Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Development of Al-Ti-C porous structures for reinforcing aluminum matrix composites

Dmitruk Anna, Naplocha Krzysztof

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 3

172--177

EN

Open-porous preforms from Al-Ti-C compounds were successfully ignited and synthesized by combustion synthesis in a microwave field. The reaction course and the temperature were remarkably affected by the preparation method and molarratio of the substrates, as well as the position of the green sample in the microwave field generated by a single mode microwave reactor. The manufactured structures were characterized by SEM investigations. The addition of aluminum powder to the mixture moderates the reaction and temperaturę variations, allowing the course of synthesis in explosive mode to be avoided. Among the reported developed materials the following can be distinguished: Ti-Al intermetallics, titanium carbides and MAX phases belonging to the Ti-Al-C system. The prepared and selected Al-Ti C preforms were subsequently infiltrated with an AlSi12 aluminum alloy by the squeeze casting method. The composite materials exhibit a relatively homogeneous microstructure with low residual porosity and a good reinforcement/matrix interface.

PL

Otwarte porowate preformy ze związków Al-Ti-C z powodzeniem zapalono i zsyntetyzowano poprzez syntezę spaleniową w polu mikrofalowym. Znaczący wpływ na przebieg i temperaturę reakcji miał sposób przygotowania i stosunek molowy sub-stratów oraz położenie próbki w polu mikrofalowym generowanym przez jednomodowy reaktor mikrofalowy. Wytworzone struktury scharakteryzowano za pomocą badań SEM. Dodatek proszku aluminium do mieszaniny łagodzi przebieg reakcji i zmiany temperatury, pozwalając uniknąć przebiegu syntezy w trybie wybuchowym. Spośród wytworzonych materiałów można wyróżnić następujące: fazy międzymetaliczne Ti-Al, węgliki tytanu i fazy typu MAX należące do układu Ti-Al-C. Przygotowane i wyselekcjonowane preformy Al-Ti-C następnie infiltrowano stopem aluminium AlSi12 metodą prasowania ze stanu ciekłego. Materiały kompozytowe wykazują stosunkowo jednorodną mikrostrukturę o niskiej porowatości resztkowej i dobrej granicy faz umocnienie/osnowa.

2

Characterization of SiC particle reinforced copper matrix composite with copper wire structure

Singh Ashish, Srivastava Rajeev, Bisht Vijay Singh, Bhandari Prabhakar

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 3

178--183

EN

Composites have become a very important class of materials in our everyday life. In the present work, the effect of a copper wireframe structure in SiC particle reinforced copper matrix composites on the compressive strength and other physical properties was analysed. SiC particle reinforced copper matrix composites with and without a copper wireframe structure were fabricated by the powder metallurgy method and sintering was performed at 700°C in atmospheric condition. The copper wire used for making the wireframe structure has diameters of 0.2 and 0.3 mm. A scanning electron microscope (SEM) with magnification of 500X was used to characterize the sintered composites. In addition, hardness tests were performed on a Vickers hardness testing machine and compression testing was carried on a UTM machine. It was observed that the formation of Cu reinforced with 5-7 wt.% SiC and 0.1-0.2 wt.% copper wireframe structure composites was successful. It can be concluded that the hardness of the Cu-SiC composite rises with the increase in the wt.% of reinforcement, while the copper wireframe structure in the composite had a negligible effect on the hardness. However, the addition of the copper wireframe structure resulted in increased compressive strength.

3

Badania zmęczeniowe i metalograficzne bimetalu stal-tytan

Kurek A., Wachowski M., Niesłony A., Płociński T., Kurzydłowski K. J.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2014

|

z. 103

117--118

EN

This paper presents the results of fatigue and metallographic tests of explosively clad¬ded titanium-steel bimetal.

PL

Badania prezentowane w pracy dotyczą kompozytu metalicznego, zwanego platerem, uzyskiwanego podczas tak zwanego platerowania wybuchowego. Celem pracy jest kompleksowe przedstawienie zagadnień dotyczących bimetalu stal-tytan w kontekście badań zmęczeniowych i materiałowych. Wyniki tych badań zostaną wykorzystywane podczas opracowywania modeli opisujących mechanikę zniszczenia oraz rozkładów naprężeń i odkształceń w materiałach platerowanych metodą wybuchową.

4

Kompozyty metaliczne wytwarzane metodą mechanicznej syntezy — przykład układu Al-Mg-ZrSi2

Błaż L., Kula A., Sugamata M., Kaneko J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2007

|

R. 52, nr 11

823-828

PL

Przedstawiono skrótowy przegląd badań lekkich kompozytów metalicznych na osnowie Al i stopu Al-Mg wytwarzanych w ramach współpracy badawczej Nihon University w Tokio i Akademii Górniczo-Hutniczej. Od 1998 roku prowadzone są badania kompozytów zawierających 8÷19 % tlenków metali ze szczególnym uwzględnieniem wpływu temperatury na strukturę i własności materiału. Reakcja chemiczna w podwyższonej temperaturze może spowodować redukcję tlenków (Me-O) i zmiany struktury prowadzące do utworzenia tlenków aluminium lub złożonych faz Al(Mg)-O. Wyróżniono dwie podstawowe grupy kompozytów: (1) materiały, w których zredukowany metal (Me) jest praktycznie nierozpuszczalny w osnowie, oraz (2) materiały, w których uwolniony Me tworzy fazy międzymetaliczne z metalem osnowy. Istotnym problemem w produkcji kompozytów jest porowatość pojawiająca się przede wszystkim w wyniku reakcji chemicznej zależnie od lokalnej zmiany objętości składników i produktów reakcji w stanie stałym. W poszukiwaniu nowych składników umacniających kompozyty zwrócono uwagę na inne związki metali, które nie powodują nadmiernego utleniania osnowy, tak jak w wyniku redukcji tlenków. Wstępne badania zostały przeprowadzone dla kompozytu Al(Mg)-ZrSi2. Stwierdzono, że reakcja chemiczna między składnikami podczas wyżarzania lub odkształcania w podwyższonej temperaturze nie prowadzi do nadmiernych zmian silnie rozdrobnionej struktury materiału. Wielkość obserwowanych w osnowie dyspersyjnych tlenków typu Al-Mg-O nie ulega praktycznie zmianie nawet po przetopieniu kompozytu.

EN

Brief overview through research work on light-metal based composites developed at Nihon University, Tokyo and tested at AGH — University of Science and Technology according to bilateral research cooperation program is presented. Since 1998 a number of experiments were performed on aluminum and aluminum-magnesium based composites containing 8÷10 % other metal oxides in order to test the effect of temperature on the material structure and properties. Chemical reaction between the composite components at high enough temperature result in reduction of Me-oxides and development of very fine Al- and Al(Mg)-oxides within the matrix. In general, two groups of composites were distinguished: (1) composites containing Me-elements that are insoluble in Al-matrix and (2) composites containing Me-elements that create Al-Me or Al-Mg-Me intermetallics. Material porosity was found to depend on local volume contraction during chemical reaction as well as following intermetallic grains growth and related contraction/expansion effect. Searching for new hardening components was undertaken in order to select oxygen-free hardening components that avoid excessive oxidation of the matrix that result from chemical reaction at high temperature. Preliminary experiments were performed on Al(Mg)-ZrSi2 composite. It was observed that heavy refined structure of mechanically alloyed composite was practically unchanged during annealing even if some structural processes from chemical reaction between components were observed. Very fine Al(Mg)-O particles, that developed in the composite matrix, were practically stable in their size even if the material was re-melted above the matrix liquidus temperature.

5

Kompozyty wytwarzane metodą mechanicznej syntezy aluminium i tlenków metali

Błaż L.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2005

|

R. 50, nr 1

24-32

PL

Przedstawiono najważniejsze wyniki badań kompozytów metalicznych na osnowie metali lekkich - głównie aluminium - prowadzonych w ramach współpracy naukowej między Nihon University w Tokio i Akademią Górniczo-Hutniczą w Krakowie. Część prezentowanych wyników badań opublikowano już wcześniej w czasopismach zagranicznych. Jednakże, ze względu na możliwość zainteresowania krajowych zespołów opracowujących nowe technologie przemysłowe wytwarzania nowoczesnych kompozytów metalicznych, uznano za wskazane zwiększenie przystępności informacji naukowych w tej dziedzinie badań również w języku polskim. Kompozyty metaliczne, opisane w niniejszym opracowaniu, zostały wykonane metodą mechanicznej syntezy aluminium z dodatkiem 8+10 % wagowych tlenków innych metali (MeO) w laboratoriach Nihon University. Otrzymane proszki stopowe poddano sprasowaniu pod ciśnieniem 100 MPa, a następnie metodą wyciskania w podwyższonej temperaturze (673 K) uzyskano pręty o średnicy 7 mm. Przeprowadzono obserwacje struktury materiałów wyjściowych, analizy rentgenowskie składu fazowego, oraz - dla niektórych materiałów -próby wysokotemperaturowego odkształcania i ocenę wpływu czasu wyżarzania na strukturę i własności kompozytów. W warunkach wyżarzania zmiany strukturalne zależą przede wszystkim od skutków reakcji chemicznej między osnową a tlenkami. Większe powinowactwo tlenu do aluminium prowadzi do redukcji tlenków MeO do postaci metalicznej Me z równoczesnym utworzeniem silnie dyspersyjnych wydzieleń tlenku aluminium. Rozkład uwolnionego pierwiastka Me zależy od możliwości tworzenia roztworu stałego w osnowie lub faz międzymetalicznych pomiędzy aluminium i Me. Wyróżniono dwie podstawowe grupy kompozytów, w których: (1) pierwiastek Me nie tworzy faz międzymetalicznej z metalem osnowy i jego rozpuszczalność w roztworze stałym jest bardzo ograniczona, (2) pierwiastek Me tworzy fazy międzymetaliczne w układzie Al-Me. Wadą powyższych kompozytów jest znaczny wzrost porowatości materiału po wyżarzaniu, szczególnie silny w przypadku wyżarzania pierwszej grupy metali Me. W kompozytach należących do drugiej grupy wzrost ziarn fazy międzymetalicznej o mniejszej gęstości niż średnia gęstość tworzących ją metali, może w skuteczny sposób zmniejszyć tendencję do tworzenia się mikroporów podczas wyżarzania.

EN

An overview thorough research works on light-metal based composites developed at Nihon University - Tokyo - and tested according to joined research cooperation program at AGH - University of Science and Technology is presented. Aluminum-based composites were produced at Nihon University by mechanical alloying (MA) of light metal powders with 8+10 wt. % additions of heavy-metal oxides (MeO). Received MA powders were consolidated by compression under the pressure of lOO MPa then hot extruded at 673 K. Structural observations and hot deformation tests were performed on samples machined from hot extruded rods of 7 mm in diameter. Annealing experiments and structure observations revealed the effect of temperature on the material structure and properties that mostly depends on chemical reaction between MeO particles and Al-matrix. Reduction of metal oxides within Al-matrix can result from highest affinity of oxygen to aluminum than to Me-element. Redistribution of material components depends on solubility of Me-additive in Al-matrix. In general, two groups of composites were distinguished: (1) composites containing Me-elements that are insoluble in Al-matrix and (2) composites containing Me-elements that create Al-based intermetallics. Material porosity was found to increase effectively during annealing of the first group of composites. However, due to intermetallic grain growth and related local lattice expansion, the porosity of annealed 2 type composites could become reduced.

6

Cechy strukturalne i właściwości kompozytów uzyskanych metodą mechanicznej syntezy aluminium i tlenków metali

Błaż L.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 7-8

320-323

PL

W pracy przedstawiono skrótowe omówienie wyników badań kompozytów metalicznych na osnowie aluminium, które są wykonywane od roku 1998 w ramach współpracy naukowej między Nihon University - Tokio - a Akademią Górniczo - Hutniczą w Krakowie. Kompozyty zawieraja dodatek 8 - 10% tlenków innych metali (MeO). Silne rozdrobnienie składników strukturalnych do wielkości nanometrycznych, jest główną przyczyną wysokich własności wytrzymałościowych badanych materiałów. W warunkach wysokotemperaturowego wyżarzania stwierdzono jednak niestabilność struktury wynikającą przede wszystkim z reakcji chemicznej między składnikami kompozytów. Wyróżniono dwie grupy stopów. Do pierwszej można zaliczyć te komozyty, w których redukcja tlenku MeO prowadzi do powstania cząstek czystego metalu Me, który praktycznie nie rozpuszcza się w aluminium, ani nie tworzy z aluminium fazy międzymetalicznej. Utworzenie w strukturze cząstek Me i tlenku aluminium prowadzi do lokalnego zmniejszenia objętości właściwej materiału i wzrostu jego porowatości. Druga grupa kompozytów zawiera dodatek MeO, który po redukcji w fazie stałej prowadzi do utworzenia fazy międzymetalicznej AlxMey. Ponieważ utworzenie ziaren fazy międzymetalicznej wiąże się ze wzrostem objętości właściwej materiału, porowatość wyżarzonych materiałów jest znacznie mniejsza.

EN

A short overview thorough research works on Al - based composites developed at Nihon University - Tokyo - abd tested according to the cooperation program with AGH - University of Sience and Technology is presented. Mechanically alloyed aluminum - based composites with 8 - 10 wt. % additions of hevy - metal oxides (MeO) were presented. High mechanical properties of the materials were found to result from nanometric in size mechanically refined structural components. High temperature annealed was found to result in chemical reaction between aluminium and MeO. On the basis of structural observations preformed on as annealed materials, two sets of composites were distinguished. The first set of composites contained addition of metal Me, which does not dissolve in AL - matrix and does not from any intermetallics. In result of annealing, very fine needle - likeparticles of Al2O3 and Me - particles were grown in the matrix. Socond group of composites contained Me -elements that can create AlxMey intermetallics. In general, an undesirable effect of increased material porosity at high temperature was observed. Effective increase of the porosity was observed for the first set of annealed materials as a result of chemical reaction between oxide particles and AL - matrix. The porosity was efffectively reduced for the second set of composites as the combination of aluminium and Me -element caused the development of intermetallic grain that promote a local volume expansion.

7

Metody spajania materiałów specjalnych.

Włosiński W.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2001

|

R. 45, nr 5

126-130

PL

Podano wybrane właściwości i zakres zastosowań materiałów ceramicznych, kompozytów metalicznych i kompozytów ceramicznych. Omówiono następujące techniki spajania ceramiki i kompozytów z metalami: spajanie przez spiekane warstwy metaliczne, spajanie aktywne, zgrzewanie dyfuzyjne oraz inne. Podano tabelaryczne zestawienie technik spajania materiałów kompozytowych.

EN

Some selected properties and scope of application of ceramic materials as well as metallic and ceramic composites have been given. It has been discussed the following techniques of joining of ceramic materials and ceramics-metal composites: joining with use of intermediate sintered metallic layers, joining with use of active solders, diffusion welding and the other techniques. The techniques of welding of selected composite materials have been tabulated.