Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The possibility of producing graded Al2O3-Mo, Al2O3-Cu, Al2O3-W composites using CSC method

Wachowski M., Kaszuwara W., Miazga A., Konopka K., Zygmuntowicz Justyna

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2019

|

Vol. 67, nr 2

179--184

EN

The subject of the study was the production and characterization of three ceramic-metal graded composites, which differed in addition of the metallic phase. The following composites systems were investigated: Al2O3-Mo, Al2O3-Cu, Al2O3-W. Composites were produced by centrifugal slip casting method. This technique combines the classic casting of the slurry into porous molds with the action of centrifugal force. As a result, sleeve-shaped shapes with a metallic phase gradient were obtained. X-ray phase analysis have not revealed new phases in the produced composites. The type of metallic phase and its distribution in the ceramic matrix influenced the hardness of the produced composites.

2

Preliminary Tests of Cellular SiC/Iron Alloy Composite Produced by a Pressureless Infiltration Technique

Lipowska B., Psiuk B., Cholewa M., Kozakiewicz Ł.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 1

115--120

EN

Preliminary tests aimed at obtaining a cellular SiC/iron alloy composite with a spatial structure of mutually intersecting skeletons, using a porous ceramic preform have been conducted. The possibility of obtaining such a composite joint using a SiC material with an oxynitride bonding and grey cast iron with flake graphite has been confirmed. Porous ceramic preforms were made by pouring the gelling ceramic suspension over a foamed polymer base which was next fired. The obtained samples of materials were subjected to macroscopic and microscopic observations as well as investigations into the chemical composition in microareas. It was found that the minimum width of a channel in the preform, which in the case of pressureless infiltration enables molten cast iron penetration, ranges from 0.10 to 0.17 mm. It was also found that the ceramic material applied was characterized by good metal wettability. The ceramics/metal contact area always has a transition zone (when the channel width is big enough), where mixing of the components of both composite elements takes place.

3

Processing, Microstructure and Properties of Different Method Obtained Cu-Al2O3 Composites

Strojny-Nędza A., Pietrzak K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1301--1306

EN

Alumina/copper composites are used where high thermal conductivity, high absorption and dissipation of heat, high resistance to thermal fatigue and good frictional wear resistance are required. The properties of these composites depend on a number of factors including the content, shape and distribution of the ceramic phase, the method of their obtaining, as well as the conditions under which they are obtained. All these variables have influence on mentioned properties and, in consequence, on the future applications of the final material. The aim of this paper was to develop Cu /Al2 O3 composites, processed using two techniques, namely sintering (of Cu /Al2 O3 high-energy mixed powders) and tape casting (of slurry of the following composition: 1, 3 and 5 vol.% of Al2 O3 phase; the remaining part: Cu). The compositions were determined taking into consideration the planned applications. The paper presents newly developed technologies, the results of both microstructure investigations as well as of the measurements of selected physical and mechanical properties (microhardness, wear resistance, thermal conductivity etc.) and contains the analysis of the influence of selected techniques and processing conditions on the properties and the interface morphology between ceramic and copper.

PL

Kompozyty na bazie miedzi znajdują zastosowanie tam, gdzie jest wymagane: wysokie przewodnictwo cieplne, wysoka absorpcja i rozpraszanie ciepła, wysoka odporność na zmęczenie cieplne i dobra odporność na zużycie ścierne. Właściwości tych kompozytów zależą od wielu czynników tj. zawartości, kształtu i rozkładu fazy ceramicznej w metalowej osnowie jak również od samego sposobu (warunków) ich wytwarzania. Celem niniejszej pracy było otrzymanie kompozytów Cu-Al2 O3 stosując dwie techniki: spiekania mieszaniny proszków pod ciśnieniem oraz odlewanie folii kompozytowych (tape casting), laminowanie oraz końcowe spiekanie otrzymanych materiałów. Ze względu na przyszłe zastosowania tych kompozytów (m.in. elementy w układach turbin w samolotach) wytypowane zostały następujące składy: 99%ob j:Cu-1%ob j:Al2 O3 , 97%ob j:Cu-3%ob j: Al2 O3 , 95%ob j:Cu-5%ob j: Al2 O3 : W prezentowanej pracy przedstawiono dwie technologie otrzymania kompozytów na bazie miedzi. Przeprowadzone zostały badania mikrostruktury otrzymanych kompozytów ze szczególnym zwróceniem uwagi na możliwość pojawienia się warstwy przejściowej ceramika/metal. Przeprowadzone zostały również badania właściwości fizycznych (twardość, gęstość), badania właściwości cieplnych (dyfuzyjność cieplna, przewodnictwo cieplne) oraz badania właściwości mechanicznych (zużycie ścierne) otrzymanych kompozytów.

4

SEM and TEM studies of NiAl2O4 spinel phase distribution in alumina matrix

Konopka K., Lityńska-Dobrzyńska L., Dutkiewicz J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

501--504

EN

Methods of enhancing of mechanical properties of ceramic-metal composites, particularly fracture toughness by introducing dispersed metal particles such as W, Mo, Ni, Al, etc to a ceramic matrix are well known. However, the dependence of the microstructures, especially interfaces, on the properties of composites is not well understood yet. Moreover, the ceramic-metal interfaces play a crucial role in tailoring the composite properties. In this paper we examine the alumina matrix composite with NiAl2O4 spinel phase and present the SEM and TEM studies of spinel distribution, size and crystallographic orientation. The composites were prepared by sintering Al2O3 and Ni powders below the melting point of Ni in argon. During the process of sintering the spinel phase appeared. It was not homogeneously distributed in the alumina matrix. The spinel phase areas were linked together and constituted an almost continuous form. We observed that the distribution and size of spinel influenced the fracture toughness of the composite.

PL

Wprowadzenie do osnowy ceramicznej cząstek metalu np. W, Mo, Ni, Al, a także innych zapewnia wzrost odporności na pekanie uzyskanych kompozytów. Jest to już dobrze znany fakt, jednakże nie do końca opisany jest wpływ powierzchni międzyfazowych na właściwości kompozytów. W pracy analizowano kompozyt Al2O3 -Ni z udziałem spinelu NiAl2O4 . Obserwacje SEM i TEM ujawniły niejednorodne rozmieszczenie spinelu w objętości materiału. Opisano orientacje krystalograficzną, grubość i kształt fazy spinelowej. Powstający na granicach między cząstkami niklu a osnową Al2O3 spinel tworzy prawie ciągłe układy łączące sąsiednie cząstki niklu. Stwierdzono wpływ fazy NiAl2O4 na odporność na pękanie kompozytów.

5

Microstructure and properties of hot-pressed molybdenum-alumina composites

Chmielewski M., Dutkiewicz J., Kaliński D., Lityńska-Dobrzyńska L., Pietrzak K., Strojny-Nędza A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 3

686-693

EN

Brittleness is the main technical limitation on a wide use of advanced ceramic materials. To overcome this problem, ceramic-metal composites are commonly applied. A principal advantage of ceramic-metal composite materials is their higher resistance to brittle fracture. An increase of fracture toughness depends on the type, amount, size and shape of a metallic component. The metallic phase can additionally modify physical, mechanical and thermal properties of materials. The results of experiments concerning a manufacturing process of Mo-Al2O3 composite materials obtained by the hot pressing method were presented. Two powder mixtures with different volume fraction of aluminium oxide were prepared in a planetary ball mill. The hot pressing process allowed to obtain well-densified metal matrix composites (˜99% of a theoretical density). Microstructural observations of sinters were conducted using scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and transmission electron microscopy. Very stable bonding between metal and ceramic grains was observed. Complex investigations of the physical and mechanical properties of obtained molybdenum-alumina composite materials seem to be very promising from an application point of view.

PL

Główna przyczyną ograniczenia stosowalności zaawansowanych materiałów ceramicznych jest ich kruchość. W celu pokonania tego problemu powszechnie stosuje sie kompozyty ceramiczno-metalowe, których zaletą jest wyższa odporność na kruche pękanie w porównaniu z materiałami ceramicznymi. Zależy ona od wielu czynników m.in. rodzaju, ilości, wielkości oraz kształtu zastosowanego metalu. Ostatecznym zmianom ulegają równiez inne właściwości tj. fizyczne, mechaniczne, termiczne. W pracy przedstawiono wyniki technologicznych prób otrzymywania materiałów kompozytowych Mo-Al2O3 przy wykorzystaniu techniki spiekania pod ciśnieniem. Mieszaniny proszków o różnych udziałach objętosciowych fazy ceramicznej przygotowano w planetarnym młynku kulowym. Ostateczny proces zageszczania pozwolił uzyskac materiały o wysokiej gestości względnej (powyżej 99% gęstości teoretycznej). Analizowano mikrostrukturę spieków z wykorzystaniem skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Stwierdzono występowanie bardzo dobrego połączenia fazy ceramicznej z osnową metalową. Przeprowadzono szeroką analizą właściwosci fizycznych i mechanicznych uzyskanych kompozytów, co powinno pozwolić na rozszerzenie możliwości aplikacyjnych opracowanych tworzyw.