Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Porous ceramic preforms dedicated for local reinforcement subjected to the squeeze casting infiltration process

Dudek P., Darłak P., Długosz P., Fajkiel A.

Problemy Eksploatacji

|

2015

|

no. 3

75--82

EN

An attempt was made to obtain ceramic preforms with different contributions of porosity. Compressive strength tests were carried out to estimate the ability of ceramic preforms to be utilised in the process of squeeze casting for the fabricating of metal matrix composites. The achieved ceramic preforms were subjected to the squeeze infiltration process, and materials with much higher mechanical properties relative to monolithic materials were obtained.

PL

Podjęto próbę uzyskania preform ceramicznych o różnym stopniu porowatości. Przeprowadzono badania ich wytrzymałości na ściskanie w celu określenia możliwości ich zastosowania w procesie otrzymywania kompozytów metalowo-ceramicznych technologią prasowania w stanie ciekłym. Otrzymane preformy poddano infiltracji ciśnieniowej i otrzymano kompozyty o znacząco wyższych właściwościach wytrzymałościowych w stosunku do odlewów monolitycznych.

2

Pianki korundowe wytworzone metodą gel-casting przeznaczone do infiltracji polimerami

Potoczek M., Ligoda J., Śliwa R. E.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

104--108

PL

Kompozyty polimerowo-ceramiczne o strukturze infiltrowanej charakteryzują się unikatową przestrzenną strukturą wzajemnie przenikających się szkieletów fazy polimerowej i ceramicznej. Jednym ze sposobów wytwarzania tego typu kompozytów jest infiltracja ciekłego polimeru do porowatej kształtki ceramicznej. W niniejszej pracy zastosowano kształtki z ceramiki korundowej o budowie pianki, wytworzone metodą żelowania spienionej zawiesiny (ang. gelcasting of foams). Zaletą tej ceramiki jest wyższa wytrzymałość mechaniczna w porównaniu z wytrzymałością wysokoporowatej ceramiki otrzymywanej dotychczas najbardziej popularną techniką, którą jest osadzenie ceramicznej masy lejnej na spienionym podłożu polimerowym (ang. polymeric sponge method). Przed procesem infiltracji wyznaczono porowatość całkowitą i otwartą pianek, a także rozmiar makroporów i połączeń pomiędzy makroporami. Wyznaczono także wytrzymałość na ściskanie, a także przepuszczalność pianek korundowych. Pianki ceramiczne infiltrowano trójfunkcyjną żywicą epoksydową, aby otrzymać materiały kompozytowe charakteryzujące się zwiększoną wytrzymałością mechaniczną oraz zmniejszoną palnością, przy jednocześnie małej gęstości – mogące mieć potencjalne zastosowanie w lotnictwie.

EN

Ceramic-polymer composites are characterized by the unique spatial structure of interpenetrating skeletons of polymer and ceramic phases. Infiltration of a liquid polymer into a porous ceramic material is the way of producing these type of composites. In this paper, alumina (α-Al2O3) samples of a foam structure produced by the gelcasting of foams process were used. The advantage of ceramic foams manufactured by the gelcasting method is higher mechanical strength when compared to those produced by the most popular technique known as the polymeric sponge method. Before the infiltration process, the alumina samples were characterized in terms of total and open porosity; sizes of macropores and interconnections between macropores were also determined. Compressive strength and permeability of the alumina foams were studied. The alumina foams were infiltrated by three-functional epoxy resins in order to obtain composite materials of low density having enhanced mechanical strengths and reduced flammability. These materials have potential application in aerospace industry.

3

Mechanical Properties of Alumina Foam/Tri-Functional Epoxy Resin Composites with an Interpenetrating Network Structure

Ligoda-Chmiel J., Potoczek M., Śliwa R. E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2757--2762

EN

Methods of measuring effective material properties, including Young’s, Kirchoff’s modulus or Poisson’s ratio for composites with an interpenetrating network structure, where the both constituent phases have widely different physical properties, do not lead to an unambiguous interpretation. The commonly- known static methods have the basic disadvantage that higher strain values are needed in order to obtain proper results which is generally impossible to achieve in the case of brittle materials, e. g. ceramics or polymers, as well as for composites created by connecting both these components. The measurement of strain values during the stress test, decreases the values of Young’s modulus from several per cent to several dozen per cent, due to appearance of micro fractures in the brittle materials. If there are differences in the values, then a special form and an appropriate amount of samples are needed. Dynamic methods of predicting an effective material properties (ultrasonic and impulse excitation of vibration techniques) are much more accurate, and their non- destructive nature mean that the samples can be used again in other experiments. This paper uses the traditional compression test and ultrasonic and impulse excitation of vibration methods to compare and analyze the experimental material properties, such as Young’s modulus, Kirchoff’s modulus and Poisson’s ratio using alumina foam/tri-functional epoxy resin composites with an interpenetrating network structure.

PL

Metody wyznaczania stałych materiałowych, m.in. modułu Younga, Kirchoffa oraz współczynnika Poissona kompozytu o strukturze infiltrowanej, w którym obie fazy ciągłe charakteryzują się zupełnie innymi właściwościami fizycznymi, nie są jednoznaczne w interpretacji. Powszechnie znane metody statyczne pomiaru mają tę ujemną stronę, że do otrzymania dokładnych wyników, konieczne są większe odkształcenia, co jest z reguły niemożliwe do osiągnięcia dla materiałów kruchych, tj. ceramicznych lub polimerowych, a tym samym dla kompozytów powstałych przez połączenie tych dwóch komponentów. Pomiar odkształcenia względnego, powstającego podczas przyłożonego naprężenia obniża wartość mierzonego modułu Younga od kilku do kilkudziesięciu procent, z uwagi na pojawiające się w próbce mikropęknięcia. Ze względu na duży rozrzut wyników, metoda ta wymaga specjalnego kształtu i odpowiedniej ilości próbek. Dynamiczne metody wyznaczania stałych materiałowych (metoda ultradźwiękowa, metoda wzbudzania impulsu akustycznego) są znacznie dokładniejsze i nie mają wyżej wymienionych niedogodności, ponadto są to pomiary nieniszczące, pozwalające na ponowne wykorzystanie próbek do innych badań. W niniejszej pracy dokonano analizy porównawczej wartości eksperymentalnych stałych materiałowych, tj. modułu Younga, modułu Kirchoffa kompozytów pianka korundowa/trójfunkcyjna żywica epoksydowa o strukturze wzajemnie przenikających się faz, otrzymanych tradycyjną metodą statycznego ściskania, a także metodą ultradźwiękową oraz metodą wzbudzania impulsu akustycznego.

4

Al/CF composites obtained by infiltration method

Dolata A. J., Dyzia M., Śleziona J.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 4

310-316

EN

Aluminium alloys reinforced with carbon fibres can find applications in a variety of light constructions operating in complex load conditions. The methods of obtaining these types of composites are mainly based on liquid-phase methods, where the connection between the composites is achieved as a result of wetting the reinforcement phase with a liquid metal. For these processes, the aluminium matrix should be characterized by high strength, the possibility for heat treatment and adequate technological properties (high castability, good wettability of carbon fibre surface by molten metal). A following important aspect in the Al/CF discussed system is a reduction of reactivity between the liquid aluminium and carbon fibre. In the article, the results of infiltration tests on nickel coated carbon performs by a liquid Al alloy have been presented. In the examinations, aluminium with a silicon alloy (226D) modified by magnesium and strontium were used. The infiltration process was carried out on a Degussa press. The manufactured composite plates were characterized a regular shape, without surface casting defects. The nickel coating prevents the destruction of the fibres, but the reaction of Ni with the liquid aluminum alloy in the boundary area leads to the precipitation of a ductile phase of the Al-Ni system. Decohesion takes place among the matrix and fibres, which allows the supposition that the composite will be characterized by good mechanical properties. This requires experimental verification, which is planned in the successive stage of the research in the project "3D-textile reinforced aliminium matrix composites (3D-CF/Al-MMC) for complex stressed components in automobile applications and mechanical engineering" in the frames of the programme supported by the Polish Ministry of Science and Higher Education and by the DFG in Germany in the Polish-German Bilateral Project.

PL

Stopy aluminium wzmacniane włóknami węglowymi mogą znaleźć zastosowanie w wielu lekkich konstrukcji, pracujących w złożonych warunkach obciążenia. Metody wytwarzania tego rodzaju kompozytów są oparte głównie na metodach ciekłofazowych, gdzie połączenie pomiędzy komponentami uzyskuje się w wyniku zwilżania fazy zbrojenia przez ciekły metal. Dla tego typu procesów aluminiowa osnowa powinna charakteryzować się wysoką wytrzymałością, możliwością przeprowadzenia obróbki cieplnej i odpowiednimi właściwościami odlewniczymi (wysoką lejnością, dobrą zwilżalnością powierzchni włókien węglowych, niską lepkością). Kolejny ważny aspekt w omawianym układzie komponentów to konieczność obniżenia reaktywności występującej pomiędzy ciekłym stopem aluminium a włóknami węglowymi. W artykule przedstawiono wyniki badań procesu infiltracji ciekłym stopem Al tkanin węglowych z powłoką niklową. Do infiltracji tkanin węglowych zastosowano stop aluminium z krzemem (226D) modyfikowany dodatkami magnezu i strontu. Proces infiltracji przeprowadzono na prasie Degussa. Wytworzone płytki kompozytowe charakteryzowały się regularnym kształtem bez powierzchniowych wad odlewniczych. Potwierdzono korzystny wpływ powłoki niklowej, która zabezpiecza włókna przed zniszczeniem. Jednak reakcja Ni z ciekłym stopem aluminium w obszarze granicznym prowadzi do powstania kruchych faz z układu Al-Ni. Zniszczenie materiału kompozytowego zachodzi poprzez osnowę i włókna, co pozwala przypuszczać, że kompozyty będą charakteryzowały się dobrymi właściwościami mechanicznymi. Wymaga to jednak dalszej weryfikacji eksperymentalnej planowanej w kolejnych etapach badawczych. Prace zostały zrealizowane w ramach projektu finansowanego w programie DFG: "Kompozyty o osnowie aluminiowej ze wzmocnieniem tekstylnym typu 3-D (3D-CF/Al-MMC) dla elementów podlegających złożonym obciążeniom w przemyśle samochodowym i w budowie maszyn".