Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure, mechanical performance and wear behavior of AZ91D-B4C-ZrO2 hybrid composites

Gali Singaiah, Prattipati Prasanna

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 4

219--224

EN

The stir casting process was used to produce AZ91D magnesium alloy hybrid composites reinforced with boron carbide (B4C) and zirconia (ZrO2). The microstructure of the composites revealed heterogeneity in the reinforcing phase distribution. A pin-on-disc test was conducted to investigate the tribological features of the fabricated composites such as the wear and coefficient of friction under dry sliding conditions. Increased hardness was observed for the composites due to the dispersion of the reinforcement. The composite with 2 wt.% ZrO2 + 3 wt.% B4C exhibited a higher yield strength and increased tensile strength compared with the other specimens. It was observed that the addition of B4C and ZrO2 improved the wear resistance of the AZ91D alloy as reflected by the lower wear rate. Among all the specimens, the composite reinforced with 2 wt.% ZrO2 + 3 wt.% B4C has the highest wear resistance. Hence, it can be concluded from the present work that incorporating B4C and ZrO2 is a promising way to achieve better mechanical properties and wear properties of AZ91 composites.

2

Zastosowanie dwutlenku cyrkonu jako materiału konstrukcyjnego

Blok Zbigniew, Kluczowska Agnieszka, Pelc Katarzyna, Strzępek Krzysztof, Pięciak Leszek, Sieroń Katarzyna

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 6

70--75

PL

Materiały ceramiczne można ogólnie sklasyfikować jako ceramikę tradycyjną i ceramikę inżynieryjną. W zależności od zastosowania ceramika inżynieryjna dzieli się na ceramikę konstrukcyjną i funkcjonalną. Do ceramiki inżynieryjnej zaliczamy dwutlenek cyrkonu częściowo stabilizowany tlenkami itru, magnezu lub wapnia. Dwutlenek cyrkonu jest materiałem ceramicznym, który znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach techniki jako materiał konstrukcyjny o bardzo korzystnych właściwościach. Na uwagę zasługuje jego wysoka wytrzymałość i twardość. W IEn CEREL wykonano badania właściwości różnych rodzajów dwutlenku cyrkonu. Materiały te są stosowane w CEREL do produkcji elementów maszyn. Przedstawiono przykłady ich zastosowań i korzyści jakie uzyskano dzięki ich wdrożeniu.

EN

Generally, ceramic materials are usually classified as traditional and engineering ceramics. Based on their applications, engineering ceramics are classified as structural and functional ceramics. One of the example of structural ceramics is zirconia dioxide partially stabilized with various oxides. These materials have many advantageous properties: high mechanical strength, high hardness and high Young’s modulus. CEREL department applies these materials for various elements of machines. This article presents main properties of zirconia ceramics made by CEREL and examples of applications of these materials.

3

Skład fazowy kompozytu Y-TZP/ZrO2 a temperatura

Wojteczko Kamil, Wojciechowski Kamil, Bućko Mirosław M., Haberko Krzysztof

Materiały Ceramiczne

|

2020

|

T. 72, nr 2

123--131

PL

Przygotowano mieszaninę nanometrycznego proszku roztworu stałego Y2O3 (8% mol.) w ZrO2 z sub-mikrometrowym proszkiem czystego ZrO2. Oba proszki różniły się nie tylko wielkością cząstek, lecz również ich kształtem. Pierwszy składał się z cząstek izometrycznych otrzymanych przez hydrotermalną obróbkę (240 °C, 4 h) współstrąconego żelu Y2O3-ZrO2 w środowisku wody destylowanej. Taka sama technika krystalizacji, lecz w środowisku wodnego roztworu NaOH (4M) zastosowana w przypadku czystego żelu ZrO2 prowadziła do krystalizacji wydłużonych cząstek dwutlenku cyrkonu. Średni skład mieszaniny obu proszków odpowiadał zawartości 3% mol Y2O3. Charakterystyka proszków polegała na pomiarze ich powierzchni właściwej, obserwacji pod transmisyjnym mikroskopem elektronowym i rozpoznaniu składu fazowego metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Tę ostatnią metodę zastosowano do rozpoznania zmian składu fazowego wyprasek mieszaniny proszków podczas ich ogrzewania w piecu dylatometru. Pomiary skurczu wyprasek wykazały istotną różnicę w zachowaniu się mieszaniny obu proszków i nanometrycznego proszku 8% mol. Y2O3-ZrO2. Obserwacje pod skaningowym mikroskopem elektronowym spieków wykazały obecność relatywnie dużych ziaren wywodzących się z wydłużonych cząstek czystego ZrO2 w osnowie sub-mikrometrycznych cząstek wyjściowego roztworu stałego Y2O3 w ZrO2. Analiza EDS wykazała większą zawartość itru w tych pierwszych niż w drugich. Podjęto próbę wyjaśnienia tego zjawiska.

EN

Mixture of the powders essentially differing of their particles morphology and size were applied to prepare polycrystals in the Y2O3-ZrO2 system. The yttria-zirconia solid solution nanometric powder of Y2O3 concentration of 8 mol% was prepared by the hydrothermal treatment of the yttria-zirconia co-precipitated gel at 240 °C for 4 h in distilled water. The pure zirconia gel was also subjected to the hydrothermal treatment but in this case in NaOH aqueous solution (4 M). The latter procedure resulted in the sub-micrometric elongated particles. The mean final composition of the mixture corresponded to 3 mol% Y2O3 content. Phase composition of the powders was characterised by the measurements of their specific surface area and by the X-ray diffraction. The latter method was useful to follow phase changes during sintering of the powder mixture using compacts heat treated in the dilatometer furnace. The dilatometric measurement revealed essential difference of the shrinkage run vs. temperature of the powder mixture and the nanometric yttria-zirconia solid solution powder. The SEM micrographs show existence of the relatively large grains surrounded by the sub-micrometric matrix. The latter originating from the nanometric Y2O3-ZrO2 show lower yttria concentration than the former ones. An attempt of explanation of this behaviour is presented.

4

The abrasive wear susceptibility of innovative ATZ type composites produced by sintering mix of zirconia powders with different chemical composition

Grabowy Marek, Wojteczko Kamil, Wojteczko Agnieszka, Dębiński Piotr, Almansour Sana Ahmad, Minh Le Huy, Bućko Mirosław M., Pędzich Zbigniew

Composites Theory and Practice

|

2020

|

R. 20, nr 1

11--16

EN

Composites based on tetragonal zirconia polycrystals modified with corundum inclusions ATZ (alumina toughened zirconia), are one of the basic and more commonly used ceramic structural materials. They are used especially willingly as parts of devices and machinery working in both dry and wet wear conditions in the presence of hard abrasive particles intensifying wear processes. The mechanical properties of such composites, strength and fracture toughness mainly, strongly depend on their chemical and phase compositions as well as microstructure. The aim of the present work was to investigate an innovative type of ATZ material composed of a mixture of two ZrO2 powders with different chemical composition and a small addition (2.3 vol.%) of nanometric corundum powder. The proper composite materials additionally contained 10 or 20 vol.% commercially available corundum particles. Tests were carried out on the mentioned materials for abrasive wear susceptibility according to the ASTM Dry Sand Test and ASTM Miller Test, using silicon carbide particles as the abrasive medium. As a reference materials, typical TZP (tetragonal zirconia polycrystals) material prepared using commercial powder and ZTA (zirconia toughened alumina) material containing 5 vol.% zirconia dispersed in an alumina matrix were used. The obtained results allowed the usability of the individual composite materials to be verified under various operating conditions.

PL

Kompozyty na osnowie tetragonalnego dwutlenku cyrkonu, modyfikowane wtrąceniami korundowymi (alumina toughened zirconia, ATZ), są jednym z podstawowych i częściej stosowanych ceramicznych tworzyw konstrukcyjnych. Szczególnie chętnie są stosowane jako elementy maszyn i urządzeń pracujące w warunkach tarcia suchego lub w obecności wody, często w obecności twardych cząstek intensyfikujących procesy zużycia. Właściwości mechaniczne tego typu kompozytów, głównie wytrzymałość i odporność na kruche pękanie, silnie zależą od ich składu chemicznego, fazowego i mikrostruktury. Celem niniejszej pracy było zbadanie innowacyjnego typu kompozytów ATZ, w którym jako osnowę zastosowano mieszaninę dwóch proszków ZrO2 o różnym składzie chemicznym z niewielkim (2,3% obj.) dodatkiem nanometrycznego proszku korundu. Właściwe materiały kompozytowe zawierały ponadto komercyjnie dostępne ziarna korundu w ilości 10 lub 20% obj. Wykonano dla tych materiałów testy podatności na zużycie ścierne luźnym ścierniwem węglika krzemu według norm ASTM - Dry Sand Test i Miller Test. Jako materiałów odniesienia użyto typowego materiału TZP (tetragonal zirconia polycrystals) uzyskanego z komercyjnego proszku oraz materiału typu ZTA (zirconia toughened alumina). Otrzymane wyniki pozwoliły zweryfikować użyteczność poszczególnych typów kompozytu w różnych warunkach pracy.

5

Tribological Properties of Al2O3/ZrO2 Sintered Ceramics

Wiązania Grzegorz, Kot Marcin, Wojteczko Agnieszka, Pędzich Zbigniew

Tribologia

|

2019

|

nr 1

67--72

EN

The paper presents mechanical and tribological properties of Al2O3/ZrO2 composite sinters with different proportions of Al2O3 and ZrO2 phases. These materials are commonly used in dry friction contact due to relatively low manufacturing costs of even complex shapes of products and the possibility of working at elevated temperatures. The tests were carried out by the ball-on-disc method at temperatures of 20, 150, 300, and 500°C. A ball made of Al2O3 was used as a counterpart. The results were compared with the following sintered mono-phase materials: Al2O3 (alumina) and tetragonal yttria-stabilized ZrO2 polycrystallines (Y-TZP). The tests showed the significantly better properties of composite materials.

PL

W pracy przedstawiono właściwości mechaniczne i tribologiczne spieków kompozytowych Al2O3/ZrO2 o różnej proporcji faz Al2O3 i ZrO2. Są to materiały chętnie stosowane w węzłach tarcia suchego ze względu na relatywnie niskie koszty wytwarzania nawet skomplikowanych kształtów wyrobów i możliwość pracy w podwyższonych temperaturach. Testy przeprowadzono na stanowisku z węzłem tarcia ball-on-disc w temperaturach 20, 150, 300 i 500°C, jako przeciwpróbkę zastosowano kulkę wykonaną z Al2O3. Wyniki badań porównywano z wynikami badań spieków wytwarzanych z materiałów jednofazowych: α- Al2O3 (korund) i tetragonalnych polikryształów ZrO2 stabilizowanych tlenkiem itru (tzw. Y-TZP). Badania wykazały znacząco lepsze własności materiałów kompozytowych.

6

Właściwości mechaniczne kompozytów typu ATZ otrzymanych w procesie spiekania mieszaniny proszków dwutlenku cyrkonu o różnym składzie chemicznym

Grabowy Marek, Maciewicz Karolina, Łuszcz Maciej, Pędzich Zbigniew, Bućko Mirosław M.

Materiały Ceramiczne

|

2019

|

T. 71, nr 3

286--294

PL

Kompozyty na osnowie tetragonalnego dwutlenku cyrkonu, zawierające wtrącenia korundowe (alumina toughened zirconia, ATZ), są jednym z podstawowych i częściej stosowanych ceramicznych tworzyw konstrukcyjnych. Właściwości mechaniczne tego typu kompozytów, głównie wytrzymałość i odporność na kruche pękanie, silnie zależą od ich składu chemicznego, fazowego i mikrostruktury. Celem niniejszej pracy było otrzymanie kompozytów ATZ w procesie spiekania mieszaniny dwóch proszków ZrO2 o różnym składzie chemicznym z niewielkim (1.5 % mas.) dodatkiem nanometrycznego proszku korundu, a także określenie ich mikrostruktury i podstawowych właściwości mechanicznych. Użyto nanometrycznego proszku czystego dwutlenku cyrkonu i proszku zawierającego 4% mol. tlenku itru, a ich ilości w mieszaninie z nanokorundem dobrano tak, aby końcowy produkt miał nominalnie 3% mol. Y2O3. 1,5% mas. nanometrycznego tlenku glinu Do takiej mieszaniny proszków dodano 10% lub 20% obj. proszku submikronowego korundu po czym wypraski spiekano w 1450 °C przez 2 h. Tak otrzymany materiał cechował się wyższą wartością współczynnika krytycznej intensywności naprężeń, lecz niższą wytrzymałością na zginanie w stosunku do spieku otrzymanego w tych samych warunkach z jednofazowego proszku. Obecność ziaren tlenku glinu w każdym przypadku podnosiła zarówno odporność na kruche pękanie, jak i wytrzymałość.

EN

Composites based on tetragonal zirconia, containing corundum inclusions (alumina toughened zirconia, ATZ), are one of the basic and more commonly used ceramic structural materials. The mechanical properties of this type of composites, mainly strength and fracture toughness, strongly depend on their chemical and phase composition as well as their microstructure. The purpose of this work was to obtain ATZ composites in the sintering process of two ZrO2 powders with different chemical composition with a small (1.5 wt%) addition of nanometric corundum powder, as well as to determine their microstructure and basic mechanical properties. Nanometric powders of pure zirconia and zirconia containing 4 mol% yttrium oxide were used, and their amounts in the mixture with nanocorundum were selected so that the final product had a nominal 3 mol% Y2O3. To this powder mixture, 10% or 20% by volume of submicron corundum powder was added, after which the compacts were sintered at 1450 °C for 2 h. The material obtained in this way was characterized by a higher value of the critical stress intensity factor, but a lower bending strength in relation to the sintered body obtained under the same conditions from a single-phase powder. The presence of alumina grains in each case increased both fracture toughness and strength.

7

Friction and wear of composites in alumina/zirconia system

Wojteczko A., Wiązania G., Kot M., Pędzich Z.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 1

51--56

EN

The paper presents the results of friction and abrasive wear measurements of composites in the α-alumina/tetragonal zirconia system. Two types of materials with mutually interpenetrating phases in a continuous manner were investigated. Pure alumina and zirconia samples were used as the reference materials. Ball-on-disc tests were conducted at 20 and 500°C. An alumina ball was applied as the counterpart. The tests showed that the composites have a significantly reduced wear rate and friction coefficient when compared to monophasic materials. Improvement of the properties was noticeable especially at the elevated temperature.

PL

Przedstawiono wyniki pomiarów tarcia oraz zużycia ściernego kompozytów z układu tlenek glinu/tetragonalny dwutlenek cyrkonu. Badano dwa typy materiałów z fazami wzajemnie przenikającymi się w sposób ciągły. Próbki z czystego tlenku glinu oraz tlenku cyrkonu zostały użyte w badaniu jako materiały odniesienia. Badanie metodą Ball-on-Disc przeprowadzono w temperaturach 20 oraz 500°C. Kula z tlenku glinu została użyta jako przeciwpróbka. Testy wykazały, że kompozyty mają wyraźnie obniżony współczynnik tarcia oraz podatność na ścieranie w porównaniu do materiałów jednofazowych. Poprawa właściwości była zauważalna szczególnie w podwyższonych temperaturach.

8

Materiały ceramiczne w stomatologii

Wydra M., Grelowska I.

Szkło i Ceramika

|

2017

|

R. 68, nr 6

11--15

PL

Na przestrzeni ostatnich 20 lat nastąpił gwałtowny postęp w dziedzinie protetyki stomatologicznej. Rozwój ten widoczny jest zarówno w aspekcie poprawy właściwości mechanicznych i estetycznych wprowadzanych materiałów, jak i technologii ich obróbki. Ma to związek z dążeniem do stworzenia uzupełnień protetycznych spełniających rosnące wymagania estetyczne pacjentów. Dotychczas stosowane materiały i metody, choć sprawdzone i bardzo skuteczne, coraz częściej są zastępowane przez nowe technologie. W artykule przedstawiono klasyfikację materiałów ceramicznych stosowanych w stomatologii odtwórczej z uwzględnieniem wybranych aspektów. Wskazano różnice pomiędzy powszechnie stosowanymi uzupełnieniami metalowo-ceramicznymi a stosunkowo nowymi pełnoceramicznymi. Szczególną uwagę poświęcono materiałom na bazie dwutlenku cyrkonu, które ze względu na wyjątkowe właściwości estetyczne i mechaniczne, w ostatnich latach cieszą się rosnącą popularnością i zaczynają wypierać z użycia ceramikę krzemianową. Omówiono również schematy postępowania w systemach CAD/CAM, które stanowią alternatywę dla czaso- i pracochłonnych uzupełnień wykonywanych tradycyjnymi metodami. Wskazano również obszary, w których systemy te wymagają jeszcze dopracowania.

EN

Over the last 20 years there has been a rapid development in dental prosthetics, which can be observed in the improvements in the mechanical and aesthetic properties of the materials introduced, as well as in their processing technology. This improvement can be linked with a desire to create prosthetic restorations meeting the ever-increasing aesthetic requirements of patients; and as a consequence, materials and methods used, although proven and very effective, are increasingly being replaced by new technologies. The article presents the classification of ceramic materials used in restorative dentistry, taking into account selected aspects. Differences between commonly used metal-ceramic restorations and relatively new all-ceramic ones were noted. Much attention was paid to materials based on zirconium dioxide, which due to their unique aesthetic and mechanical properties have become increasingly popular in recent years and have begun to replace silicate ceramics. Use of CAD/CAM systems as an alternative to time-consuming and labor-intensive traditional restoratives, was also discussed. Weaknesses of these systems, which still need to be improved, were also indicated.

9

Screw-retained full arch restorations – methodology of computer aided design and manufacturing

Malara P., Dobrzański L. B

Archives of Materials Science and Engineering

|

2017

|

Vol. 83, nr 1

23--29

EN

Purpose: The aim of the paper is to present the designing and manufacturing process of the screw-retained superstructure of the dental arch in the maxilla based on six implants using CAD/CAM technology. Design/methodology/approach: The methodology is presented on the example of the implantoprosthetic treatment in a 55-year-old female patient with a significant deficit of the alveolar bone. 6 implants were placed to achieve a good anchorage for the ceramic suprastructure. The prosthetic reconstruction was milled out of a zirconium dioxide block and covered with veneering ceramics to obtain good aesthetics of the restoration. Special copings were designed and manufactured to achieve stabile connection between the implants and the suprastructure. Findings: To properly plan the prosthetic work rebuilding the alveolar ridge on dental implants it is necessary to plan the final prosthetic work before implant placement planning the number of implants and their location in the bones and the possibility of using a fixed or a mobile suprastructure. Practical implications: Design of the suprastructure has to take into account the following factors: 1. The number of implants, copings and openings for the abutment screws, 2. Arrangement of teeth in the prosthesis, 3. The shape of the alveolar ridge, 4. The shape of the space for the porcelain and for the individual crowns, which will be pasted on the suprastructure. Originality/value: For technological reasons it is not possible to make an extensive suprastructure in a single piece. It is necessary to execute the foundation of the reconstruction of the alveolar ridge and the teeth in one piece and separately the individual crowns. It is possible, however, to design and manufacture the complex screw-retained prosthetic suprastructures by means of CAD/CAM technology.

10

Microstructure optimization of alumina/zirconia materials resistant for abrasive wear

Pędzich Z., Wojteczko A.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

498--499

EN

Sintered particulate composites in corundum-tetragonal zirconia system are the group of materials often utilized as structural ceramics because of their relatively low cost and high level of mechanical properties. In the paper results of experiment correlating basic mechanical (strength, fracture toughness) and useful (abrasive wear resistance, subcritical crack growth) parameters with composites microstructure were presented.

PL

Spiekane kompozyty ziarniste w układzie korund-tetragonalne polikryształy dwutlenku cyrkonu są grupą materiałów często stosowaną jako ceramika konstrukcyjna, ze względu na stosunkowo niską cenę oraz dobry poziom właściwości mechanicznych. W pracy przed-stawiono wyniki eksperymentu korelującego podstawowe parametry mechaniczne (wytrzymałość, odporność na kruche pękanie) oraz użytkowe (odporność na zużycie ścierne, odporność na pękanie podkrytyczne) z mi-krostrukturą tworzyw kompozytowych.

11

Computer aided manufacturing and design of fixed bridges restoring the lost dentition, soft tissue and the bone

Malara P., Dobrzański L. B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2016

|

Vol. 81, nr 2

68--75

EN

Purpose: The aim of the paper is to present the methodology of computer aided designing and manufacturing of an all-ceramic multi-unit bridge restoring missing teeth and the lost soft and hard tissues of the oral cavity as a result of surgical treatment of oral tumor. Design/methodology/approach: The methodology of computer aided designing and manufacturing of the multi-unit all-ceramic bridge was presented on the basis of an actual clinical case of a patient who underwent the surgical treatment of myxoma of the oral cavity. All the steps of clinical and technical production of the bridge were described and illustrated. Findings: It is possible to use the CAD/CAM technology to design and manufacture all-ceramic multi-unit bridges restoring missing teeth and the lost soft and hard tissues of the oral cavity. The design of the bridge must be clinically validated using mock-ups and only then can be implemented for the CAM software. Practical implications: Thanks to the method of designing and manufacturing of multiunit all-ceramic bridges for patients with significant lost of the soft and hard tissues of the mouth it is possible to carry out a prosthetic rehabilitation of patients after trauma and tumor surgery. Originality/value: : The execution of extensive bridges with the maximum available height of about 25 mm requires a high technological rigor at the design and manufacture stage. To ensure longevity of the reconstruction, it is necessary to plan all the work while maintaining the maximum thickness of the substructure. It is desirable to provide minimum of 2 mm thick substructure and the surface of at least 20 mm2 or more in the cross-sections. At the same time, the structure of the bridge must be supported on the alveolar ridge to provide aesthetics and endurance.

12

Is mechanical retention for adhesive core build-up needed to restore a vital tooth with a monolithic zirconium crown? : An in vitro study

Walczak K, Rues S., Więckiewicz M., Range U., Schmitter M.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2016

|

Vol. 18, no. 4

117--125

EN

Purpose: To show the influence of retentive cavity, cavity wall preparation and different luting techniques on the fracture resistance of severely damaged teeth restored with adhesive core build-ups and monolithic zirconium crowns. Methods: Extracted molars were prepared with 2 mm ferrule height and divided into eleven groups (n = 8/group). In nine groups a retentive occlusal cavity with a width and depth of 1 or 2 mm was prepared. Two control groups without a retentive cavity were made. Zirconium crowns were manufactured. 48 copings were cemented with glass-ionomer cement (Ketac Cem), the others (n = 40) with adhesive resin cement (Panavia F 2.0). Artificial ageing was carried out in the following way: n = 88, thermocycling (10,000 cycles, 6° C/60° C), n = 80 chewing simulation (1,200,000 cycles, 64 N). The samples were tested for load at first damage and fracture load with non-axial force. For statistical analysis ANCOVA with post hoc, Bonferroni-adjusted t-test were used ( p ≤ 0.05). Results: No differences between the tested cements were detected. Influence of the cavity wall thickness was significant ( p = 0.001). Mostly, the samples with wall thickness of 2 mm showed better results. Both control groups (no cavity) showed results comparable to study groups with cavity. Conclusions: Retentive cavity is most likely not mandatory. However, if prepared, the cavity wall thickness is of higher importance than cavity depth. Glass-ionomer and adhesive resin cement are comparable for use with zirconia crowns.

13

Klasa przygotowania powierzchni prętów Ti6Al4V na jakość połączenia z ZrO2 w ocenie badań mikroskopowych

Wita K., Czakon K., Hajduga M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2015

|

z. 9

123--128

PL

Celem pracy była ocena wpływu kondycjonowania piaskiem Al2O3 o gradacji: 50μm, 110μm, 250μm, powierzchni prętów Ti6Al4V na klasę połączenia z ZrO2 cementem dentystycznym RelyX 3M ESPE. Wnioski zostały formułowane na podstawie wyników badań topografii powierzchni 3D oraz oceny struktur metalograficznych.

EN

The aim of the research was the impact assessment conditioning sand Al2O3 grit: 50μm, 110μm, 250μm, area bars Ti6Al4V on the class connection with ZrO2 dental cement RelyX 3M ESPE. Proposals where formulated based on research results of 3D surface topography and evaluating the structures metallographic.

14

Własności mechaniczne dwutlenku cyrkonu jako materiału wykorzystywanego na elementy konstrukcyjne

Wirwicki M., Topoliński T.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2014

|

z. 103

197--198

EN

Ceramic roller bearings with rolling elements have been known since the 60’s of last century. The material used in the bearings have very good mechanical properties, much better than the standard material - steel. In the study the authors focus on material which is zirconium dioxide, authors will present the process of determining the stability and strength of the material.

PL

W roku 1963 zostały zaprojektowane i wykorzystane łożyska z elementami tocznymi wykonanymi z ceramiki. Ten innowacyjny element konstrukcyjny został wykorzystany przez NASA w jednym z programów kosmicznych. Od tamtego czasu można zauważyć bardzo duże zainteresowanie w zastosowaniu łożysk z elementami tocznymi wykonanymi z ceramiki.

15

Ocena trwałości i wytrzymałości połączenia ząb – dwutlenek cyrkonu

Wyrwicki M., Topoliński T.

Postępy w Inżynierii Mechanicznej

|

2014

|

nr 4(2)

55--63

PL

Lekarz stomatolog podczas wykonywania zabiegów musi rozwiązywać problemy funkcjonalne i estetyczne. Pojawiają się również przeszkody związane z oceną wytrzymałości i trwałości połączeń klejonych w jamie ustnej pacjenta. W pracy opisana została technologia wykonania próbek z dwutlenku cyrkonu, metody badawcze oraz stanowisko do badań. Przedstawiono wyniki badań dla statycznego i zmęczeniowego trzypunktowego zginania. Przedmiotem przedstawionych badań jest określenie trwałości i wytrzymałości połączenia klejonego ząb - dwutlenek cyrkonu.

EN

Dentists need to deal with functional and aesthetic problems during dental procedures. Dentists also meet obstacles during the assessment of the strength and durability of bonded joints in the patient's mouth. The article presents material that is most commonly used in dental clinics. Technology of zirconia samples, test methods and test stand has been described in this article. The article shows results of studies for static and fatigue three-point bending. The subject of this study is determination of the durability and strength of the glued connection tooth-zirconium dioxide.

16

Klejenie jako jeden ze sposobów połączenia tytanu z ZrO2 w uzupełnieniach protetycznych

Wita K., Czakon K., Hajduga M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2014

|

z. 8

157--162

PL

Powodzenie zabiegu rekonstrukcyjnego jest ściśle związane z odpowiednim połączeniem różnorodnych materiałów oraz doborem ich cech użytkowych. Stosowane materiały, winny cechować się biokompatybilnością. Decyduje ona, o powodzeniu użycia zaopatrzenia protetycznego, zwłaszcza w jego długookresowym zastosowaniu. Istotą pracy jest połączenie klejone stopu tytanu (Ti-6Al-4V) z dwutlenkiem cyrkonu (ZrO2).

EN

Reconstructions procedure’s success is precisely connected with appropriate connection of different materials and their applied feature’s selection. Just materials should characterize biocompatibility. It determines the success of using or thotic supply, especially in its long- distance using. Connecting glued together the alloy of titanium (Ti-6Al-4V) with zirconium dioxide (ZrO2) is an essence of the work.

17

Trzypunktowe zginanie próbki z dwutlenku cyrkonu

Wirwicki M., Topoliński T.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2013

|

Nr 2

125-126

PL

Celem badania była analiza właściwości mechanicznych materiału Cyrkon Lava, który jest stosowany do wytworzenia koron dentystycznych oraz mostów poprzez proces frezowania. Badania dotyczyły procesu trzypunktowego zginania na maszynie wytrzymałościowej Instron 8874 według normy PN-EN 843-1. Przeprowadzone badania pozwalają wnioskować o wysokiej wytrzymałości na zginanie oraz wpływie obrobionej powierzchni próbki na właściwości mechaniczne.

EN

Aim of this study was to evaluate mechanical properties of Cyrkon Lava material, used in production of dental crowns and bridges in the milling process. Research dealt with the three-point bending in the Instron 8874 testing machine in accordance with the PN-EN 843-1 standard. The research results confirm high flexural strength and the impact of sample surface on mechanical properties.

18

Wyroby magnezjowe z cyrkonianem wapnia w osnowie

Szczerba J.

Materiały Ceramiczne

|

2009

|

T. 61, nr 1

7-11

PL

W artykule omówiono mikrostrukturę i właściwości wyrobów magnezjowych z cyrkonianem wapnia w osnowie. W badaniach użyto klinkier magnezjowy dostępny na rynku o stosunku molowym CaO/SiO2 powyżej 2 z minimalną zawartością domieszek i klinkiery dolomitowo-cyrkonowe o niewielkiej, ale zróżnicowanej zawartości domieszek. Klinkiery dolomitowo-cyrkonowe otrzymano drogą dwustopniowego spiekania z mieszanin naturalnych dolomitów o różnej zawartości domieszek z technicznym tlenkiem cyrkonu. Wyroby te z racji dominującej zawartości peryklazu i cyrkonianu wapnia, przy bardzo małej zawartości fazy krzemianowej, wykazują wysoką ogniotrwałość, dobrą wytrzymałość, bardzo dobrą odporność chemiczną i lepszą odporność na wstrząsy cieplne w porównaniu do wyrobów magnezjowych. Mogą one stanowić alternatywę dla magnezjowo-spinelowych tworzyw ogniotrwałych.

EN

The microstructure and properties of magnesia refractories containing calcium zirconate in the matrix are presented. In experiments, magnesia clinker with a CaO/SiO2 mole ratio of above 2 and dolomite - zirconia clinkers with different contents of secondary oxides were used. The dolomite - zirconia clinkers were produced by sintering of natural dolomites and technical zirconia at the two-degree firing process. The dolomites differed between themselves with small amount of admixture oxides. Mineralogically, the refractory materials consisted of periclase and calcium zirconate and small amounts of silicate phases. Therefore, these materials were characterized by high refractory, high endurance strength, very good chemical corrosion resistance and better thermal shock resistance than magnesia materials. They would be the alternative materials in relation to the magnesia spinel refractories.

19

Wpływ rodzaju wtrąceń na stan naprężeń, wytrzymałość i niezawodność kompozytów ziarnistych na osnowie tlenku glinu

Pędzich Z., Grabowski G.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 2

149-153

PL

Opisano różnice w wybranych właściwościach mechanicznych kompozytów ziarnistych na osnowie tlenku glinu (odmiana [alfa], korund), zróżnicowanych ze względu na rozdaj zastosowanych wtrąceń. Badano materiały uzyskane przez dodanie do korundowej osnowy 10% obj. wtrąceń dwutlenku cyrkonu lub węglika wolframu. Porównano mikrostruktury obu wytworzonych kompozytów. Stwierdzono, że morfologia wtrąceń ZrO2 i WC nie jest identyczna - różne są powstające agregaty i wielkość pojedynczych ziaren wtrąceń. Obliczono dla obu typów materiału kompozytowego stan naprężeń resztkowych wywołanych niedopasowaniem współczynników rozszerzalności cieplnej faz składowych. Metodą elementów skończonych określono rozkład naprężeń głównych oraz naprężeń von Missesa w kompozytach. W kompozycie Al2O3/ZrO2 osnowa jest w stanie naprężeń ściskających, a w kompozycie Al2O3/WC osnowa jest w stanie naprężeń rozciągających. Wartości tych naprężeń lokalnie osiągają wartości powyżej 1,5 GPa. Potwierdzono poprzez obserwacje mikrostrukturalne, że istotne różnice w stanie naprężeń w obu materiałach wpływają na sposób rozprzestrzeniania się pęknięć w tworzywach. W kompozycie Al2O3/WC pękanie następuje na granicy międzyfazowej, natomiast w kompozycie Al2O3/ZrO2 droga pęknięcia biegnie poprzez fazę korundową. Wpływa to istotnie na zmierzone parametry wytrzymałościowe i niezawodność kompozytów. W pracy określono wytrzymałość na zginanie i współczynnik Weibulla jako miarę niezawodności dla wytworzonych kompozytów. Wartości te porównano z właściwościami czystej osnowy korundowej. Potwierdzono, że wprowadzenie do osnowy naprężeń ściskających jest elementem wzmacniającym tworzywo. W przypadku kompozytu Al2O3/ZrO2 stwierdzono spektakularny wzrost wytrzymałości na zginanie z 600 do 1200 MPa. Stwierdzono, że zmierzony wzrost wartości modułu Weibulla kompozytów w stosunku do osnowy jest efektem zmniejszenia rozmiarów defektów krytycznych poprzez zmniejszenie wielkości ziaren w spiekach.

EN

The paper describes differences in selected mechanical properties of particulate composites with alumina matrix with different type of inclusions. Materials containing 10 vol. % of zirconia or tungsten carbide were investigated. Microstructures of both composites were compared. I was stated that morphologies of zirconia and tungsten carbide inclusions were not the same. They differ in created aggregates and the size of single inclusion grains. For both types of composite residual stress state caused by thermal expansion coefficients mismatch of constituent phases was calculated. By the finite elements method distribution of the main stresses and the von Misses stresses were calculated. In Al2O3/ZrO2 composite the matrix is under compres-sive stresses and in Al2O3/WC composite the matrix is under tensile stresses. Values of these stresses locally reached even over 1.5 GPa. It was confirmed by microstructural observation that essential differences in the stress state in both compared materials influenced decisively the way of cracking in the composite. In Al2O3/WC composite cracks went along the interphase boundary, while in Al2O3/ZrO2 composite crack went through alumina phase. It influenced essentially measured mechanical properties (bending strength) and reliability. In the paper the bending strength and the Weibull modulus as a reliability measure of composites, were determined. Obtained results were compared to pure alumina properties. It was confirmed that incorporation of compressive stresses into the matrix is the strengthening factor for the material. In Al2O3/ZrO2 composite case, it was stated the spectacular bending strength increased from 600 to 1200 MPa. It was also stated that the increase of the Weibuill modulus value observed for composites was an effect of decrease of critical flaw size by the decreasing of the grains size in sinters.

20

Wytwarzanie żółtego pigmentu baddeleyitowego

Dziubak C.

Szkło i Ceramika

|

2008

|

R. 59, nr 3

4-9

PL

Do syntezy pigmentów cyrkonowo-wanadowych o strukturze baddeleyitu na ogół nie stosuje się mineralizatorów ale popularne są modyfikatory barwy, które umożliwiają rozszerzenie kolorystyki od zielono-żółtej do żółto-pomarańczowej. Polimorficzna przemiana ZrO2 wykorzystywana jest do wbudowania do sieci, wanadowych jonów chromoforowych, które w celu osiągnięcia jak największej koncentracji w sieci, najczęściej w nadmiarze są dodawane do zestawu surowcowego. To powoduje niekorzystne skutki w postaci ścieków o znacznym stężeniu rozpuszczalnych związków wanadu, toksycznych i trudnych do utylizacji. Badano możliwości zmniejszenia stężenia ścieków powstających podczas wytwarzania pigmentu ZrO2-V2O5 bez obniżania jego intensywności i chromatyczności.

EN

To synthesis zircon-vanadium pigments about baddeleyit structure in general we can not apply mineralizators, but very popularly are colour modificators. Using colour modificators enable widen making colour pigments from green-yellow to yellow-orange. Polymorfism transformation of ZrO2 is used to built in crystalline net wanadium ion chromophors. In results to get maximum concentration ion chromophors in crystalline net ZrO2 we used a big excess of chemical reagents. Using a big concentration of chemical reagents create quite a lot of sewages which toxic is very high and they utilization are very difficult. We investigated possibility to decrease sewage concentration which come into being in time produce zircon-vanadium pigments without reduce intensity and chromatic them.