Mikrostruktura i właściwości kompozytów ceramika-elastomer

• Autorzy: Konopka K. , Boczkowska A. , Kurzydłowski K. , Szafran M.

Warianty tytułu

EN

Microstructures and properties of ceramic-polymer composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano kompozyty ceramika-elastomer uzyskane metodą infiltracji porowatych ceramik SiO2 i Al2O3 elastomerem nitrylomocznikowouretanowym. Celem było opisanie mikrostruktury kompozytów w kontekście ich właściwości, a w szczególności poznanie wpływu ich mikrostruktury na wytrzymałość na ściskanie. Uzyskane wyniki ujawniły, że proces infiltracji prowadzi do otrzymania kompozytów o bardzo dużym stopniu wypełnienia porów przez elastomer, zapewniając powstanie mikrostruktury z perkolacją tej fazy w osnowie ceramicznej. Połączenie dwóch materiałów o skrajnie różniących się właściwościach spowodowało uzyskanie materiału o wysokiej wytrzymałości na ściskanie i jednocześnie wykorzystującego możliwość osiągania dużych odkształceń. Badane kompozyty zachowują spójność, na skutek ściskania, nawet wówczas, gdy pod wpływem naprężeń ściskających pęka ceramiczny szkielet. Po przekroczeniu wytrzymałości ceramicznej osnowy naprężenia ściskające przenoszone są przez elastomer, ulegający odkształceniom wysokoelastycznym. Przy cyklicznej pracy kompozytu pod obciążeniem funkcje osnowy przejmuje elastomer, a ceramika staje sic fazą wzmacniającą.

EN

The present work concerns the ceramic-polymer composites obtained via infiltration of the porous ceramics Al2O3 and SiO2 by the urea-urethane elastomer. The aim was to study the composite mierostructure effect on its mechanical properties especially on the compression strength. The composites mierostructure was studied using the scanning electron microscopy. The obtained results (Fig. 1a and Fig. 1b) show that the infiltration method can be used to fabricate composites with percolation mierostructure. The ability of the elastomer for porous ceramic infiltration depends on the size of the porous. The SEM investigations (Figs. 2 and 3) also indicate the good adhesion between the ceramic and the urea-urethane elastomer. The compession tests for obtained composites were made and the results are shown in Figures 6 and 8. These composites exhibit high compression strength together with the ability to achieve large deformation. This is due to the fact that the elastomer exhibits high elastic properties and deforms after the ceramic loose its cohesion. During the cyclic compression the elastomer becomes the matrix reinforced by the ceramic.

Słowa kluczowe

PL

ceramika; kompozyty; polimer; mikrostruktura

EN

ceramic; composites; polymer; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 3, nr 7
• Strony: 216--220
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Konopka K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Boczkowska A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Kurzydłowski K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Szafran M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

Bibliografia

• [1] Śleziona J., Podstawy technologii kompozytów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1998, 28.
• [2] Boczkowska A., Kapuściński J., Puciłowski K., Wojciechowski S., Kompozyty, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2000, 96.
• [3] Leda H., Kompozyty polimerowe z włóknami ciągłymi, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2000, 19.
• [4] Konopka K., Boczkowska A., Batorski K., Kurzydłowski K., Szafran M., Propagacja pęknięcia w kompozycie o osnowie ceramiki porowatej SiO2 infiltrowanej elastomerem, Kompozyty 2002, 3, 108.
• [5] Patent 139 841 (1986).
• [6] Patent 148 671 (1986).
• [7] Patent 150 154 (1986).
• [8] Prospekt Dow Chemical Co.: Urethane isocyanates.
• [9] Jaroszyńska D., Gaczyński R., Felczak B., Metody badań własności fizycznych gumy, WNT, Warszawa 1978, 134.
• [10] Gruin I., Ryszkowska J., Boczkowska A., Markiewicz B., Zależność właściwości makroskopowych od budowy lanych elastomerów nitrylowomocznikowouretanowych, Polimery 1994, 39, 226.
• [11] Lubas W., Gruin I., Produkcja części maszyn z lanych elastomerów uretanowych, Polimery 1987, 32, 484.
• [12] Szafran M., Boczkowska A., Konopka K., Kurzydłowski K., Rokicki G., Batorski K., Kompozyt ceramicznopolimerowy i sposób wytwarzania kompozytu ceramicznopolimerowego, zgłoszenie patentowe nr P.353130, 2002.