Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modeling of thermal residual stresses in the SiC-TiB2 composite system considering real microstructure and thermo-mechanical properties anisotropy

Grabowski G., Pędzich Z.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 2

176--182

EN

The results are presented concerning simulations of the distribution of thermal residual stresses in a ceramic matrix particulate-reinforced composite in the SiC-TiB2 system. The stresses arise during cooling of the material after sintering due to differences in thermal expansion and elastic properties of the component phases, and belong to the most important factors for increasing fracture toughness of ceramic composites. A computational model was built on the basis of the real microstructure of the SiC-TiB2 composite. The material properties of component phases used in calculations included their temperature dependences. A temperature difference caused shrinkage and residual stress was adopted by means of the analysis of the sintering curves. The simulations were performed by using the finite element method. The results of simulations were compared with the calculated values of residual stresses, basing on analytical models and experimental data. The comparison shows good agreement. This allows an elaborated model to be used to solve more complex problems concerning fracture analysis of ceramic matrix composites.

PL

Zaprezentowano wyniki dotyczące symulacji rozkładu cieplnych naprężeń resztkowych w kompozycie dyspersyjnych z osnową ceramiczną z układu SiC-TiB2. Naprężenia powstały podczas studzenia materiału po spieczeniu z powodu różnic w rozszerzalności cieplnej i właściwościach sprężystych składowych, a należą one do najważniejszych czynników odpowiedzialnych za zwiększenie odporności na pękanie kompozytów ceramicznych. Model obliczeniowy został zbudowany na bazie rzeczywistej mikrostruktury kompozytu SiC-TiB2. Właściwości materiałowe składowych faz użyte w obliczeniach uwzględniały ich zależność od temperatury. Różnica temperatury powodująca skurcz i naprężenia resztkowe została uzyskana za pomocą analizy krzywych spiekania. Symulacje przeprowadzono z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Otrzymane wyniki porównano z wynikami obliczeń naprężeń resztkowych opartych na modelach analitycznych i danych eksperymentalnych, uzyskując dobrą zgodność, co pozwoliło na opracowanie modelu użytecznego do rozwiązywania bardziej skomplikowanych problemów dotyczących analizy pękania kompozytów z osnową ceramiczną.

2

The influence of residual stress in selected non-oxide ceramics composites on their wear resistance in different environments

Pędzich Z., Grabowski G., Saferna I., Ziąbka M., Gubernat A., Kot M.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 4

203--208

EN

The application of structural non-oxide ceramics is at present a common trend in machines and the construction of mechanical devices. Dense ceramic sinters made of silicon carbide or silicon nitride very often replace metallic parts. The advantages of ceramics are especially evident when they work as parts of machinery exposed to the action of loose and hard particles. The paper compares the abrasive wear susceptibility of both the mentioned phases and two particulate composites made on SiC and Si3N4 matrices. Two types of tests were performed. The Dry Sand Test, which indicates the wear susceptibility of the material to wear during the abrasive action of hard particles without any lubricant, was the first one. The Miller Test was the second. This test examined the wear of materials during the action of hard particles in a wet environment (pulp). In both tests the same abrasive, silicon carbide powder, was used.

PL

Zastosowanie ceramiki nietlenkowej jest obecnie powszechnym trendem w konstruowaniu części maszyn i urządzeń. Gęste spieki z węglika krzemu i azotku krzemu bardzo często zastępują części metaliczne. Zalety materiałów ceramicznych są wyraźnie widoczne wówczas, gdy części maszyn są narażone na działanie luźnych, twardych cząstek. Prezentowany artykuł porównuje podatność na zużycie ścierne obu wymienionych faz, a także kompozytów na ich osnowach. Wykonano dwa rodzaje testów zużycia. Pierwszy to tzw. Dry Sand Test, który mierzy podatność na zużycie ścierne luźnym ścierniwem, w warunkach suchych, bez smarowania. Drugim testem był tzw. test Millera, który pozwala uzyskać informacje na temat zużywania się materiałów podczas działania luźnych, twardych cząstek w środowisku mokrej pulpy, tj. gęstej zawiesiny. W obu testach użyto tych samych ziaren ściernych, gruboziarnistego węglika krzemu.

3

Cavitation wear of ceramic. Part 2, Cavitation wear mechanisms of composites with oxide matrices

Pędzich Z., Jasionowski R., Ziąbka M.

Composites Theory and Practice

|

2014

|

R. 14, nr 3

139-144

EN

The usage of ceramic materials in applications endangered by intensive cavitation could limit erosion phenomena. Especially effective improvement could be achieved with the application of sintered ceramic matrix composites (CMC). The presented work describes the cavitation wear resistance of a few CMCs in comparison to mono-phase ceramic sinters made of alumina and tetragonal zirconia. Their degradation was described by the volumetric loss of material. Additionally, the cavitation degradation mechanisms of each particular material were determined by detailed observations of worn surfaces at different stages of wear.

PL

Użycie materiałów ceramicznych w zastosowaniach, w których materiał narażony jest na intensywną kawitację, może ograniczyć zużycie. Szczególnie efektywną poprawę można uzyskać, stosując spieki kompozytów ziarnistych składające się z faz ceramicznych (CMC). Prezentowana praca przedstawia odporność na zużycie kawitacyjne kilku materiałów kompozytowych w odniesieniu do jednofazowych spieków tlenkowych (korundu oraz tetragonalnych polikryształów dwutlenku cyrkonu). Porównane zostały wartości zużycia objętościowego oraz mechanizmy zniszczenia poszczególnych materiałów. Te ostatnie określano poprzez szczegółową obserwację stanu powierzchni na różnych etapach zużycia.

4

Zużycie ścierne kompozytów na osnowie tetragonalnych polikryształów dwutlenku cyrkonu z wtrąceniami węglikowymi

Pędzich Z., Haberko K.

Tribologia

|

2000

|

nr 6

1095-1108

PL

Kompozyty ziarniste na osnowie dwutlenku cyrkonu zawierające wtrącenia twardych cząstek węglikowych mają w porównaniu z innymi materiałami ceramicznymi bardzo dobrą odporność na zużycie ścierne. Prezentowany artykuł porównuje podatności na zużycie ścierne kompozytów zawierających wtrącenia węglików WC, SIC, TiC, (Ti, W)C, CR3C2 i CR7C3. Materiały te wytworzono stosując technikę prasowania na gorąco. Zidentyfikowano i omówiono niektóre z cech materiałów wpływające na podatność na ścieranie, m.in. dyspersję wtrąceń i stan naprężeń w materiale spowodowany różnicą we współczynnikach rozszerzalności cieplnej węglików i osnowy ZrO2. Przedstawiono również jako materiał porównawczy wyniki testów podatności na ścieranie dla szeregu innych materiałów ceramicznych, cermetalicznych i metalicznych stosowanych jako materiały konstrukcyjne elementów maszyn i urządzeń.

EN

Zirconia particulate composites containing hard carbide inclusions show very good abrasive wear resistance when compared to other ceramic systems. In the present paper the abrasive wear suscetibilities of composites containing WC, SiC, TiC (Ti,W)C, Cr3C2 and CR7C3 are collected. A hot-pressing technique was used to manufacture the composites. In the dry sand abbrasive test several of composites.reveal properties significantly better than the TZP matrix. Some factors influencing the wear properties of these materials are identified, including the stress state of the material; inclusion dispersion; and the mechanical properties of the zirconia matrix. A results wear tests for wide range of materials: ceramics, cermetals, metals, used as tools and part of devices are compared.