Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie metody odlewania z mas lejnych do formowania elementów z węglika krzemu

Gizowska M., Perkowski K., Kobus I., Zalewska M., Konopka G., Witosławska I., Osuchowski M.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2016

|

R. 9, nr 24

21--34

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem elementów z węglika krzemu metodą odlewania z mas lejnych w porowatych formach gipsowych. Do badań wybrano dwa rodzaje proszków SiC różniące się aktywatorami spiekania. Pierwszy z nich zawierał dodatek tlenku glinu i tlenku itru, a drugi dodatki nietlenkowe – bor i węgiel. Oba rodzaje proszków, mimo różniącego się składu, miały zbliżoną morfologię oraz przebieg zmienności potencjału zeta w funkcji pH. Badano właściwości reologiczne zawiesin o stężeniu fazy stałej 40, 45 i 50%obj. Dla spieków wyznaczono wybrane właściwości fizyczne (gęstość, porowatość) oraz mechaniczne (wytrzymałość na zginanie, twardość). Na podstawie badań stwierdzono, że próbki otrzymane z węglika krzemu z dodatkami tlenkowymi po spiekaniu mają gęstość względną ok. 92% i zachowują porowatość otwartą na poziomie ok. 6%. Ich wytrzymałość na zginanie nie przekracza 210 MPa, natomiast twardość mieści się w zakresie HV = 17,2–18,5 GPa. Ceramika węglikowa spiekana w obecności aktywatorów nietlenkowych charakteryzuje się lepszymi parametrami. Takie materiały w wyniku spiekania zagęszczają się powyżej 97% gęstości względnej, przy znikomej porowatości otwartej. Twardość tak otrzymanych materiałów, mieszcząca się w zakresie HV = 20,0–25,2 GPa, jest zbliżona do wartości wyznaczonych przez inne zespoły badawcze (ok. 26 GPa [1]).

EN

In the work results considering obtaining silicon carbide elements made from ceramic slurries by casting in plaster molds were presented. In the researches two kinds of silicone carbide powders differing with sintering activators were used. First one included alumina and yttrium oxide and the second one had additive of non-oxides component such as boron and carbon. Nevertheless different composition, powders have a similar morphology and zeta potential values in the pH function. To prepare ceramic slurries polyacrylic dispersing agents were used. The rheological properties were tested for slurries of volume concentration of powder as follow 40, 45, 50%. For sintered samples physical parameters (density, porosity) and mechanical parameters (flexural strength, hardness) were determined. Basing on the results of the following, obtained ceramics samples made from silicon carbide with oxides additives after sintering showed average relative density around 92%, open porosity approx. 6%, flexural strength was not higher than 210 MPa and hardness HV in the range of 17,2–18,5 GPa. Better parameters were noticed for silicon carbide ceramics obtained from slurries with non-oxides additives. Sintered samples showed better.

2

Wpływ deflokulantów na właściwości mas lejnych do otrzymywania proppantów ceramicznych

Zarzycka D., Wiśniewski P., Szymańska J., Mizera J.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 1

56--60

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie właściwości mieszanek służących do otrzymywania materiałów mogących znaleźć zastosowanie jako proppanty w procesie hydraulicznego szczelinowania złoża przy wydobyciu gazu łupkowego. Zbadano masy lejne o jednakowej ilości fazy stałej - 50% wag. w mieszaninie wodnej - i o jednakowym składzie fazy stałej, zawierającej kaolin, gliny oraz boksyt. Przy sporządzaniu mas zastosowano 3 rodzaje różnych deflokulantów w ilości 0,25% wag. w stosunku do fazy stałej. W badaniach określono skład jakościowy surowców użytych do sporządzenia mas lejnych, wykorzystując metody XRD i XRF, oraz wyznaczono skład granulometryczny. Następnie wykonano pomiary lepkości dynamicznej mas przy użyciu reometru z układem cylindrów współosiowych, lepkości względnej metodą kubka wypływowego oraz gęstości mas i ich pH. W wyniku przeprowadzonych badań określono wpływ dodatku upłynniaczy na właściwości mas lejnych. Stwierdzono, że rodzaj zastosowanego deflokulantu ma istotny wpływ na własności otrzymywanych mas lejnych, które mogą być użyteczne w procesie formowania proppantów.

EN

The purpose of this study was to investigate the rheological properties of ceramic slurries assigned for the preparation of ceramic proppants used in the process of hydraulic fracturing in shale gas extraction deposits. The slurries contained 50 wt% of solid phase (kaolin, clay, bauxite or a mixture of them) in water. Three kinds of different deflocculants: ammonium poly(acrylate), isodecyl benzoate, sodium poly(acrylate) were used in an amount of 0.25 wt% in relation to the solid phase. The study identified by XRD and XRF the qualitative composition of the raw materials used to produce the slurries, and the size distribution was determined by using a particle size analyzer. Standard industrial parameters of slurries were examined, comprising dynamic viscosity, kinematic viscosity, density and pH. The studies indicated the effect of deflocculants on the properties of slurries. It has been found that the nature of the deflocculant has a significant impact on the properties of the obtained slurries which may be useful in the formation of ceramic proppants.

3

Technological properties of ceramic slurries based on aluminium III oxide for ceramic shell moulds fabrication

Małek M., Wiśniewski P., Matysiak H., Kurzydłowski K.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 2CD

235--242

EN

In this work technological properties of ceramic slurries based on aluminium III oxide were characterized. Alumina with two different granulation (030# and 200#) in ratio (50%–50%, 35%–65% and 65%–35% by weight) was used for preparation ceramic slurries. Solid phase was 72.5% by weight. Technological properties like viscosity, dynamic viscosity, pH plate weight test and density were investigated. For characterization alumina SEM images, chemical composition and grain size, Zeta potential were done. Aluminium III oxide based ceramic slurries had very promising properties and there are very perspective for future application. Financial support of Structural Funds in the Operational Programme - Innovative Economy (IE OP) financed from the European Regional Development Fund - Project "Modern material technologies in aerospace industry", No. POIG.01.01.02-00-015/08-00 is gratefully acknowledged.

PL

W artykule przedstawiono wyniki właściwości technologicznych mieszanek ceramicznych na bazie tlenku glinu. Do przyrządzenia mas lejnych użyto Al2O3 o dwóch różnych gradacjach (030 mesh i 200 mesh) w proporcji (50%–50%, 35%–65% i 65%–35% wagowych). Zawartość fazy stałej wynosiła 72,5% wagowych. Właściwości technologiczne takie jak lepkość, lepkość dynamiczna, pH, test płyty mosiężnej i gęstość zostały zestawione w poniższym artykule. Do charakteryzacji proszków użytych do przygotowania gęstw ceramicznych zostały wykonane badania: SEM, składu chemicznego, wielkości ziarna oraz potencjału Zeta. Mieszanki ceramiczne na bazie tlenku glinu wykazują obiecujące właściwości oraz mogą być zastosowane w przyszłej aplikacji. Badania realizowane w ramach projektu „Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym" nr POIG.01.01.02-00-015/08-00 w Programie Operacyjnym Innowacyjna Gospodarka (PO IG). Projekt współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.

4

Study of deflocculation of white clay for obtaining ceramic proppants fabrication in spray dryer

Małek M., Wiśniewski P., Szymańska J., Koralnik M., Mizera J., Kurzydłowski K. J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2015

|

Vol. 75, nr 2

89--93

EN

Purpose: The aim of the paper is to present the properties of ceramic slurries based on Polish raw material – white clay. Design/methodology/approach: Test simulations were performed using mechanical mixer with rotation speed of 300 rpm. To characterize white clay microstructure SEM Hitachi SU-70 was used. For better investigation of white clay Zeta potential and grain size were done. Findings: As a result of conducted rheological properties of new slurries based on Polish raw material exhibits stable properties in time and meet standard industrial requirements. Ceramic slurries have very promising properties and it is possible to applicate them to ceramic proppants fabrication in spray dryer. Research limitations/implications: The main limitation is lack of possibilities to modification the rheological properties using additional chemical binders. Polish industry requires to use water as a main binder and max few wt.% of deflocculant additives. This limitation affect on the solid concentration of ceramic slurries and presented slurries had only 45 wt.%. The presented results of experimental studies will be used for developing a parameters of proppants fabrication details. Practical implications: Presented investigations are the part of a new ceramic slurries fabrication which are intended to consist in future with three Polish raw materials as a mix of white clay, bauxite and kaolin. Originality/value: This is one of first research to produce ceramic proppants using slurries, spray dryer and Polish raw materials. In future to take care of ecology, environment and modification properties of ceramic slurries Polish ashes from waste industry production will be added.

5

Wpływ dodatku glikolu poli(etylenowego) na właściwości mas lejnych do wytwarzania form ceramicznych na osnowie SiC do zastosowań w odlewnictwie precyzyjnym części turbin lotniczych

Małek M., Wiśniewski P., Matysiak H., Sitek R., Kurzydłowski K. J.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2014

|

[R.] 20, nr 1 (157)

40--49

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości technologicznych mas ceramicznych na osnowie SiC mogących znaleźć zastosowanie do produkcji form odlewniczych do odlewania precyzyjnego części turbin lotniczych. Zawiesiny ceramiczne z SiC o stężeniu 65% otrzymano w mieszadle mechanicznym z dodatkiem 6, 10, 15% wag. glikolu poli(etylenowego) spełniającego rolę spoiwa oraz upłynniacza. Przeprowadzono szereg badań materiałoznawczych dla proszku, polimeru oraz wytworzonych mas lejnych, w tym lepkość względną i dynamiczną, pomiar gęstości, pH oraz zanurzeniowy test płyty mosiężnej. Pomiary prowadzono przez 96 h.

EN

The presented paper relate the application of SiC in manufacturing shell moulds for investment casting of aircraft turbine elements. The tested shell moulds were produced through the „dip and stucco” method. Ceramic slurries with a SiC concentration of 65% wt. were applied. The polyethylene glycol was added at different ranges (6, 10, 15% wt.) as a binder and a flow agent. The characterization of SiC powder was done by Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD) methods. Properties of ceramic slurries such as: relative and dynamic viscosity, density, pH and plate weight were studied using a range of techniques. The results shows that slurries based on SiC and polyethylene glycol meet the investment casting requirements of aircraft turbine parts and have very promising properties.

6

Opracowanie innowacyjnej metody wytwarzania aktywnych chemicznie nanopokryć na formy i rdzenie

Szczepaniak-Lalewicz K., Tybulczuk J.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2014

|

T. 54, nr 4

33--42

PL

Podjęte zostały próby opracowania nowej generacji funkcjonalnych nanopokryć stosowanych w przemyśle odlewniczym. Badania ukierunkowane były na wprowadzenie nowoczesnych, innowacyjnych pokryć opartych na nanocząstkach odlewanych elementów oraz aktywnych związków chemicznych, co pozwoli w czasie krzepnięcia metalu na dyfuzję tych pierwiastków do powierzchni krzepnącego stopu (odlewu) oraz na uzyskanie zmian struktury powierzchniowej przez powstanie węglików, które w efekcie spowodują znaczący wzrost odporności na ścieranie w ten sposób uzyskanej powierzchni odlewu.

EN

Tests were conducted to develop a new generation of functional nano-coatings used in the foundry industry. The research focused on the introduction of modern and innovative coatings based on nanoparticles of cast elements and active chemical compounds, which during metal solidification will allow the diffusion of these elements into the surface of the solidifying alloy (casting) with the resulting change in the structure of the casting surface owing to the formation of carbides, conferring a significant increase of abrasion wear resistance thereby gaining casting surface.

7

Badania nad wpływem dodatku metylocelulozy do ceramicznych mas lejnych na właściwości form ceramicznych w metodzie precyzyjnego odlewania

Zalewska M., Szafran M., Matysiak H., Kurzydłowski K.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 9

1790-1796

PL

Przedstawiono wyniki badania wpływu ilości i masy cząsteczkowej metylocelulozy na właściwości ceramicznych mas lejnych oraz właściwości otrzymanych z nich form ceramicznych do precyzyjnego odlewania części metalowych, a w szczególności opracowanie składu pierwszej warstwy formy odlewniczej w procesie odlewania precyzyjnego metodą wytapianych modeli. Jest to metoda formowania i odlewania, w której na wytapianym modelu wykonuje się jednorazową formę ceramiczną. Poszukiwano takiej kompozycji ceramicznej masy lejnej, która pozwoli otrzymać formę o założonej porowatości i właściwościach wytrzymałościowych w stanie surowym i po procesie wypalania. Ma to zasadniczy wpływ na szybkość odprowadzania powietrza z formy podczas procesu napełniania formy roztopionym metalem, a także na łatwość wybijania odlewów. Wykonano badania nad wpływem ilości i masy cząsteczkowej dodanej metylocelulozy na właściwości kształtek formowanych metodą odlewania z gęstwy (slip casting) przed i po procesie wypalania. W celu porównania tych właściwości wykonano pomiary fizycznych i mechanicznych parametrów kształtek. Stwierdzono, że istotny wpływ na właściwości reologiczne ceramicznych mas lejnych i właściwości kształtek w stanie surowym i po procesie spiekania ma ilość i masa cząsteczkowa zastosowanego spoiwa polimerowego.

EN

Three citric acid and diammonium citrate-liquified Y₂O₃- stabilized ZrO₂ slurries were modified by addn. of 4 Me cellulose (mol. mass 14000–320000) binders, studied for rheolog. properties and then formed as test pieces by sintering at 1400–1600°C. The ceramic samples were studied before and after sintering for apparent d., porosity, pore size distribution and tensile strength. The highest d. and mech. strength before sintering was obsd. for ceramic samples contg. Me cellulose of mol. mass 88000. The samples modified with Me cellulose of mol. mass 14000 showed the highest tensile strength after sintering.

8

Gęstość i moduł Younga kompozytów otrzymanych metodą odlewania z mas lejnych

Gizowska M., Szafran M., Wasilewski Ł., Konopka K.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 4

390-395

PL

Zapotrzebowanie na tworzywa ceramiczne znacznie wzrosło w ciągu ostatnich lat ze względu na niepowtarzalne właściwości ceramiki, niemożliwe do osiągnięcia przy zastosowaniu innych materiałów. Do korzystnych właściwości ceramiki można zaliczyć dużą twardość, sztywność, odporność na ścieranie oraz niską gęstość. Jednak kruchość tych materiałów ogranicza obszar ich zastosowania. W celu wyeliminowania tej wady można wprowadzać do fazy ceramicznej plastyczną fazę metaliczną. W artykule przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem kompozytów o osnowie z tlenku glinu z rozproszonymi cząstkami niklu metodą odlewania z mas lejnych w porowatych formach gipsowych. Masy lejne otrzymywano, stosując tlenek glinu (proszek [alfa]-Al2O3, Almatis A16SG; o średniej wielkości ziarna 0,4 žm i gęstości 3,926 g/cm3) oraz proszek metalicznego niklu (Aldrich; o średniej wielkości ziarna 2,13 žm i gęstości 8,9 g/cm3). Wartość pH mas lejnych dobierano tak, aby ładunki podwójnej warstwy elektrycznej poszczególnych proszków były różne, co prowadzi do elektrostatycznego przyciągania cząstek ceramicznych i metalu (tzw. efekt heteroflokulacji). Dzięki temu zjawisku kompozyt charakteryzuje się równomierną dystrybucją cząstek metalu w osnowie ceramicznej. Podstawowym warunkiem koniecznym do otrzymania dobrej jakości materiału ceramicznego jest jego dobre zagęszczenie przed procesem spiekania. Wstępnie zagęszczony proszek, czy mieszanina proszków, po procesie formowania ulega konsolidacji podczas spiekania. Badano wpływ stopnia deaglomeracji zawiesin oraz warunków spiekania na zagęszczenie i wybrane właściwości kompozytów Al2O3-Ni - moduł Younga. Z obserwacji mikrostruktury przekrojów spieczonych kształtek kompozytowych wynika, że pomimo zastosowania ultradźwięków proszek niklu nie zawsze ulega całkowitej deaglomeracji. W osnowie ceramicznej widoczne są wówczas nieliczne duże cząstki niklu powstałe w wyniku stopienia ziaren niklu w aglomeracie podczas procesu spiekania.

EN

In the article preliminary results concerning fabrication technology and properties of Al2O3-Ni composite obtained by slip casting method are presented. Beside the mixture of ceramic ([alpha]-Al2O3 powder of average particle diameter 0.4 žm and density of 3.926 g/cm3) and metallic m and density of 8.9?(nickel powder of average particle diameter 2.13 g/cm3) powders slurry included binder (poly(vinyl alcohol) introduced into slurry as water-based solution), solvent (distilled water; liquid medium within particles were dispersed) and a composition of deflocculants (citric acid and diammonium citrate). The pH value of slurry was controlled so that double layer of ceramic and metallic powders were of different charge and heteroflocculation takes place (there is an electrostatic attraction of particles of different charge). This effect can guarantee homogeneous distribution in Al2O3-Ni composites obtained via slip casting method. Good powder consolidation is crucial in ceramic and ceramic matrix composites fabrication rout. Preliminarily consolidated powder or powder mixture is subsequently consolidated in sintering process. Influence of deagglomeration of slurry and sintering procedure on powder consolidation and Young modulus was investigated. Subjecting slurries based on alumina and nickel powder mixture to ultrasound deagglomeration process contributed to higher green density and reduced linear sintering shrinkage, whereas it didn't destroy nickel agglomerates. Observations carried out by means of scanning electron microscope proved that composite show closed porosity. Large pores are placed by nickel agglomerates (melt during sintering process).Young modulus parameter was measured for Al2O3-Ni composite (that exhibited the highest density) and Al2O3 material (fabricated in the same conditions) which are as follows: 370 GPa for composite and 390 GPa for ceramic material. Materials show minor difference in Young modulus parameter value.

9

Wpływ dodatku włókien ceramicznych na powstanie warstwy ceramicznej w metodzie wytapianych modeli

Karwiński A., Leśniewski W., Wieliczko P.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2004

|

Vol. 24, nr 1 sp

123-130

PL

W artykule przedstawiono zmiany właściwości fizykochemicznych i technologicznych masy ceramicznej spowodowane dodatkiem włókien ceramicznych do ciekłej masy ceramicznej. Przedmiotem badań była ciekła masa ceramiczna sporządzona z udziałem „wodnego" spoiwa krzemianowego EKOSIL i materiałów glinokrzemianowych. Pomiary obejmowały oznaczenie zwilżalności powierzchni modelu woskowego, właściwości Teologicznych i wytrzymałości na rozrywanie cienkich warstw ceramicznych. Do oznaczania zwilżalności i wytrzymałości posłużyły oryginalne stanowiska pomiarowe, opracowane i wykonane w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie. Dodatek włókien korzystnie wpłynął na jakość ciekłych mas ceramicznych i zwiększył efektywność dyspergowania materiału ogniotrwałego, homogeniczność tworzonych suspcnsji, a także poprawił zwilżalność modeli woskowych i wytrzymałość mechaniczną surowych próbek.

EN

The article presents changes in physicochemical and technological properties of ceramic material caused by addition of ceramic fibres to the ceramic slurry. The present study concerns the ceramic slurry containing aqueous silicate binder EKOSIL and aluminosilicates. The measurements include surface wettability of wax models, rheological properties of the ceramic slurry and thin layer tensile strength. The wettability and strength measurements were performed on the instrumentation designed and manufactured in the Foundry Research Institute, Kraków. Addition of ceramic fibres improved the properties of the liquid ceramic mixture: higher effectiveness of dispersion formation of ceramic substrate, better homogenity of ceramic suspensions, higher wettability of wax models and enhanced mechanical strength of raw samples.

10

Tiksotropia zawiesin ceramicznych.

Gliniak A., Izak P.

Szkło i Ceramika

|

2001

|

R. 52, nr 1

6-9

PL

W dalszym ciągu mało poznaną właściwością reologiczną gęstw ceramicznych jest tiksotropia. Zjawisko to odgrywa ważną rolę w praktyce przemysłowej, ale ciągle nie jest dostatecznie określane i analizowane. W technologii przemysłowej tiksotropia między innymi wpływa na szybkość przemiału mas ceramicznych, efektywność granulowania, kinetykę formowania przez odlewanie itp. W artykule omówiono klasyfikację i sposoby określania pomiaru tiksotropii, zwłaszcza mobilotiksotropii i chronotiksotropii w zawiesinach mas ceramicznych.

EN

Thixotropy is still not well known rheological property of ceramic slurries. It plays, however, very important role in industrial processes. In case of ceramic tiles production thixotropy influences the milling rate and the effectiveness of granulation. In this article classification of thixotropic behaviors, and methods of measurements of thixotropy (mobilothixotropy, chronothixotropy) in ceramic suspensions are presented.