują części metaliczne. Zalety materiałów ceramicznych są wyraźnie widoczne wówczas, gdy części maszyn są narażone na działanie luźnych, twardych cząstek. Prezentowany artykuł porównuje podatność na zużycie ścierne obu wymienionych faz, a także kompozytów na ich osnowach. Wykonano dwa rodzaje testów zużycia. Pierwszy to tzw. Dry Sand Test, który mierzy podatność na zużycie ścierne luźnym ścierniwem, w warunkach suchych, bez smarowania. Drugim testem był tzw. test Millera, który pozwala uzyskać informacje na temat zużywania się materiałów podczas działania luźnych, twardych cząstek w środowisku mokrej pulpy, tj. gęstej zawiesiny. W obu testach użyto tych samych ziaren ściernych, gruboziarnistego węglika krzemu.

Słowa kluczowe

EN

ceramic matrix composites; abrasive wear; silicon carbide; silicon nitride; particulate composites; dry sand test; Miller test

PL

kompozyty z osnową ceramiczną; zużycie ścierne; węglik krzemu; azotek krzemu; kompozyty ziarniste; test suchego ścierniwa; test Millera

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 15, nr 4
• Strony: 203--208
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pędzich Z.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Grabowski G.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Saferna I.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Ziąbka M.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Gubernat A.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractory Materials al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Kot M.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Machine Design and Technology al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Grabowski G., Pędzich Z., Residual stresses in particulate composites with alumina and zirconia matrices, J. Eur. Ceram. Soc. 2007, 27, 1287-1292.
• [2] Grabowski G., Stobierski L., Influence of thermal stresses on mechanical properties of ceramics particulate composites, Ceramika/Ceramics 2005, 91, 627-634.
• [3] Jiao S., Jenkins M.L.L., Davidge R.W.W., Interfacial fracture energy-mechanical behaviour relationship in Al2O3/SiC and Al2O3/TiN nanocomposites, Acta Mater. 1997, 45, 149-156.
• [4] Ohji T., Jeong Y.-K., Choa Y.-H., Niihara K., Strengthening and toughening mechanisms of ceramic nanocomposites, J. Am. Ceram. Soc. 1998, 60, 1453-1460.
• [5] Stobierski L., Gubernat A., Sintering of silicon carbide I. effect of carbon, Cer. Int. 2003, 29, 3, 287-292.
• [6] Stobierski L., Gubernat A., Sintering of silicon carbide II. effect of boron, Cer. Int. 2003, 29, 4, 355-361.
• [7] Hayashi T., Munakata H., Suzuki H., Saito H., Pressureless sintering of Si3N4 with Y2O3 and Al2O3, J. Mat. Sci. 1986, 21, 3501-3508.
• [8] Taya M., Hayashi S., Kobayashi A.S., Yoon H.S.S., Toughening of a particulate-reinforced/ceramic-matrix composite, J. Am. Ceram. Soc. 1989, 73, 1382-1391.
• [9] Method for Measuring Abrasion Using the Dry Sand/Rubber Wheel Apparatus, ASTM G65-94 Standard 1995.
• [10] Test Method for Determination of Slurry Abrasivity (Miller Number) and Slurry Abrasion Response of Materials (SAR Number), ASTM G75-95 Standard 1995.
• [11] Pędzich Z., The Abrasive Wear of Alumina Matrix Particulate Composites at Different Environments of Work, [in:] Advanced Materials and Processing IV, eds. D. Zhang, K. Pickering, B. Gabbitas, P. Cao, A. Langdon, R. Torrens and J. Verbeek, Trans Tech Publications, Switzerland 2007, 29-30, 283-286.