Nanokompozyty ceramika-metal - mikrostruktura i właściwości

• Autorzy: Świderska-Środa A. , Gierlotka S. , Grzanka E. , Kalisz G. , Stelmakh S. , Pałosz B. F. , Ekimov E. , Herlin-Boime N.

Warianty tytułu

EN

Ceramic-metal nanocomposites - microstructure and properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanokompozyty ceramika-metal wytwarzane są metodą wysokociśnieniowej infiltracji strefowej pod ciśnieniem do 8 GPa i w temperaturze do 2000°C. Kluczowe znaczenie dla powodzenia procesu mają morfologia proszku matrycy oraz warunki infiltracji. Nanokrystaliczne proszki diamentu i SiC o różnej ziarnistości infiltrowano metalami Zn i Al. W przypadku proszków z cząstkami o wielkości do kilkunastu nanometrów infiltracja zachodziła tylko wtedy, gdy proszek miał strukturę fraktalną. Uzyskane materiały miały homogeniczną mikrostrukturę z nanoziarnami obu faz. Właściwości kompozytów o danym składzie fazowym zależały od morfologii użytego proszku oraz od warunków procesu. Mikrotwardość kompozytów z osnową diamentową zmieniała się w zakresie od 3 do 30 GPa. Kompozyty z osnową SiC osiągały twardość w zakresie 6-21 GPa.

EN

The high-pressure zone infiltration of the nanocrystallite powders of diamond and SiC was used to obtain nanocomposites. The processes were carried out in toroidal cell under pressure up to 8 GPa at temperature up to 2000°C. We used powders with crystallite size 5-60 nm and particle size from several nanometers to micrometers. We used the infiltration method to obtain nanocomposites with metals Zn, Al. The experiments indicated that the powder morphology was the dominant factor for efficiency of the infiltration process. The powders with particle size smaller than several nanometers were infiltrated only when they possessed a fractal-type structure. The obtained nanocomposites show a homogenous microstructure, both in nano- and micro-dimension ranges. Mechanical properties of the obtained nanocomposites depend both on powder morphology and process conditions. Their microhardness varied in range of 3-30 GPa for diamond matrices and 6-21 GPa for SiC matrices.

Słowa kluczowe

PL

nanokompozyty; mikrostruktura; infiltracja; wysokie ciśnienie

EN

nanocomposites; microstructure; infiltration; high pressure

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 7, nr 2
• Strony: 61--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Świderska-Środa A.

autor

Gierlotka S.

autor

Grzanka E.

autor

Kalisz G.

autor

Stelmakh S.

autor

Pałosz B. F.

autor

Ekimov E.

autor

Herlin-Boime N.

• Insatytut Wysokich Ciśnień PAN, ul. Sokołowska 29/37, 01-142 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Gierlotka S., Palosz B.F., Świderska-Środa A., Grzanka E., Kalisz G., Fietkiewicz K., Stelmakh S., Lathe Ch., Synthesis of metal-ceramic nanocomposites by high-pressure infiltration, Solid State Phenomena 2005, 101-102, 157-164.
• [2] Świderska-Środa A., Kalisz G., Grzanka E., Gierlotka S., Stelmakh S., Herlin-Boime N., Palosz B.F., SiC-Zn nanocomposites obtained using high-pressure infiltration technique, Solid State Phenomena 2006, 114, 257-262.
• [3] Garcia-Cordovilla C, Louis E., Narciso J., Pressure intiltration of packed ceramic particulates by liquid metals, Acta Mater. 1999, 47, 18, 4461-4479.
• [4] Long S., Beffort O., Cayron C, Bonjour C, Microstructure and mechanical properties of high volume fraction SiC particle reinforced AlCu4MgAg squeeze casting, Mater. Sci. Eng. 1999, A269, 175-185.
• [5] Kevorkijan V., Smolar T., Jelen M, Preform infiltrated silicon carbide particulate-reinforced aluminum (Al/SiC) metal matrix composites, American Ceramic Society Bulletin 2003, July, 9205.