Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The possibility of producing graded Al2O3-Mo, Al2O3-Cu, Al2O3-W composites using CSC method

Wachowski M., Kaszuwara W., Miazga A., Konopka K., Zygmuntowicz Justyna

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2019

|

Vol. 67, nr 2

179--184

EN

The subject of the study was the production and characterization of three ceramic-metal graded composites, which differed in addition of the metallic phase. The following composites systems were investigated: Al2O3-Mo, Al2O3-Cu, Al2O3-W. Composites were produced by centrifugal slip casting method. This technique combines the classic casting of the slurry into porous molds with the action of centrifugal force. As a result, sleeve-shaped shapes with a metallic phase gradient were obtained. X-ray phase analysis have not revealed new phases in the produced composites. The type of metallic phase and its distribution in the ceramic matrix influenced the hardness of the produced composites.

2

Al2O3-Mo functionally graded material obtained via centrifugal slip casting

Zygmuntowicz J., Baczyńska A., Miazga A., Kaszuwara W., Konopka K.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 2

73--77

EN

Al2O3-Mo functionally graded material (FGMs) was fabricated successfully by a centrifugal slip casting method. An aqueous ceramic slurry containing 50 vol.% of the solid phase and including 10 vol.% of the molybdenum particles was made. Consolidation was performed by using a centrifugal slip casting process at 3000 rpm for 1.5 h. The morphology and chemical composition of the produced composite were analysed using a scanning electron microscope equipped with an EDS detector. Moreover, the X-ray diffraction was made. The microstructural observation and the stereological analysis confirmed that the molybdenum particles are distributed in the material in a gradient way.

PL

Funkcjonalny materiał gradientowy z układu Al2O3-Mo zostały wytworzony metodą odlewania odśrodkowego mas lejnych. Wodną zawiesinę o zawartość fazy stałej 50% obj. przygotowano na bazie tlenku glinu i proszku molibdenu (10% obj.). Próbki formowano metodą odlewania odśrodkowego; parametry procesu były następujące: v - 3000 obr./min, czas - 1,5 godz. Charakterystyka mikrostruktury oraz składu chemicznego wytworzonego kompozytu została wykonana przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego z detektorem EDS. Przeprowadzono analizę fazową (XRD) kompozytu. Obserwacje mikrostruktury oraz analiza stereologiczna potwierdziły gradientowe rozmieszczenie cząstek molibdenu w wytworzonym kompozycie.

3

Surface layer structure of Al2O3-Ni graded composites depending on gypsum mold porosity

Zygmuntowicz J., Miazga A., Konopka K., Kaszuwara W.

Composites Theory and Practice

|

2017

|

R. 17, nr 1

37--40

EN

The paper presents the influence of gypsum mold porosity as one of the process parameters allowing change in the gradient microstructure of composites obtained by centrifugal slip casting (CSC). This method combines the effects of slip casting and centrifugation. Composites made by centrifugal slip casting have the shape of hollow cylinders. Three types of gypsum molds with different porosity were used in the experiment. Alumina matrix graded composites with nickel particles were investigated. Slurries with a 45 vol.% solid content were consolidated using centrifugation at 1700 rpm. The composite properties were characterized using X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Selected physical properties of the sintered specimens were measured by the Archimedes method. Applying a reductive atmosphere (H2/N2) during sintering averted the formation of NiAl2O4. The research showed that the use of different gypsum molds has an influence on the microstructure of Al2O3-Ni composites. The presented results revealed that with an increase in gypsum mold porosity, the width of the zone with nickel particles in the composites increases. It was found that the maximum width of the zone with the metal particles was obtained by the composites produced using the gypsum mold with the highest porosity.

PL

Przedstawiono wpływ porowatości formy gipsowej jako jeden z parametrów procesu umożliwiający zmianę mikrostruktury gradientowej kompozytów otrzymanych w wyniku odlewania odśrodkowego mas lejnych. Metoda ta łączy w sobie odlewanie mas lejnych z działaniem siły odśrodkowej. Kompozyty wytwarzane metodą odlewania odśrodkowego mas lejnych charakteryzują się cylindrycznym kształtem. W eksperymencie do wytworzenia kompozytów zastosowano trzy rodzaje form gipsowych, różniące się między sobą porowatością. Zostały zbadane kompozyty o osnowie Al2O3 z cząstkami Ni. Zawiesiny o zawartości 45% obj. fazy stałej zostały skonsolidowane w procesie odlewania odśrodkowego przy prędkości 1700 obrotów na minutę. Kompozyty scharakteryzowano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej oraz skaningowego mikroskopu elektronowego. Wybrane właściwości fizyczne spieków zostały wyznaczone za pomocą metody Archimedesa. Zastosowanie atmosfery redukującej (H2/N2) podczas procesu spiekania prowadzi do uniknięcia pojawienia się fazy NiAl2O4. Badania wykazały, że zastosowanie różnych form gipsowych ma wpływ na mikrostrukturę kompozytów Al2O3-Ni, a w szczególności na grubość warstwy wierzchniej. Przedstawione wyniki wskazują, że wraz ze wzrostem porowatości formy gipsowej zwiększa się szerokość strefy zawierającej cząstki niklu w kompozytach. Stwierdzono, że kompozyt charakteryzujący się maksymalną szerokość strefy zawierającej cząstki metalu wytworzono przy użyciu formy gipsowej o najwyższej porowatości.

4

Formowanie kompozytów gradientowych z układu ceramika-metal metodą odlewania odśrodkowego

Zygmuntowicz J., Miazga A., Konopka K., Kaszuwara W.

Szkło i Ceramika

|

2016

|

R. 67, nr 5

13--17

PL

Zapotrzebowanie na nowe materiały kompozytowe nieustanie się zwiększa. Rosną również oczekiwania odnośnie jakości nowych kompozytów oraz metod ich wytwarzania. Aktualnie kierunki rozwoju w zakresie wytwarzania materiałów kompozytowych koncentrują się na poprawie właściwości oraz opracowaniu nowych metod pozwalających wytwarzać kompozyty gradientowe. Głównym problemem stawianym przed inżynierami podczas projektowania kompozytów gradientowych jest kontrolowanie rozmieszczenia cząstek wzdłuż wybranego kierunku. Jedną z metod pozwalających uzyskać kompozyt gradientowy z układu ceramika-metal jest odlewanie odśrodkowe mas lejnych (ang. centrifugal slip casting). Metoda ta łączy w sobie klasyczne odlewanie z gęstwy z działaniem siły odśrodkowej. Pozwala na wytworzenie gotowego wyrobu w kształcie tulei. Wytworzone kompozyty charakteryzują się gradientową budową. Prace prowadzone były dla układu Al2O3-Ni. Na ich przekroju można dostrzec trzy strefy różniące się rozmieszczeniem cząstek niklu.

EN

Demands for new composite materials are continuously increasing, as well as quality requirements for the new composites and methods of their preparation. Currently, directions of development in the production of composite materials focus on improving the properties and inventing of new methods to produce graded composites. The main problem for the engineers designing functionally gradient composites, is to control distribution of the particles along the gradient direction. One of the method to obtain FGM ceramicmetal composite is the centrifugal slip casting. This method combines the classical slip casting with the centrifugal force. It allows the production of finished products in the shape of a hollow cylinder. This investigation was carried out for the Al2O3-Ni system. The resulting composites are characterized by microstructure with the gradient concentration of nickel particles, which has a three-zone microstructure.

5

Processing and characterization of ceramic–metal composites obtained by centrifugal slip casting

Zygmuntowicz J., Miazga A., Kaszuwara W., Nowacki R., Konopka K.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 5

240--244

EN

Hollow shaped cylinders have been prepared from alumina–nickel composites with a gradient distribution of Ni by centrifugal slip casting method from water based slurries containing Al2O3 and Ni powders, and sintered at 1400°C in reducing N2/H2 atmosphere. No new phases like nickel aluminate spinel were revealed by X-ray diffraction in the Al2O3–Ni graded composites. Scanning electron microscopy (SEM) observations showed the presence of gradient distribution of Ni particles within the cross-section of the samples. Hardness tests confirmed that the nickel particles are distributed in the composite in a gradient way.

PL

Celem pracy było wytworzenie metodą odlewania odśrodkowego mas lejnych kompozytów Al2O3–Ni z gradientem cząstek metalicznych. Scharakteryzowano mikrostrukturę oraz wybrane właściwości uzyskanych materiałów. Przeprowadzono badania twardości wytworzonych kompozytów. Badanie mikrostruktury próbek po obciążeniu pozwoliło na określenie przebiegu drogi oraz mechanizmu pękania. W celach porównawczych badania twardości zostały wykonane także dla próbek jednorodnych z Al2O3.

6

Forming graded microstructure of Al2O3-Ni composite by centrifugal slip casting

Zygmuntowicz J., Miazga A., Konopka K., Kaszuwara W., Szafran M.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 1

44--47

EN

The aim of this study is to examine the possibility of fabricating ceramic-metal composites with a gradient concentration of metal particles from the Al2O3-Ni system. As the method of composite fabrication, centrifugal slip casting (CSC) was chosen. This method is a technique for powder processing, that combines the effects of slip casting and centrifugal casting. In this work one variant of the centrifugal casting method was used. The horizontal rotation axis was applied. Aqueous based slurries (with 50 vol.% content of solid phase) consisting of alumina and nickel powder (10 vol.%) were tested. The macroscopic as well SEM observations confirmed the gradient concentration of nickel particles in the composites.

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie możliwości wytwarzania kompozytów ceramiczno-metalowych z gradientem stężenia cząstek metalu z układu Al2O3-Ni. Jako metodę wytwarzania kompozytów wybrano odlewanie odśrodkowe mas lejnych (CSC). Metoda ta jest techniką przetwarzania proszku, która łączy w sobie metody: odlewania z gęstwy oraz odlewanie odśrodkowe. W pracy zastosowano metodę odlewania odśrodkowego w układzie z poziomą osią obrotu. Wodną zawiesinę o zawartość fazy stałej 50% obj. przygotowano na bazie tlenku glinu i proszku niklu (10% obj.) Makroskopowe oraz mikroskopowe obserwacje potwierdziły uzyskanie materiału z gradientem stężenia cząstek niklu.