Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The 2D characterization of pores shape in sintered material before and after deformation

Chrapoński Jacek, Roskosz Stanisław, Madej Łukasz

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 4

98--102

EN

The specimens sintered from Distaloy AB iron powder have been examined to evaluate evolution of morphological characteristics under complex deformation conditions. The sintering procedure, in particular, the pressure and the temperature have been adjusted in order to obtain about a 15% porosity level. All examinations were performed on the specimen in as-sintered state, as well as after plastic deformation (compression with cyclic torsion). The volume fraction and pores shape have been described quantitatively before and after deformation. On the basis of statistical analysis, it was found that compression with cyclic torsion with amplitude 3° and frequency 0.5 Hz better reduce porosity than deformation with amplitude 6° and frequency 1 Hz. All shape factors that were used to describe pores geometry, except convexity, differ significantly after plastic deformation in comparison to values before deformation. The Principal Component Analysis of the pores shape factors showed, that it is possible to reduce the characterization of the pores to two principal components. Alternatively, it is sufficient to fully characterize pores shape with three shape factors: circularity, Malinowska’s factor and not correlated with them aspect ratio.

PL

Właściwości materiałów porowatych silnie zależą od cech geometrycznych porów: ich objętości względnej, wielkości, kształtu, rozmieszczenia itp. Odkształcenie plastyczne materiałów porowatych jest procesem, który zmienia ich właściwości, również wskutek zmiany cech porowatości. W trakcie odkształcenia plastycznego morfologia i liczba porów zmienia się, wpływając na właściwości materiału. Kontrola i możliwość kształtowania właściwości materiałów porowatych wymaga wiedzy dotyczącej zmian morfologii porów, przede wszystkim kształtu określanego na podstawie pomiarów na obrazach mikrostruktury zarejestrowanych podczas badań zgładów metalograficznych. Celem pracy było określenie zmian objętości względnej i kształtu porów po ściskaniu z cykliczną rotacją spiekanych próbek oraz dobór współczynników kształtu porów najlepiej charakteryzujących morfologię porów po odkształceniu plastycznym.

2

Physico-Mechanical Performance Evaluation of Large Pore Synthetic Meshes with Different Textile Structures for Hernia Repair Applications

Liu P., Shao H., Chen N.-L., Jiang J.-H.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 2 (128)

79--86

EN

This paper studied the relationship between the textile structure of warp knitted hernia repair meshes and their physico-mechanical properties to solve the problem of hernia patch application evaluation and clear the mechanism of hernia patch structure-performance for clinical application. Six different prototypes of large pore meshes were fabricated, including four kinds of meshes with different pore shapes: H (hexagonal), D (diamond), R (round) and P (pentagonal); and two kinds of meshes with inlays: HL (hexagonal with inlays) and DL (diamond with inlays), using the same medical grade polypropylene monofilament. All meshes were designed with the same walewise density and coursewise density. Then the influence of other structural parameters on the physico-mechanical properties of the meshes was analysed. The physico-mechanical properties of these meshes tested meet the requirements of hernia repair, except mesh DL, whose tear resistance strength (12.93±2.44 N in the transverse direction) was not enough. Mesh R and P demonstrated less anisotropy, and they exhibited similar physico-mechanical properties. These four kinds of meshes without inlays demonstrated similar ball burst strength properties, but mesh HL and DL exhibited better ball burst strength than the others. All in all, uniform structures are expected to result in less anisotropy, and meshes with inlays, to some extent, possess higher mechanical properties. And the ratio of open loop number to closed loop number in a repetition of weave of fabric has marked effect on the physico-mechanical properties. Thus we can meet the demands of specific patients and particular repair sites by designing various meshes with appropriate textile structures.

PL

W pracy przeanalizowano zależność między strukturą chirurgicznych siatek przepuklinowych a ich właściwościami fizyczno-mechanicznymi. Opracowano sześć różnych prototypów siatek o dużych porach, w tym cztery rodzaje oczek o różnych kształtach porów: H (sześciokąt), D (romb), R (okrąg) i P (pięciokąt); oraz dwa rodzaje oczek z inkrustacją: HL (sześciokątne z inkrustacją) i DL (romb z inkrustacją), z wykorzystaniem tego samego monofilamentu z polipropylenu klasy medycznej. Wszystkie oczka zostały zaprojektowane z taką samą gęstością. Następnie analizowano wpływ pozostałych parametrów strukturalnych na właściwości fizyczno-mechaniczne oczek. Właściwości fizyczno-mechaniczne badanych siatek spełniają wymagania, z wyjątkiem siatki DL, której wytrzymałość na rozdarcie (12,93 ± 2,44 N w kierunku poprzecznym) nie była wystarczająca. Siatki R i P wykazywały mniejszą anizotropię i podobne właściwości fizyko-mechaniczne. Powyższe cztery rodzaje siatek bez inkrustacji wykazywały podobne właściwości wytrzymałości na pękanie, a siatki HL i DL wykazywały lepszą wytrzymałość na rozerwanie niż pozostałe. Stwierdzono, że jednolite struktury charakteryzują się mniejszą anizotropią, a siatki z inkrustacją, do pewnego stopnia, mają lepsze właściwości mechaniczne.

3

Próby tłoczenia powłok z porowatego kompozytu Cu-Al2O3

Cyunczyk A., Sieniawski J.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 8

392-396

PL

Właściwości mechaniczne, a szczególnie plastyczność porowatych metali i stopów zależy nie tylko od udziału objętościowego porów, ale również od ich geometrii (kształtu, wielkości i rozkładu porów w osnowie). Pod tym względem można dopatrywać się analogii między spiekanymi materiałami porowatymi, a żeliwami, gdyż wtrącenie grafitu w żeliwie podobnie jak pory w spieku stanowią wewnętrzne karby w materiale. Na podstawie porównania właściwości mechanicznych żeliw szarych i żeliw sferoidalnych można wnioskować, że doprowadzenie do zmiany kształtu porów z nieregularnego w sferoidalny pozwoli poprawić zdolność spieków do odkształceń plastycznych na zimno. Niniejsza praca jest próbą weryfikacji tej tezy w odniesieniu do obróbki plastycznej polegającej na tłoczeniu powłok z porowatego kompozytu. Przedmiotem badań był dyspersyjnie umocniony kompozyt Cu-Al2O3. Proszek kompozytu zawierający 1% obj. Al2O3 wytwarzano, scalając proszek miedzi z proszkiem tlenku glinu, przy wykorzystaniu techniki mechanicznego stopowania. Zastosowano niekonwencjonalny sposób mechanicznego stopowania, który polega na wielokrotnym powtórzeniu dwóch operacji: prasowania proszków w matrycy i zdzierania pilnikiem uzyskanej wypraski na proszek. Technika ta została opisana we wcześniejszej pracy [3]. Proszek kompozytu był następnie prasowany na zimno w matrycy i spiekany. Zastosowano dwa warianty spiekania, a mianowicie: spiekanie swobodne wyprasek oraz tzw. spiekanie pod ciśnieniem wewnętrznym. W tym drugim przypadku formowano wypraski o porach zamkniętych, a uwięziony w nich gaz wykorzystano podczas spiekania do aktywowania procesu i ukształtowania porów o postaci sferoidalnej. W tym zakresie wykorzystano wcześniejsze doświadczenia własne [4-6). Przygotowano próbki o kształcie krążków o średnicy 60 mm i grubości od l do 2 mm. Porowatość próbek zaprojektowano w granicach od 10 do 23%. Tłoczenie spieków przeprowadzano w przyrządzie do prób miseczkowania (rys. 2). Podczas prób rejestrowano przebieg siły tłoczenia (rys. 3). Graniczna porowatość spieków, przekroczenie której w górę nie pozwala na uzyskanie prawidłowych wytłoczek, okazała się większa w przypadku próbek spiekanych pod ciśnieniem wewnętrznym niż próbek spiekanych swobodnie. Zatem sferoidyzacja porów (rys. 4), towarzysząca spiekaniu pod ciśnieniem wewnętrznym, poprawia zdolność porowatego kompozytu do odkształcenia plastycznego na zimno. W przypadku wszystkich spieków graniczna porowatość rośnie ze zmniejszeniem grubości tłoczonych próbek. Siła tłoczenia nieznacznie rośnie ze wzrostem gęstości spieków (rys. 5).

EN

It is well-known that mechanical properties, especially plasticity of porous metals nad alloys is strongly dependent not only on the volume fraction of porosity but also upon a pore geometry (shape, size and distribution of pores). Sintered materials are in many respects similar to cast iron materials, since the graphite and pores cinstitute internal notches. It is commonly known that the notching effect is very high in grey cast iron with the graphite lamellae and mild in spheroidal cast iron with the spheroidal graphite forms. So, for the sake of the mechanical properties of porous bodies, a change from irregular to spheroidal shape of pores is desirable. In this paper a preliminary investigation upon a cold stamping of sintered porous bodies is described. Dispersion strengthened Cu-Al2O3 composite was the object of an experimental. Elemental powders of copper and alumina were used as starting materials. Composite powder: copper + 1vol.% alumina was prepared by mechanical alloying (MA). A nontraditional variant of MA which is founded in repetition of powders pressing and compact filing was applied. This techniąue is described in the earlier work [3]. The MA-ed powder was cold pressed and then sintered. Two conditions for sintering were applied namely free sintering and sintering under inner pressure. During sintering under inner pressure the energy of compressed gas in closed pores is utilized for activation of sintering and alteration of pore shape from irregular to spheroidal shape [4-6]. Disk samples of 60 mm diameter and 1-2 mm in thickness were obtained. Porosity of sintered samples was closed within the range of 10-23%. Samples were stamped incupping test attachment (Fig. 2). The results arę collected at Table 1. The force of stamping was recorded (Fig. 3). A limiting porosity, above which the correct drawpiece is not obtained, is greater for samples sintered under inner pressure than for samples sintered free. So, the spheroidization of pores (Fig. 4) during sintering under inner pressure is a cause of increase the plasticity of sintered composite. In both cases this limiting porosity rises with decreasing of the sample thickness. The force of stamping slightly depends on the density of samples (Fig. 5).