Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ domieszki węgla szklistego na właściwości użytkowe polimerowgo cementu

Kolczyk E., Balin A., Sobczyk K.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2010

|

z. 4

107--112

PL

W pracy przeprowadzono badania procesu polimeryzacji cementu chirurgicznego na bazie PMMA domieszką węgla szklistego w postaci proszku. Określono podstawowe charakterystyki mechaniczne otrzymanego kompozytu polimerowego. Podjęto próbę oceny właściwości użytkowych tego biomateriału pod względem możliwości jego zastosowania w ortopedii.

EN

In this study has been carried examination of polymerization process bone cement modified with glassy carbon powder. It has been described mechanical characteristics of received polymer’s composite. We tried to assess useful properties of this biomaterial under possibility use it in orthopeady.

2

Characteristic of polymer sliding materials using to work at elevated temperature

Myalski M., Śleziona J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2008

|

Vol. 31, nr 2

91-94

EN

Purpose: The purpose of this project was to estimate the possibility of using glass carbon particleste as a reinforced component of polymer matrix in composites. Application as a basic components modified properties of phenolic resin glass carbon give a sliding composites characterized profitable tribological properties. Microscopy examination of the sliding surface together with the results of tribological investigations made it possible to conclude about friction and wear processes of the investigated composites. Design/methodology/approach: Composites on the phenolic resin as a matrix have been investigated. Apart from traditional fillers, such as graphite or brass, glassy carbon was used for the modification of the properties. Based on studies of the friction coefficient and the wear, usefulness of glassy carbon as a material reinforcing and modifying the tribological properties of sliding materials was determined. Studies of the surface structures of friction couple materials allowed the identification of the processes taking place in the upper surface after friction and wear tests, as well as the determination of wear mechanisms. Analysis of composite surface after friction give estimation of wear mechanism and forming of surface layer during friction. Findings: The results of research into mechanical and tribological properties of materials with a polymer matrix intended for work in friction couples under heavy load conditions. Practical implications: The results of that investigation confirm that glass carbon is main component deciding on the tribological properties of composites. Glassy carbon particles limited wear and thermal destruction of matrix. Modification using glassy carbon let to obtain sliding composites working at elevated temperature in extremely work condition then non modified polymer materials. Originality/value: Glassy carbon particles limited wear and thermal destruction of matrix. Modification using glassy carbon let to obtain sliding composites working at elevated temperature in extremely work condition then non modified polymer materials.

3

Określenie warunków karbonizacji prekursorów do wytwarzania węgla szklistego

Myalski J.

Problemy Eksploatacji

|

2007

|

nr 3

159-167

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące procesów destrukcji termicznej materiałów polimerowych wykorzystanych do wytwarzania węgla szklistego. Na podstawie wyników analizy deriwatograficznej ustalono parametry karbonizacji polimerów, wybrano materiał prekursora i wytworzono z niego węgiel szklisty. Otrzymany materiał węglowy został rozdrobniony do wielkości około 0,1 mm i wykorzystany jako komponent modyfikujący właściwości ślizgowe.

EN

The work presents research results considering thermal destruction processes of polymer materials utilized for the production of glassy carbon. On the basis of the thermogravimetric analysis' results the parameters of the polymers' carbonization were determined, precursor's material was selected and glassy carbon was produced from it. The obtained carbon material was disintegrated to size about 0.1 mm and applied as a component modifying the sliding and thermal properties.

4

Tribological properties of heterophase composites with an aluminium matrix

Myalski J., Wieczorek J., Dolata-Grosz A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 15, nr 1-2

53--57

EN

Purpose: The paper presents the investigation results of tribological properties of composites with an aluminium matrix, which contain various types of reinforcing particles. Design/methodology/approach: Tribological tests were carried out on composites containing SiC or Al2O3reinforcing particles (homophase composites) and composites reinforced with a mixture of SiC or Al2O3particles with an additive of glass carbon (heterophase composites) as a frictional properties modifier. Findings: The results of friction and wear coefficients’ investigation allowed the determination of how the addition of glass carbon can influence tribological characteristics. The replacement of the part of the reinforcement with glass carbon particles led to a reduction of both the friction and wear coefficients of heterophase composites and of the grey cast iron cooperating with them. Practical implications: The results obtained allow us to claim that it is possible to change the tribological properties of composites as a result of using reinforcing particles with various physical and mechanical characteristics. Originality/value: The utilization of heterophase reinforcement enables, to a large extent, the broadening of the possibilities of designing the tribological properties of friction couples.

5

Właściwości tribologiczne kompozytów o heterofazowym zbrojeniu mieszaniną cząstek ceramicznych i węgla szklistego

Myalski J., Wieczorek J., Dolata-Grosz A., Śleziona J.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 2

11-16

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych (współczynnik tarcia, zużycie) par ciernych żeliwo-kompozyt. Badaniom poddano kompozyty homofazowe i heterofazowe zbrojone cząstkami SiC lub Al2O3 z dodatkiem węgla szklistego (tab. 1). Badania przeprowadzono, wykorzystując tester tribologiczny T-01, a partnerem tarcia dla kompozytów było żeliwo (rys. 1). Zastosowanie zbrojenia heterofazowego jest rozwiązaniem pozwalającym w znacznym stopniu rozszerzyć możliwości projektowania właściwości tribologicznych skojarzeń ciernych. Możliwe staje się bowiem dobieranie takich układów zbrojenia, dzięki którym przy zachowaniu wysokiej wartości, a także stabilizacji współczynnika tarcia (rys. rys. 3 i 4) można ograniczyć zużycie elementów pary ciernej (tab. 2), ma to miejsce w przypadku kompozytów zbrojonych cząstkami jednakowej wielkości z dodatkiem węgla szklistego A50Cs i 550Cs. Jest też możliwe zmniejszanie wartości współczynnika tarcia w zależności od potrzeb konstrukcyjnych. Efekt ten można osiągnąć poprzez zastosowanie do zbrojenia kompozytów mieszaniny cząstek o różnej średnicy (materiały zbrojone: Al2O3 25, 50,100 žm, SiC 25, 50, 100 žm) lub przez zastosowanie cząstek różnej średnicy i dodatkowo węgla szklistego (materiały zbrojone: Al2O3 25, 50, 100 žm+ Cs 100 žm, SiC 25, 50, 100 žm + Cs 100 žm). Przedstawione w artykule wyniki badań dowodzą, że dodatek węgla szklistego bez względu na rodzaj ceramicznego zbrojenia poprawia właściwości tribologiczne układu. Wpływa on na stabilizację wartości współczynnika tarcia w funkcji drogi tarcia i znacznie obniża zużycie współpracujących elementów.

EN

Aluminium-based metal matrix composites are well-known for their high specific strength, stiffness and hardness. They are gaining further importance as their potential for wear resistance becomes established. In general, for sliding against metal and abrasives, many studies have reported that composites exhibit better wear resistance than the unreinforced alloys. The subject of the article are heterophase composites (ceramic particles, class carbon type) and production and evaluation of their tribological properties. The reduction of the results of the hard reinforcement particles influence on the collaborative element is possible thanks to the application of heterophase reinforcement (composed of several kind of reinforcement particles) (Tab. 1). The solution presented in the article assumes the wear reduction in the dry sliding conditions through the application of the Al2O3 and glass carbon mixture and SiC and glass carbon mixture as the rełnforcement. For all samples sliding distance was 5000 m, load 35N and sliding velocity 0.5 m/s. Abrasion was carried out with the use of tribological tester T-01 pin-on-disc (Fig. 2). Composite materials for the investigation composed of AK12+30% (Al2O3) were produced with the use of the suspension method. Generated material was formed in the shape of sleeve with the application of centrifugal casting. It permitted to produce composite layer which structure was composed of glass carbon particles surrounded by smaller diameter Al2O3 or SiC particles (Fig. 1). The investigation of the frictional composite-cast iron couple association conducted in the dry sliding conditions proved that addition of 5% glass carbon reduces 30% of cast iron wear and 20% of the friction coefficient (Figs 3 and 4). Microscopic examination of the erosion trace showed that heterophase reinforcement reduces composite abrasive wear (Tab. 2). Conducted researches gave expected results and further investigation will focus on the optimization of the phase composition proportion.

6

Zjawiska cieplne podczas tarcia materiałów kompozytowych

Posmyk A., Służałek G., Myalski J.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

179-183

PL

Przedstawiono wybrane właściwości cieplne użytych do badań tribologicznych materiałów kompozytowych na osnowie aluminium i jego stopów. Dokonano badań ze stykowym pomiarem temperatury w pobliżu strefy tarcia w skojarzeniach żeliwa z wybranymi materiałami kompozytowymi i osnowy. Przebadano aluminium (A199,95), stop AK12, stop AK12 zbrojony tlenkiem aluminium i amorficznym węglem szklistym. Dokonano symulacji przepływu ciepła generowanego tarciem, wykorzystując jednopunktowe źródło ciepła, i obliczono rozkład temperatur w pobliżu strefy tarcia. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono istotne różnice temperatur w pobliżu strefy tarcia dla różnych materiałów. Różnice te zależą od rodzaju i cech stereologicznych fazy zbrojącej. Najwyższa temperatura panuje w skojarzeniu z kompozytem zawierającym cząstki tlenku aluminium, a najniższa w skojarzeniu z czystym aluminium i kompozytem z amorficznym węglem szklistym.

EN

In this paper thermal properties of composite materials with aluminium and their alloys matrix used for tribological testing are presented (Tables 1 and 2). The tribological tests with measurement of temperature near the friction zone in pairing of cast iron against chosen matrix and composite materials were made. Aluminium alloy AK12 reinforced with aluminium oxide (Al2O3) and amorphous carbon (WS) were tested. The results are presented in Table 3. The simulation of the heat flow generated through the friction under the assumption of one-point heat source was made. The results are presented in Figure 5. For the statistical estimation of the contact surface between the sliding parts measurements of the stereological parameters of the reinforcing phase (RP) were made using the 3D profilmeter (Figs. 2 and 3). Friction generated heat comes from the point sources number of, which depends on the topography and stereological parameters of the reinforcing phase. Quantity of the friction generated heat depends on the friction coefficient, which depends on topography and chemical composition of the surfaces of sliding parts. The heat flow carried away from the friction area depends on the thermal properties of the contacting parts. The reinforcing parts project over the matrix surface more then 1 [micro]m (Fig. 3) and they are in contact with the sliding partner. As a results the local stresses and strains increase in cast iron as well as the friction coefficient does. The thermal conductivity coefficient of aluminia (AI2O3) is considerably lower then the one of aluminium. Therefore local thermal peaks take place in the friction area of the cast iron, wearing against composite materials. They are much higher then the ones during wearing against aluminium or silumin (AISi alloy, Table 3). On the base of the test the significant differences between the temperatures near the friction area were found (Table 3). Some results were obtained by theoretical simulation based on Fourier-Kirchhoff heat transfer function (Fig. 5). These differences depended on the type of the reinforcing phase and its stereological parameters. The highest temperature was measured in case of aluminia, and the lowest in case of pure aluminium.

7

Wpływ wielkości i udziału zbrojenia na właściwości kompozytów AK12-węgiel szklisty

Myalski J.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

154-158

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości fizykomechanicznych materiałów kompozytowych zawierających cząstki węgla o strukturze amorficznej. Dokonano oceny wpływu wielkości i udziału zbrojenia na wytrzymałość na rozciąganie i udarność oraz charakterystyki tribologiczne (współczynnik tarcia i zużycie). Stwierdzono, że o właściwościach mechanicznych decyduje przede wszystkim udział zbrojenia. Zwiększenie ilości cząstek obniża wytrzymałość na rozciąganie (rys. 1) i udarność (rys. 2b). Wielkość cząstek w mniejszym stopniu wpływa na zmianę właściwości mechanicznych. Na rysunku 2a można zauważyć, że energia zniszczenia kompozytów zawierających cząstki o wielkości powyżej 100 [mikro]m jest porównywalna pomimo zwiększenia udziału cząstek w kompozycie. Badania współczynnika tarcia wykazały, że ze wzrostem ilości zbrojenia następuje obniżenie współczynnika tarcia z 0,4 dla udziału 5% do około 0,12 dla udziału 20% (rys. 3). Również wielkość cząstki (rys. 3b) ma wpływ na współczynnik tarcia. Cząstki o wielkości 200 [mikro]m pozwalają na uzyskanie porównywalnych wartości współczynnika tarcia, w niewielkim stopniu zależnych od udziału zbrojenia. Wielkość cząstki decyduje jednak o charakterze zmian współczynnika tarcia. W przypadku małych cząstek współczynnik tarcia jest mały i stabilny, a po dłuższym okresie współpracy staje się niestabilny i gwałtownie wzrasta (rys. 4). Jest to spowodowane zmianami w warstwie wierzchniej kompozytu wynikającymi z wyrywania i wykruszania zbrojenia z osnowy.

EN

The results of the physicochemical properties of composite materials containing ceramic particles of carbon of amorphous structure have been presented. The influence of size and reinforcement value on tensile strength, impact and tribological characteristics (coefficient of friction and wear) were estimated. It has been found that above all the reinforcement value decide on mechanical properties. Enlargement of particles value leads to decreasing of tensile strength (Fig. 1) and impact strength (Fig. 2). It has been shown that particle size has small influence on studied properties. Figure 2a presented, that the destruction energy for the composites with particles of size above 100 [micro]m is comparable, when increase the particles value in composites. The research of coefficient of friction proved, that increase of reinforcement value leads to decreasing of coefficicnt of friction from 0.4 for 5% value to about 0.12 for 20% of particle value (Fig. 3). It has been also proved that the size of particles (Fig. 3b) has some influence on coefficient of friction. The coefficient of friction is comparable for the composites containing particles of 200 [micro]m size and is small dependent on reinforcement value. However size of the particles decide on the character of coefficient of friction changes. Coefficient of friction is Iow and stable for composites with small particles, but after long cooperation time it become unstable and rapidly increases (Fig. 4). The reason are the changes in surface area of composite, being the result of pulling out and crumbling out the reinforcement from the matrix.

8

Wpływ dodatku węgla szklistego na charakterystyki tribologiczne materiałów kompozytowych z osnową metaliczną

Myalski J.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 8

317-321

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych materiałów kompozytowych zawierających cząstki ceramiczne oraz cząstki węgla o strukturze amorficznej. Dokonano oceny wpływu różnych cząstek na wartość współczynnika tarcia i zużycie zarówno kompozytów, jak i materiału współpracującego w węźle tarcia. Pomiaru współczynnika tarcia oraz zużycia dokonano w warunkach ograniczonego smarowania. Przeprowadzone badania współczynnika tarcia wykazały, że dodatek węgla zmniejsza wartość współczynnika tarcia w porównaniu z kompozytami zawierającymi tradycyjne cząstki ceramiczne (rys. 1). Po wprowadzeniu węgla szklistego zmniejsza się również ich zużycie. Ubytek masy kompozytu z cząstkami węgla jest o połowę mniejszy niż w przypadku cząstek Al2O3 (rys. 2). Węgiel szklisty nie powoduje intensywnego zużywania materiału partnera współpracującego z nim podczas tarcia. Zmierzone wartości ubytku masy żeliwa współpracującego z kompozytem węglowym były prawie dziesięciokrotnie mniejsze niż po współpracy z kompozytem zawierającym cząstki tlenku aluminium (rys. 3). Przyczyną takiego zachowania się kompozytu jest odmienny mechanizm tarcia. W kompozytach zbrojonych cząstkami węgla szklistego w tarciu biorą udział cząstki węgla i nie zaobserwowano zużywania materiału osnowy (rys. 4a). Dominującym mechanizmem jest zużycie ścierne obserwowane w postaci mikrozarysowań wyłącznie w węglu szklistym. W kompozycie AK12-Al2O3 w tarciu udział biorą zarówno osnowa, jak i cząstki ceramiczne. W obszarze tarcia (rys. 4b) zaobserwowano procesy mikroskrawania w obu komponentach.

EN

In this paper the investigations results of tribological properties of composite materials containing ceramics particles carbon particles with amorphous structure have been presented. Composite on the metal matrix reinforced with particles was made using mixing technology. The influence of different particles on coefficient of friction and wear resistance of composite materials and materials co-operating with composite in tribological system nas been defined. Coefficient of friction and wear resistance was examined in friction with limited supply of lubricant. The results of investigation have shown that the glass carbon in metal matrix materials leads to decreasing coefficient of friction comparison to composite containing conventional particies (Fig. 1). The result of glass particle addition in this composite is decrease of abrasive wear resistance. Loss mass decrease in composite reinforced with glass carbon was about two times less then in composite materials containing Al2O3 particles (Fig. 2). Glass carbon particles do not lead to intensive wear of materials co-operating with them in friction. The loss mass of cast iron co-operating with carbon was about ten times less as in composite containing alummina particles (Fig. 3). The basic reason of composite behaviour was another mechanism of friction, which was observed when analysing the condition of the surface area in the examined materials. Composites reinforced with glass carbon particles did not show the intensive destruction of the friction surface. Only particles take part in friction, the visible signs of destruction of the surface in metal matrix are not obseryed (Fig. 4a). In structure of the friction area of AK12-Al2O3 composite the friction signs are visible as abrasive wear of particles and matrix (Fig. 4b).