Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of the Interface of Carbon Nanotube-Reinforced Aluminum Matrix Composites on the Mechanical Properties – a Review

Li Rong, Pan Zhilin, Zeng Qi, Xiaoli Ye

Archives of Foundry Engineering

|

2022

|

Vol. 22, iss. 1

23--36

EN

Carbon nanotubes (CNTs) are a good reinforcement for metal matrix composite materials; they can significantly improve the mechanical, wear-resistant, and heat-resistant properties of the materials. Due to the differences in the atomic structure and surface energy between CNTs and aluminum-based materials, the bonding interface effect that occurs when nanoscale CNTs are added to the aluminum alloy system as a reinforcement becomes more pronounced, and the bonding interface is important for the material mechanical performance. Firstly, a comparative analysis of the interface connection methods of four CNT-reinforced aluminum matrix composites is provided, and the combination mechanisms of various interface connection methods are explained. Secondly, the influence of several factors, including the preparation method and process as well as the state of the material, on the material bonding interface during the composite preparation process is analyzed. Furthermore, it is explained how the state of the bonding interface can be optimized by adopting appropriate technical and technological means. Through the study of the interface of CNT-reinforced aluminum-based composite materials, the influence of the interface on the overall performance of the composite material is determined, which provides directions and ideas for the preparation of future high-performance CNT-reinforced aluminum-based composite materials.

2

The Effect of Adding Iron Powder From Plasma Cutting on the Microstructure, Mechanical Properties of the Composite Based on Aluminum Powder Matrix Made Using Powder Metallurgy

Wędrychowicz M., Bydałek A. W., Migas P., Skrzekut T., Noga P., Madej P., Kałasznikow A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 1

273--279

EN

The paper presents the results of research on the effect of added iron powder from plasma cutting on the mechanical properties and structure of a composite rod based on aluminum powder. The iron powder came from plasma cutting of steel elements and was handed over by the enterprise “AK Anatol” from Żary. One of the ways to dispose of it is to use it as a filler in aluminum composite rods. Research shows that Fe can be distributed in aluminum evenly, and increase in mechanical properties is achieved at the expense of only a slight increase in density. The proposed system does not reduce the amount of waste produced by plasma cutting but finds a use for some of it. The sintering point of the powder required a strongly reducing atmosphere (Po2 < 10-50 atm) which seems virtually unachievable under laboratory conditions. The reinforcing mechanism is related to the fragmentation of the matrix aggregate particles and the uniform distribution of Fe particles in the aluminum matrix.

3

The influence of SiC particle size on mechanical properties of aluminium matrix composites

Wąsik A., Leszczyńska-Madej B., Madej M.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 43, no. 1

41--49

EN

The main aim of this study was to determine the influence of SiC particle size on the mechanical properties of aluminum matrix composites. The reinforcing phase was introduced into the aluminum matrix in two different particle sizes: a coarse fraction with particle size ranging from 40 to 60 μm, and a fine fraction with particle size of less than 2 μm. The SiC particles were added in various quantities equal to 2.5, 5, 7.5, and 10 wt% in order to determine the influence of different contents of the reinforcing phase on the density, hardness, and compressive strength of the obtained composite materials. By using scanning electron microscopy (SEM), the microstructure observations were performed and allowed for defining the influence of matrix/reinforcement particle size ratio (PSR) on the distribution of reinforcement particles in the matrix. The Al-SiC composites were prepared through the conventional powder metallurgy technique, including compaction under a pressure of 300 MPa and a sintering process in a nitrogen atmosphere at 600°C. Applying the reinforcing phase with the particle size (40–60 μm) similar to matrix (<63 μm) allowed us to obtain a more-uniform distribution of SiC particles in the matrix than after introducing the fine fraction of reinforcement (2 μm). The mechanical properties of the Al-SiC composites increased with increases in the weight fraction of the reinforcing phase, wherein this effect is more visible for composites reinforced with SiC particles of finer gradation.

PL

Celem badań było określenie wpływu wielkości cząstek fazy umacniającej SiC na właściwości mechaniczne kompozytów na osnowie aluminium. Do aluminiowej osnowy wprowadzono fazę SiC o różnej wielkości cząstek, tworzących tzw. frakcję drobną (2 μm) oraz grubą (40–60 μm). Celem zbadania wpływu zawartości cząstek węglika krzemu w osnowie na gęstość, twardość oraz wytrzymałość na ściskanie otrzymanych kompozytów udział wagowy cząstek SiC określono odpowiednio na poziomie: 2,5; 5; 7,5 oraz 10% wag. Przeprowadzono również obserwacje mikrostrukturalne przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), które pozwoliły na określenie wpływu stosunku wielkości cząstek materiału osnowy oraz fazy umacniającej na rozkład cząstek SiC w aluminiowej osnowie. Materiał został wytworzony metodą konwencjonalnej metalurgii proszków, obejmującą proces prasowania pod ciśnieniem 300 MPa oraz spiekania w atmosferze azotu w temperaturze 600°C. Zastosowanie cząstek fazy umacniającej o wielkości (40–60 μm) zbliżonej do rozmiaru cząstek materiału osnowy (<63 μm) pozwoliło uzyskać bardziej równomierny rozkład cząstek fazy umacniającej SiC w osnowie niż w przypadku wprowadzenia cząstek SiC o drobnej frakcji (poniżej 2 μm). Właściwości mechaniczne kompozytów Al-SiC wzrosły wraz ze wzrostem udziału wagowego fazy umacniającej, przy czym efekt ten jest bardziej widoczny w przypadku umocnienia cząstkami SiC o mniejszej gradacji.

4

O tłumieniu drgań w materiałach kompozytowych

Pietrzak K., Klasik A., Makowska K., Sobczak J. J., Wojciechowski A., Rudnik D.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2012

|

T. 52, z. 4

53-96

PL

Opracowanie dotyczy zdolności do tłumienia drgań kompozytów o osnowie stopu aluminium A359 zbrojonych 10%, 20% i 30% cząsteczek SiCp poddanych wielokrotnemu przetopowi. Celem badań było wykazanie, że recykling symulowany wielokrotnym przetopem nie zmienia istotnie charakterystyk tłumiących badanych materiałów. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że specyfika powierzchni międzyfazowej SiCp/ osnowa kompozytu stanowi główny czynnik wpływający na charakterystyki tłumiące kompozytów. Jednocześnie należy podkreślić, że właściwości powierzchni międzyfazowej SiCp/ osnowa kompozytu zależą od metody wytwarzania. Otrzymane wyniki potwierdzają potencjalne możliwości wprowadzenia do praktycznych rozwiązań przemysłowych recyklingu realizowanego prostą i ekonomicznie efektywną metodą wielokrotnego przetapiania. Należy jednak skupić wysiłki na minimalizacji porowatości gazowo-skurczowej podczas kolejnych procesów odlewania, aby nie dopuścić do pogorszenia charakterystyk mechanicznych.

EN

The study adresses the problem of the damping capacity of metal matrix composites based on A359 alloy reinforced with 10%, 20% and 30% SiCp, subjected to multiple remelting. The aim of the research was to prove that the recycling process simulated by multiple remelting does not significantly change the damping characteristics of the investigated materials. Based on the results obtained it was possible to ascertain that the specific character of the SiCp/ metal matrix interface is the main feature affecting the damping capacity of these materials. At the same time, it should be stressed that the properties of the SiCp/ metal matrix interface depend greatly on the manufacturing method. Strong bond produced between the reinforcing phase and composite matrix guarantees optimum mechanical characteristics at the expense of reduced damping capacity. The results confirm the potential possibilities of introducing to industrial practice the solution offered by the recycling process, which is a simple and economically effective method carried out by multiple remelting. However, efforts should focus on minimization of gas-shrinkage porosity during the successive casting operations to avoid the deterioration of mechanical characteristics.

5

Mechanizmy dekohezji występujące podczas skrawania aluminiowych materiałów kompozytowych wzmacnianych ceramicznymi włóknami AL2O3 typu saffil

Cichosz P., Karolczak P.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2006

|

z. 66 [227]

39-45

PL

W pracy opisano aluminiowe materiały kompozytowe wzmacniane ceramicznymi włóknami Al203 typu saffil. Przedstawiono eksperyment, w którym wykorzystano urządzenie do wybuchowego przerywania procesu skrawania w toczeniu. Określono mechanizmy dekohezji występujące podczas skrawania aluminiowych materiałów kompozytowych.

EN

In this paper the aIuminum matrix composites reinforced with ceramic fibre Al2O3 type safil were described. For example of orthogonal turning were defined mechanisms of decohesion, that occur during cutting aluminum matrix composites. It was featured the experiment in that the equipment to explosion breaking of the cutting process was used. Results of research were presented.