Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Alumina/graphene composite in friction and wear tests. Part 2

Wojteczko A., Wiązania G., Michalska K., Łuszcz M., Wojteczko K., Rutkowski P., Ziąbka M., Kot M., Pędzich Z.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 4

245--248

EN

The presented work is a continuation of tribological research on alumina/graphene composites. In our previous publication the results of wear tests on the above mentioned composite at room temperature, but also at temperatures of 150, 300 and 500°C were presented. The studies showed that this composite is promising in relation to pure alumina at ambient temperature and 150°C. In order to determine more precisely the temperatures at which the tested material can work, abrasion tests were carried out at two additional temperatures, 80 and 200°C, and the results are presented in the following paper. Noticeable plastic deformation and wear greater than at room temperature was detected already at 80°C but it was still significantly lower than at 150°C when the composite wore significantly less than pure alumina. The test carried out in 200°C gave results similar to those for 300°C, which indicates significant degradation of the material at this temperature.

PL

Prezentowana praca jest kontynuacją badań tribologicznych nad kompozytem tlenek glinu/grafen. W naszej poprzedniej publikacji prezentowano wyniki badań ścieralności dla wspomnianego kompozytu w temperaturze pokojowej, ale również temperaturach 150, 300 oraz 500°C. Badania wykazały, że kompozyt ten jest obiecujący w odniesieniu do czystego korundu w temperaturze otoczenia oraz 150°C. W celu dokładniejszego wyznaczenia temperatur, w których może pracować badany materiał, przeprowadzono próby ścieralności w dwóch dodatkowych temperaturach, 80 oraz 200°C, i wyniki przedstawiono w niniejszej publikacji. Już temperatura 80°C prowadziła do wyraźnej deformacji plastycznej i zużycia większego niż w temperaturze pokojowej, ale wciąż było wyraźnie niższe niż to w 150°C, dla których kompozyt zużywał się mniej niż czysty tlenek glinu. Natomiast test przeprowadzony w temperaturze 200°C dał wyniki zbliżone do tych dla 300°C, co świadczy o wyraźnej degradacji materiału w tej temperaturze.

2

Alumina/graphene composite in friction and wear tests at elevated temperatures

Wojteczko A., Wiązania G., Michalska K., Łuszcz M., Wojteczko K., Rutkowski P., Ziąbka M., Kot M., Pędzich Z.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 3

162--166

EN

Alumina materials are of great interest due to their high wear resistance, resistance to corrosion, high strength and low friction. However, studies show that a graphene addition can significantly reduce wear and friction. Even a small addition of platelets results in noticeable changes in the material properties. The presented work describes the results of the ball-on-disc test conducted on two friction pairs: alumina-alumina and alumina/graphene composite - alumina. The tests were conducted at four temperatures: 20, 150, 300 and 500°C in air. Surface profile geometry measurements after the test were used to determine the wear rate. Observation of the surface microstructure after friction was carried out using a scanning electron microscope. The tests showed improvement in the wear resistance and a decrease in the friction coefficient of the composite tested at room temperature compared to pure alumina, while the use of elevated temperatures adversely affected the composite.

PL

Materiały z tlenku glinu cieszą się dużym zainteresowaniem ze względu na wysoką odporność na zużycie, odporność na korozję, wysoką wytrzymałość i niewielkie tarcie. Badania pokazują jednak, że dodatek grafenu może znacznie zmniejszyć zużycie i tarcie. Nawet niewielki dodatek płytek powoduje zauważalne zmiany właściwości. W pracy przedstawiono wyniki badań w teście Ball-on-Disc przeprowadzonych na dwóch parach ciernych: tlenek glinu-tlenek glinu oraz kompozycie tlenek glinu/grafen- tlenek glinu. Badania przeprowadzono w czterech temperaturach: 20, 150, 300 i 500°C w powietrzu. Pomiary geometrii profili powierzchni po próbach wykorzystano do wyznaczenia wskaźnika zużycia. Obserwację mikrostrukturalną zużytych powierzchni prowadzono za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Badania wykazały poprawę odporności na zużycie i zmniejszenie współczynnika tarcia kompozytu badanego w temperaturze pokojowej w porównaniu z czystym tlenkiem glinu, natomiast zastosowanie podwyższonych temperatur miało negatywny wpływ na kompozyt.

3

Microporous sialon material with low thermal conductivity

Wierzba W., Wojteczko K., Putyra P., Bućko M. M., Jaworska L., Pędzich Z.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 2

78--83

EN

The self-propagating high temperature synthesis, SHS, was used to prepare the sialon material starting from a mixture of Al, Si, Al2O3 and SiO2 powders. The synthesis conducted in gaseous nitrogen gave as a result the powders composed mainly of Si4Al4O4N4 and γ-AlON. These powders were consolidated by Spark Plasma Synthesis (SPS). As a result, the samples densified to a level of about 90% of theoretical density were obtained. SEM analysis revealed that samples microstructures contained a set of small pores in the range of single micrometers. The measurements of thermal conductivity with the LFA method proved that some of the samples had very small thermal conductivity which was combined with an absence of open porosity and a relatively high level of bending strength. Such a combination of properties is especially favorable for refractory applications because of very good chemical stability and wear resistance of sialons, which were reported in many papers.

PL

Metoda samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej (SHS) została wykorzystana do przygotowania materiału sialonowego z mieszaniny proszków metalicznych glinu (Al) i krzemu (Si) oraz korundu (α-Al2O3) i krzemionki (SiO2). Synteza przeprowadzona w atmosferze azotu zaowocowała wytworzeniem proszków składających się głównie z faz Si4Al4O4N4 i γ-AlON. Proszki te zostały spieczone z wykorzystaniem metody iskrowej (SPS). W rezultacie tego procesu otrzymano próbki o gęstości około 90% gęstości teoretycznej. Obserwacje wykonane za pomocą SEM ujawniły, że mikrostruktura tych próbek zawiera zbiór porów zamkniętych w zakresie pojedynczych mikrometrów, zawierających się w dość wąskim przedziale średnic. Pomiary przewodnictwa cieplnego za pomocą metody LFA udowodniły, że niektóre z otrzymanych materiałów mają bardzo niskie przewodnictwo cieplne, mikrostrukturę zawierającą praktycznie wyłącznie porowatość zamkniętą i relatywnie wysoką wytrzymałość mechaniczną. Taka kombinacja cech jest szczególnie korzystna dla wybranych zastosowań ogniotrwałych, ponieważ sialony, co wykazano w szeregu dotychczasowych prac, mają ponadto doskonałą odporność chemiczną i odporność na zużycie czynnikami mechanicznymi.

4

Estimation of lifetime of zirconia and zirconia-alumina composites using constant stress rate data

Wojteczko A., Lach R., Wojteczko K., Pędzich Z.

Composites Theory and Practice

|

2017

|

R. 17, nr 1

14--18

EN

Ceramic failure, at stresses lower than those when KIc is reached, might be an effect of subcritical crack propagation. It occurs when the material is in service in the presence of water (even water vapour) for a long time. If this phenomenon leads to limiting its useful life, it is important to predict the lifetime of a ceramic component under specific conditions. Dynamic tests are suitable to determine subcritical crack growth parameters. Calculations are made to determine material behaviour under static loading on the basis of strength data. The paper presents the results for zirconia-alumina composites with 5, 15 and 50 vol.% inclusions to compare materials with different types of microstructures. Pure zirconia sintered bodies were used as the reference material.

PL

Zniszczenie materiałów ceramicznych, przy obciążeniach niższych niż te, gdy osiągane jest KIc, może być efektem pękania podkrytycznego. Ma to miejsce, gdy materiał używany jest w obecności wody (również w postaci pary wodnej) przez długi czas. Jeśli to zjawisko prowadzi do ograniczenia czasu użytkowania, istotne jest, aby przewidzieć czas przeżycia elementu ceramicznego działającego w danych warunkach. Odpowiednie do wyznaczania parametrów pękania podkrytycznego są testy dynamiczne. Obliczenia wykonywane są w celu przewidzenia zachowania materiału pod stałymi obciążeniami na podstawie wyników wytrzymałości. Praca przedstawia wyniki dla kompozytów tlenek cyrkonu-tlenek glinu z 5, 15 oraz 50 obj.% wtrąceń w celu porównania materiałów o różnych typach mikrostruktur. Spieki z czystego dwutlenku cyrkonu zostały zbadane jako materiał odniesienia.