Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigations of the Rock - Polymer Composites as a Gasket for HPHT Apparatus

Ormaniec A., Benko E., Klimczyk P., Gorczynska-Zawislan W.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2005

|

Vol. 13, no. 5 (53)

79--81

EN

In the HPHT apparatus, pressure is generated using gaskets, which are made from soft minerals, such as lithographic stone, catlinite or pyrophyllite. Polish metamorphic rocks (metamorphic schist, amphibolite) were used as solid pressure transmitting media. The rock-resin composites were pressed into pellets of 15 mm in diameter. The sintered materials were thermally treated at 120°C. SEM observations have showed that the rock-resin composite structure was compact, and that the binding phase (resin) was uniformly distributed between the rock s grains. Mechanical tests confirmed the high mechanical properties of the prepared composite materials. The composites investigated are very good raw materials for producing ceramic gaskets to generate high pressure in the HPHT apparatus.

PL

W aparatach typu HPHT ciśnienie generowane jest przy użyciu uszczelek, które wykonywane są z miękkich minerałów, takich jak litogracki kamień, katlinit czy pyrophillit. W przeprowadzonej analizie badawczej, jako media przenoszące ciśnienie zostały użyte uszczelki, wykonane z polskich skał metamorficznych - łupka i amfibolitu. Kompozyty skalno-polimerowe wytwarzane były pod ciśnieniem w postaci pastylek o średnicy 15 mm. Spiekanie materiału przebiegało w temperaturze 120°C. Obserwacja SEM pokazała, że uzyskana struktura kompozytów skalno-polimerowych jest zwięzła, a lepiszcze (żywica) jest jednolicie rozmieszczona między skalnymi ziarnami. Testy mechaniczne potwierdziły wysokie właściwości wytrzymałościowe wytworzonych kompozytów. Zbadane kompozyty są bardzo dobrymi surowcami do produkcji uszczelek ceramicznych stosowanych w aparatach HPHT przeznaczonych do generowania wysokich ciśnień.

2

Kompozyty z regularnego azotku boru.

Benko E., Stolarz S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2000

|

R. 45, nr 3

193-197

PL

Przedstawiono krytyczną analizę zjawisk chemicznych towarzyszących spiekaniu regularnego azotku boru z udziałem domieszek modyfikujących, takich jak metale lub ich wodorki. Przedstawiono dodatkowo badania wpływu tych zjawisk na skład fazowy, morfologie i właściwości wytrzymałościowe otrzymanych kompozytów materiałów supertwardych.

EN

In the work critical analysis of the chemical phenomena taking place during sintering of cubic BN with modifying admixtures, such as metals, metal alloys and hybrides has been undertaken. Additionally studies of the influence of these phenomena on the phase composition, morphology as well as mechanical properties of the superhard materials obtained have been carried out. Studies of the cBN-metal contact layer, presented in the work, have been performed using modern techniques (TEM, SEM), in cooperation with the scientists of University of Mining and Metallurgy in Cracow. Of all materials studied composites containing titanium binding phase show the best mechanical properties. Therefore it can be concluded that in the preparation of cBN composites titanium is the best modifying admixture.

3

Reakcje regularnego azotku boru z wybranymi metalami : aspekty termodynamiczne strukturalne, morfologiczne i praktyczne.

Benko E.

Prace Instytutu Obróbki Skrawaniem. Zeszyty Naukowe

|

1998

|

nr 79

139-139

PL

W pracy dokonano obliczeń składów równowagowych układów BN-metal, wykorzystując algorytm VCS. Obliczenia te wykonano dla układów: BN-Ti, BN-Zr, BN-Hf, Bn-V, BN-Nb, BN-Ta, BN-Cr, BN-Mo, Bn-Al, BN-TiH2 dla stosunków molowych BN-metal równych 1 : 1, 2 : 1 i w niektórych przypadkach 9 : 1, w bardzo szerokim przedziale ciśnień, i temperatur (1.3źE-3 ÷ 1źE+07 Pa, 27 ÷ 2427°C). Z przeprowadzonych obliczeń równowag wynika, że wyżej wymienione metale reagują z azotkiem boru, tworząc borki lub mieszaninę borków i azotków metali. Ilość i skład tworzących się faz uzależnione są od ciśnienia, temperatury i stosunków molowych BN i metalu. W celu sprawdzenia zgodności obliczeń teoretycznych składów równowagowych badanych układów z danymi doświadczalnymi wykonano spieki azotku boru z wymienionymi metalami w zmiennnych parametrach spiekania (temperatura, ciśnienie). Eksperymenty potwierdziły zgodność obliczeń teoretycznych z danymi doświadczalnymi w zakresie ilości i składu tworzących się faz. W pracy przeprowadzono pomiary kąta zwilżania BN metalami, jak Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Al i AlTi10. Ze względu na wysoką temperaturę topnienia metali od IV do VI grupy układu okresowego pierwiastków zwilżalność badaną metodami pośrednimi, stosując tzw. rozpuszczalniki (Ag, Au), które z tymi metalami tworzą niskotemperaturowe eutektyki. Metale IV grupy układu okresowego można uszergować wg wzrastającej zwilżalności do BN następująco: Hf > Zr > Ti, natomiast metale V grupy tworzą szereg następujący: Ta > Nb > V. W tym samym kierunku w badanych układach zmienia się praca adhezy. Przeprowadzone badania próbek po pomiarach zwilżalności wskazały na zachodzące reakcje chemiczne na granicy BN-metal. Układy BN-Ti i BN-TiH2 przebadano, stosując różne metody. Badania te wykazały, że niezależnie od formy wprowadzenia Ti do spieku w efekcie końcowym tworzą się te same fazy (borki i azotki Ti). Pomiar twardości oraz określenie modułu Younga wykazały, że kompozyty azotku boru z metalami o największej reaktywności w stosunku do BN osiągają wysokie wartości twardości i modułu Younga. Spośród badanych materiałów najwyższymi wartościami twardości i modułu Younga charakteryzują się kompozyty z tytanową fazą wiążącą. Najlepsze parametry materiałowe uzyskane w przypadku zastosowania tytanu jako fazy wiążącej wskazują, że tytan jest najlepszym dodatkiem modyfikującym cBN.

EN

In above study equlilibrium composition in the systems BN-metal have been calculated using the VCS algorithm. Calculations have been carried out for the following systems: BN-Ti, BN-Zr, BN-Hf, BN-V, BN-Nb, BN-Ta, BN-Cr, BN-Mo, BN-Al, and BN-TiH2 for the BN : metal molar ratios equal to 1 : 1, 2 : 1 and in several cases 9 : 1 in the wide ranges of pressure and temperature (1.3źE-3 ÷ 1źE+07 Pa, 27 ÷ 2427°C). From the calculations it can be concluded that the metals studied react with boron nitride forming borides or mixtures of borides and nitrides. The number and compositions of formed phaces strongly depends on pressure, temperature and BN-metal molar ratios. In order to verify the theoretical calculations the equilibrium compositions in the investigated systems with experimental data, BN has been sintered with the above mentioned metals under various experimental conditions (temperature, pressure). Experimental investigations showed good agreement with theoretical studies as far as the amount and compositions of the resulting phases are concerned. Additionally the measurements of contact angles between BN and metals, such as Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, A1 and AlTi10 alloy have been carried out. Because of high melting points of metals of IV-VI groups of the Periodic Table, wettability studies have been conducted using an indirect method by applying the socalled solvents method (Ag, Au), which from low temperature eutectics with the above mentioned metals. Among metals of the group IV of the Periodic Table, wettability towards BN decreases in the following order: Hf > Zr > Ti whereas among the metals of the group V this order is as follows: Ta > Nb > V. In the same order the adhesion work changes in the systems studied. Investigations of samples after wettability studies have shown that chemical reactions at the interfaces BN-metal take place. BN-Ti and Bn-TiH2 systems have been studied by various methods too. These studies have shown that independent of the form of Ti introduct into the sinter (Ti or TiH2) finally the same phases are formed (Ti borides and nitrides). Hardness measurements and Young`s modulus determinations have shown that the composites of boron nitred with metals exhibiting the highest reactivity towards BN reach high hardness and Young`s modulus values. Among these materials the composites with the titanium bonding phase show the highest hardness and Young modulus values. The best material prameters obtained when Ti have been used as the binding phase indicated that titanium is the best cBN modyfying additive.