Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of the use of chestnut starch as a binder filler in plywood technology

Dasiewicz Julia, Wronka Anita

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology

|

2023

|

No. 122

137--148

EN

Influence of the use of chestnut starch as a binder filler in plywood technology. Fillers play a crucial role in the production of plywood glues, providing enhanced performance and stability to the end product. Plywood, being a composite material, requires fillers to improve its mechanical properties, adhesion, and overall quality. One common filler used in plywood glues is calcium carbonate. It acts as a bulking agent, increasing the volume and density of the adhesive mixture while reducing production costs. Calcium carbonate also enhances the glue's viscosity, ensuring proper bonding and uniform application during the plywood manufacturing process. Another widely used filler is rye or wheat flour, which consists of finely ground grains. The flour not only improves the adhesive's viscosity but also contributes to the overall strength and stability of the plywood. It helps to prevent warping and enhances dimensional stability, making the final product more durable. Additionally, other fillers like talc or clay minerals may be incorporated into the glues to improve their adhesive properties and increase moisture resistance. Chestnut starch is a type of vegetable flour made by grinding edible chestnuts into a powder. It has a different texture and properties than traditional wheat or rye flour. When used as a binder filler in plywood technology, it can be biodegradable and environment-friendly. In the study, there were produced five types of plywood with 0, 1, 5, 10, and 20 parts by weight chestnut flour and one reference. All samples were produced in laboratory conditions and the selected mechanical and physical properties of the produced boards were studied. The mechanical properties of the boards increased with the addition of chestnut flour. In some tests, the results even met the highest requirements of European standards for plywood. According to this finding, a well-chosen addition of chestnut flour could be positively considered in plywood production.

PL

Wpływ zastosowania skrobi kasztanowej jako wypełniacza masy klejowej w technologii sklejki. Wypełniacze odgrywają kluczową rolę w produkcji klejów do sklejki, zapewniając lepszą wydajność i stabilność produktu końcowego. Sklejka, będąca materiałem kompozytowym, wymaga wypełniaczy w celu poprawy jej właściwości mechanicznych, przyczepności i ogólnej jakości. Jednym z powszechnie stosowanych wypełniaczy w klejach do sklejki jest węglan wapnia. Działa on jako środek wypełniający, zwiększając objętość i gęstość mieszanki klejowej przy jednoczesnym obniżeniu kosztów produkcji. Węglan wapnia zwiększa również lepkość kleju, zapewniając prawidłowe wiązanie i równomierne nakładanie podczas procesu produkcji sklejki. Innym powszechnie stosowanym wypełniaczem jest mąka żytnia lub pszenna, która składa się z drobno zmielonych ziaren. Mąka nie tylko poprawia lepkość kleju, ale także przyczynia się do ogólnej wytrzymałości i stabilności sklejki. Pomaga zapobiegać wypaczaniu i zwiększa stabilność wymiarową, dzięki czemu produkt końcowy jest bardziej trwały. Dodatkowo, do klejów mogą być dodawane inne wypełniacze, takie jak talk lub minerały ilaste, aby poprawić ich właściwości klejące i zwiększyć odporność na wilgoć. Skrobia kasztanowa to rodzaj mąki roślinnej wytwarzanej przez mielenie jadalnych kasztanów na proszek. Ma ona inną teksturę i właściwości niż tradycyjna mąka pszenna lub żytnia. Stosowana jako wypełniacz spoiwa w technologii sklejki, może być biodegradowalna i przyjazna dla środowiska. W badaniu wyprodukowano pięć rodzajów sklejki z 0, 1, 5, 10 i 20 częściami wagowymi mąki kasztanowej i jedną referencyjną. Wszystkie próbki wyprodukowano w warunkach laboratoryjnych i zbadano wybrane właściwości mechaniczne i fizyczne wyprodukowanych płyt. Właściwości mechaniczne płyt wzrosły wraz z dodatkiem mąki kasztanowej. W niektórych testach wyniki spełniały nawet najwyższe wymagania norm europejskich dla sklejki. Zgodnie z tymi wynikami, dobrze dobrany dodatek mąki kasztanowej może być pozytywnie brany pod uwagę w produkcji sklejki.

2

The Influence of Metal Reinforcement upon the Ablative Properties of Multi-Layered Composites

Przybyłek Paweł, Komorek Andrzej, Szczepaniak Robert

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 2

111--119

EN

Fibre-metal laminates combine both the properties of metal and composite materials, reinforced with fibres; first such laminates already appeared at the end of the 70s. Alongside with the emergence of spacecraft, in which the external plating heats up to temperatures even exceeding 3000 °C, there was a demand for new materials, with increased thermal resistance. Moreover, high thermal resistance is also required in the construction of different protective casings for sensitive equipment, e.g. flight data recorders. In order to protect a spacecraft from massive amounts of heat This article presents research findings, aimed at determining the influence of including metal reinforcement in the form of steel sheet upon the thermal resistance of a multi-layered polymer composite. The samples were exposed to a mixture of hot gases at a temperature of over 900 °C for a period of approximately 150 s. The most important parameter determined on the basis of experimental research was the temperature of the rear surface of the sample. It was observed, that the addition of metal reinforcement causes stabilization of the temperature of the back wall of the sample and a decrease in temperature of the rear wall surface of the insulating sample by approximately 45% and approximately 2-fold increase in the ablative mass loss.

3

Selected aspects of production and characterization of layered biopolymer composite bonded with a cellulose-based binder

Dasiewicz Julia, Kowaluk Grzegorz

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology

|

2022

|

No. 119

24--34

EN

Selected aspects of production and characterization of layered biopolymer composite bonded with a cellulose-based binder. This project aimed to study the possibility of using regenerated cellulose for gluing a layered composite. In the scope of research have been produced different variants of layered composite differ in wood species and pressing time. The produced composite has been characterized according to selected mechanical and physical properties. The prepared samples have been referred to as those bonded with industrial MUF resin. Obtained results proved that regenerated cellulose can be used as a bonding agent. Furthermore, the tests confirmed an improvement in mechanical and physical properties after the bonding of the regenerated cellulose.

PL

Wybrane aspekty wytwarzania i charakterystyka warstwowego kompozytu biopolimerowego wiązanego spoiwem na bazie celulozy. Celem badań było określenie możliwości wykorzystania regenerowanej celulozy do klejenia kompozytu warstwowego. W ramach badań wykonano różne warianty kompozytu warstwowego różniące się gatunkiem drewna i czasem prasowania. Wytworzony kompozyt scharakteryzowano zgodnie z wybranymi właściwościami mechanicznymi i fizycznymi. Uzyskane wyniki dowiodły, że regenerowana celuloza może być stosowana jako spoiwo. Ponadto badania potwierdziły poprawę właściwości mechanicznych i fizycznych po użyciu regenerowanej celulozy w kompozytach warstwowych.

4

Durability Assessment of Composite Structural Element Reinforced with Fabric due to Delamination

Marszałek Jerzy, Stadnicki Jacek

Autex Research Journal

|

2021

|

Vol. 21, no. 3

333--340

EN

Layer composites reinforced with fabrics – laminates are construction materials in which mechanical properties can be shaped by designing their microstructure appropriately. However, the multi-phase microstructure of laminates makes it difficult to calculate the strength of the laminate constructions, especially when the reinforcement is a fabric. The article presents a special calculation model for determining the strength of an exemplary construction element made of laminate reinforced with a roving fabric with a plain weave made of carbon fibers. The computational model reflected in a simplified way the laminate microstructure, i.e. the number and orientation of the reinforcement fabric layers and its weave, and enabled a simulation of the behavior of the construction element under load up to fracture, which occurred as a result of breaking the reinforcement and interlayer crack – delamination. The simulation results were compared with the results of experimental stand tests. A method of modifying the computational model for laminates reinforced with non-plain weave was also suggested.

5

Mezoskalowe modele MES kompozytów o zmiennej orientacji warstw wzmocnienia

Marszałek J.

Przegląd Mechaniczny

|

2017

|

nr 7-8

39--41

PL

Artykuł podejmuje problem modelowania dyskretnego kompozytów warstwowych o różnej orientacji warstw wzmocnienia. Przedstawiono w nim badania doświadczalne, w których zginano trzypunktowo próbki kompozytowe. Celem badań było otrzymanie charakterystyk sztywności próbek, które wykorzystano w walidacji modeli dyskretnych. Następnie opisano autorskie modele MES, które uwzględniały strukturę wewnętrzną kompozytów na poziomie wzmocnienia i osnowy. W modelach MES wykorzystano elementy skończone typu belkowego i powierzchniowego.

EN

This article discusses the problem of discrete modelling of layered composites with different orientation of reinforcement layers. At the beginning it presents experimental studies involving three-point bending of composite samples. The aim of the studies was to obtain the characteristics of stiffness of the samples which were used in validation of discrete models. What follows is the description of original FEM models which considered the internal structure of composites at the level of reinforcement and matrix. In the FEM models, finite elements of beam and shell type were used.

6

Mezoskalowy model MES do analizy delaminacji kompozytu

Marszałek J., Stadnicki J.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 7

594--596

PL

Artykuł podejmuje problem modelowania delaminacji próbek kompozytu warstwowego według pierwszego schematu zniszczenia. Obejmuje część doświadczalną, w której wyznaczono uśrednioną charakterystykę rozwarstwiania próbek w układzie rozwarcie–siła rozrywająca oraz opis mezoskalowego modelu MES kompozytu, uwzględniającego jego strukturę wewnętrzną. Model zastosowano w symulacji rozwarstwiania, przy czym rozwój pęknięcia następował wskutek modyfikacji elementów skończonych modelujących osnowę. Wyniki symulacji rozwarstwiania z użyciem opracowanego modelu MES wykazały dobrą zgodność z wynikami eksperymentu.

EN

The article discusses the problem of delamination of layered composite samples according to the mode I (tensile opening mode). It includes the experimental part, which sets the averaged characteristics of delamination of the samples in the relation tensile opening–tensile force as well as the description of mesoscale FEM model of composite, which takes into account its internal structure. The model was used in the simulation of delamination, while the development of the fracture took place in consequence of modifications of finite elements modelling the matrix. The results of the delamination simulation with the use of the developed FEM model were consistent with the results of the experiment.

7

Wpływ kolejności ułożenia warstw wzmacniających na właściwości laminatu hybrydowego

Komorek A., Przybyłek P.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2013

|

nr 3

73--76

PL

Konstrukcje lotnicze pracują w zmiennych i różnych warunkach środowiskowych wpływających na właściwości kompozytów polimerowych, z jakich często wykonywane są elementy samolotów i śmigłowców. W artykule zaprezentowano wpływ kolejności ułożenia warstw kompozytu warstwowego na właściwości kompozytu wystawionego na działanie środowiska wody morskiej. Dodatkowo wprowadzono czynnik degradujący w postaci niskoenergetycznych obciążeń udarowych, których działaniu poddawane są w czasie użytkowania konstrukcje lotnicze. W wyniku badań zauważono, że obciążenia udarowe wywierają istotny wpływ na właściwości kompozytu bez względu na jego budowę wewnętrzną. Oprócz uszkodzeń mechanicznych wywołujących obniżenie właściwości wytrzymałościowych materiału, powstałe uszkodzenia osnowy ułatwiają wnikanie czynników środowiskowych (woda) do wnętrza struktury kompozytu, co wzmaga procesy destrukcji materiału. Badania kompozytów warstwowych ze wzmocnieniem hybrydowym pozwoliły zaobserwować istotne różnice właściwości takich materiałów poddanych obciążeniom udarowym i działaniu czynników środowiskowych.

EN

Aerospace structures work in various environmental conditions that affect the properties of polymer composites from which are often made the items of airplanes and helicopters. The paper presents the layers arrangement order effect of the composite layer on the properties of the composite exposed to the seawater environment. In addition, samples were exposed to an impact load, often occurring during aircraft operation. As a result of tests it was noticed that impact loads have a significant effect on the properties of the composite, regardless of its internal structure. In addition to the mechanical damage causing a reduction of mechanical material properties, the resulting damage to the matrix facilitate penetration of environmental factors (water) to the interior of the composite structure, which enhances the material destruction process. The study of composites with hybrid reinforcement make possible to observe significant differences in properties of these materials subjected to impact loads and influence of environmental factors.

8

Strain rate effects on selected mechanical properties of glass-polyester laminates

Gieleta R., Gotowicki P., Popławski A.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 2

122--127

EN

The study presents the results of experimental testing of a layered cross-ply [0/90]n E-glass/polyester composite in the range of the selected compression properties at high strain rates = 2300÷4600 s−1 and a quasi-static strain rate = 0.0067 s−1. The composite was manufactured using contact technology using Owens Corning CD-600 E-glass stitched fabric and Polimal 104 polyester resin. The circular cross-section specimens of three sizes 2.5, 5 and 7.5 mm in height and 15 mm in diameter were tested in the above described experiments. To determine the static properties, quasi static experimental tests were conducted using an Instron 8802 machine in the displacement control mode at a constant crosshead speed of 1, 2 and 3 mm/min respectively for the 2.5, 5.0 and 7.5 mm specimen types. The compression loading was monitored with a load cell Instron ±250 kN, whereas the axial strain with an Instron 2620-604 extensometer using additional fixing discs. The measuring base of the extensometer was equal to the specimen height. Identification included the stress-strain curve, strength, Young’s modulus and failure strain. For the high strain rates testing, a modified Split Hopkinson Pressure Bar test system was used, containing an LTT 500 Amplifier made by Tasler, Germany and an NI USB-6366 data acquisition device made by National Instruments, USA. The failure modes observed under high strain rate loading were similar to those observed under quasi static loading. The samples predominantly failed by shear fracture. Reduction of the specimen height implies an increase in the nonlinear effects in the initial part of the stress-strain diagrams (increasing strain at same stress), probably caused by the boundary effect. The main parts of the stress-strain plots are approximately linear, thus the linear elastic-brittle material model can be assumed. It was generally observed that the compressive strength and Young’s modulus along the thickness direction are higher at high strain rate loading compared to the results at quasi-static loading.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych laminatu krzyżowego [0/90]n szkło-E/poliester w zakresie wyznaczenia właściwości mechanicznych podczas ściskania z prędkością = 2300÷4600 s-1 w badaniach dynamicznych oraz = 0,0067 s-1 w badaniach quasi-statycznych. Badany kompozyt wytworzono metodą kontaktową z użyciem tkaniny zszywanej Owens Corning CD-600 oraz żywicy poliestrowej Polimal 104. Do badań przyjęto trzy typy próbek walcowych o wysokości 2,5; 5 i 7,5 mm oraz średnicy 15 mm. W celu wyznaczenia właściwości mechanicznych statycznych przeprowadzono badania eksperymentalne z wykorzystaniem maszyny wytrzymałościowej Instron 8802 w trybie sterowania przemieszczeniem, z prędkością przemieszczenia 1, 2 and 3 mm/min, odpowiednio dla próbek typu 2,5, 5,0 i 7,5 mm. Obciążenie rejestrowano przy użyciu głowicy pomiarowej Instron ±250 kN. Pomiar odkształcenia realizowano z użyciem ekstensometru Instron 2620-604 z dodatkowym oprzyrządowaniem w postaci dysków. Baza pomiarowa ekstensometru była równa wysokości próbki. Badania identyfikacyjne obejmowały wyznaczenie zależności naprężenie-odkształcenie, wytrzymałości, modułu sprężystości oraz odkształceń niszczących. Badania przy dużej prędkości odkształceń przeprowadzono na stanowisku Zmodyfikowany Pręt Hopkinsona (SHPB - Split Hopkinson Pressure Bar), stosując wzmacniacz LTT 500 firmy Tasler, Niemcy oraz kartę pomiarową NI USB-6366 firmy National Instruments, USA. Zaobserwowano podobny mechanizm niszczenia próbek w badaniach quasi-statycznych oraz dynamicznych. Próbki niszczyły się przez ścinanie. Zmniejszenie wysokości próbki powoduje ujawnienie się efektów nieliniowych w początkowej części wykresów (zwiększenie odkształcenia przy tym samym naprężeniu). Jest to związane z efektem brzegowym. Środkowa część zależności naprężenie-odkształcenie jest w przybliżeniu liniowa, co odpowiada materiałowi liniowo-sprężysto-kruchemu. W wyniku badań zaobserwowano wzrost wytrzymałości na ściskanie oraz modułu sprężystości w kierunku prostopadłym do powierzchni warstwy laminatu wraz ze wzrostem prędkości odkształceń.

9

Porównanie metod modelowania delaminacji w kompozytach warstwowych

Mazurkiewicz Ł., Małachowski J., Damaziak K.

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 2CD

PL

Materiały kompozytowe, a w szczególności laminaty, z uwagi na wiele zalet, są wykorzystywane jako materiały konstrukcyjne w wielu dziedzinach przemysłu. Złożona struktura tych materiałów powoduje jednak trudności w analizie elementów złożonych z kompozytów. Bardzo ważne jest odwzorowanie mechanizmów niszczenia kompozytu zarówno włókien jak i osnowy, a w szczególności procesu rozwarstwiania (delaminacji). Celem pracy jest dobór odpowiedniej metody modelowania połączenia między-warstwowego umożliwiającego symulację tego procesu.

EN

Composite materials, especially laminates, thanks to many advantages are commonly used in many branch of industry. However complex structure of this materials results in troubles with analysis of composite elements. An important matter is to model a failure of composite fiber and matrix, especially a delamination process. The main aim of this paper is to find a suitable method of layer connection modeling with the delamination ability.

10

Comparative experimental testing of selected glass-polyester composites

Klasztorny M., Romanowski R., Gotowicki P.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 1

84-89

EN

The study presents the results of comparative experimental testing of selected glass - polyester layered composites. The composites are symmetric, mixed (fabric - mat reinforcement), manufactured with the contact technology applied for shell segments of composite covers of engineering structures. The base composite is the laminate of a CSM300/4xWR600/CSM300 ply sequence used in the Klimzowiec sewage-treatment plant. Two research problems are considered: 1. the influence of the ply sequence in a glass - polyester composite on its load capacity, 2. the influence of the manufacturing technique of a glass - polyester composite on its load capacity. The comparative testing in problem 1 has been performed for the following laminates: the L-4F-2M laminate (matrix: Polimal 104 T polyester resin (inflammable), ply sequence: CSM300/ 4xWR600/CSM300), the L-2F-5M laminate (matrix: Polimal 104 T polyester resin, ply sequence: CSM300/WR600/ CSM450,300,450/WR600/CSM300). The comparative testing in problem 2 has been conducted for the following laminates: the L-T laminate (matrix: Polimal 104 T polyester resin, ply sequence: 3x(CSM450/WR600)/CSM450), the L-AWTP laminate (matrix: Polimal 104 AWTP polyester resin (with a styrene anti-evaporator additive), ply sequence: 3x(CSM450/WR600)/CSM450). The comparative testing of the load capacity has been limited to bending and interlaminar shear testing in problem 1 and to interlaminar shear testing in problem 2, performed according to the respective standards. In reference to problem 1, it has been pointed out that replacing the fabric core with a mat core considerably increases the strength to bending and the conventional strength to interlaminar shear. In reference to problem 2, it has been shown that adding a styrene anti-evaporator slightly decreases the conventional strength to interlaminar shear.

PL

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych porównawczych wybranych kompozytów poliestrowo-szklanych warstwowych, symetrycznych, mieszanych, wytworzonych technologią kontaktową stosowaną w przypadku powłokowych segmentów przekryć kompozytowych obiektów inżynierskich. Kompozytem bazowym jest laminat zastosowany w oczyszczalni ścieków Klimzowiec o sekwencji warstw CSM300/4xWR600/CSM300. Rozważono dwa zagadnienia: 1. wpływ sekwencji ułożenia warstw kompozytu poliestrowo-szklanego na jego nośność, 2. wpływ technologii wytwarzania kompozytu poliestrowo-szklanego na jego nośność. W zagadnieniu 1 badania porównawcze przeprowadzono dla następujących laminatów: laminat L-4F-2M (osnowa: Polimal 104 T (uniepalniona), sekwencja warstw: CSM300/4xWR600/CSM300), laminat L-2F-5M (osnowa: Polimal 104 T, sekwencja warstw: CSM300/WR600/ CSM450,300, 450/WR600/CSM300). W zagadnieniu 2 badania porównawcze przeprowadzono dla następujących laminatów: laminat L-T (osnowa: Polimal 104 T, sekwencja warstw: 3x(CSM450/WR600)/CSM450), laminat L-AWTP (osnowa: Polimal 104 AWTP (z dodatkiem blokującym parowanie styrenu), sekwencja warstw: 3x(CSM450/WR600)/ CSM450). Badania porównawcze nośności ograniczono do prób na zginanie i ścinanie między warstwowe w przypadku zagadnienia 1 oraz do próby na ścinanie między warstwowe w przypadku zagadnienia 2, przeprowadzonych zgodnie z odpowiednimi normami. W przypadku zagadnienia 1 wykazano, że zastąpienie rdzenia tkaninowego rdzeniem matowym znacząco podwyższa wytrzymałość na zginanie oraz umowną wytrzymałość na ścinanie między warstwowe. W przypadku zagadnienia 2 wykazano, że zastosowanie dodatku blokującego parowanie styrenu nieznacznie obniża umowną wytrzymałość na ścinanie między warstwowej.

11

Formation of layered Mg/eutectic composite using diffusional processes at the Mg-Al interface

Dziadoń A., Mola R., Błaż L.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 3

677-684

EN

A processing technique has been developed to produce a layered magnesium-intermetallic compound light composite from elemental magnesium and aluminium sheets. Structural examination and measurements of transition layer grown at the magnesium-aluminium interface at high annealing temperature were performed. It was found using Mg/Al diffusion couple that solid state diffusion results in development of Al3Mg2 and Mg17Al12 intermetallic compounds, which are separated into two sublayers. The rate of the layer growth substantially increases with the appearance of the liquid phase at the Mg-Al interface. The microstructure resulted from the partial solidification contains an eutectic composed of Mg17Al12 intermetallic compound and solid solution aluminium in magnesium. The structural processes, which transform the magnesium-aluminium interface, can be applied for fabrication of layered magnesium-eutectic composites. Alternately stacked magnesium and aluminium sheets, formed into a packet, were heated until aluminium was exhausted throughout the course of the Mg-Al reaction with the liquid phase contribution. As a result, the composite containing residual magnesium and layers of eutectic mixture (Mg17Al12 and solid solution of aluminium in magnesium) was obtained. Rapid solidification resulted in fine-grained eutectic microstructure development. Using the presented method, composites with required thickness ratio of magnesium and the eutectic layers can be obtained by choosing appropriate thickness ratio of starting magnesium and aluminium sheets.

PL

Opracowano metodę otrzymywania kompozytu zbudowanego z warstw magnezu i warstw zawierających związek międzymetaliczny, wykorzystując jako substraty blachę magnezu i blachę aluminium. Stosując złącze dyfuzyjne Mg/Al przeprowadzono badania zmian strukturalnych zachodzących pod wpływem temperatury na granicy międzyfazowej magnez-aluminium oraz badania wzrostu warstwy produktów reakcji. Stwierdzono, że warstwa ta, utworzona w wyniku zachodzących w stanie stałym przemian dyfuzyjnych, składa się z dwu podwarstw o strukturze związków międzymetalicznych: Al3Mg2 i Mg17Al12. Szybkość wzrostu warstwy zwiększa się znacznie, gdy na granicy Mg-Al pojawia się faza ciekła. Mikrostruktura utworzona podczas krzepnięcia zawiera głównie eutektykę, składającą się ze związku międzymetalicznego Mg17Al12 i roztworu stałego aluminium w magnezie. Zjawiska zachodzące na granicy magnez-aluminium zostały wykorzystane do formowania kompozytu warstwowego magnez-eutektyka. Arkusze blachy magnezu i blachy aluminium ułożone naprzemiennie w pakiet wygrzewa się do momentu wyczerpania się aluminium w reakcji z magnezem zachodzącej z udziałem fazy ciekłej. W wyniku powstaje kompozyt składający się z warstw pozostałego magnezu i warstw eutektyki zbudowanej z Mg17Al12 i roztworu stałego aluminium w magnezie. Gwałtowne krzepnięcie pozwala uzyskać eutektykę o drobnoziarnistej mikrostrukturze. Przez dobór stosunku grubości wyjściowych arkuszy blachy magnezu i blachy aluminium można wykonać kompozyty o dowolnym stosunku grubości magnezu do grubości warstw o strukturze eutektyki.

12

Projektowanie geometrii kompozytu warstwowego magnez-eutektyka

Mola R., Dziadoń A.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 4

322-326

PL

Pokazano, że istnieje możliwość wykonywania kompozytu warstwowego magnez-eutektyka z blach magnezu i aluminium. Aby uzyskać kompozyt, arkusze magnezu i aluminium układane są naprzemiennie w pakiet i wygrzewane w temperaturze 445°C. Wytrzymywanie pakietu w tej temperaturze przez kilka minut prowadzi do reakcji między metalami zachodzącej w stanie ciekłym. Ponieważ front reakcji migruje głównie w kierunku magnezu, zużywana jest większa objętość magnezu niż aluminium. Wygrzewanie jest kontynuowane do chwili, gdy cała ilość aluminium zostanie wyczerpana i przekształcona z częścią magnezu w fazę ciekłą. Podczas krzepnięcia tworzy się eutektyka. W wyniku uzyskuje się kompozyt składający się z warstw pozostałego magnezu rozmieszczonych między warstwami o strukturze eutektyki. Ponieważ eutektyka zawiera związek międzymetaliczny Mg17Al12, warstwy eutektyki są warstwami wzmacniającymi kompozyt. Grubość warstw wzmacniających zależy od grubości aluminium znajdującego się pomiędzy warstwami magnezu w pakiecie. Prezentowana metoda pozwala wykonywać kompozyty o założonym stosunku grubości warstw magnezu do grubości warstw eutektyki poprzez odpowiedni dobór grubości wyjściowych blach magnezu i aluminium. W ten sposób można modelować strukturę i własności mechaniczne kompozytu. Praca zawiera analizę procesu formowania kompozytu w aspekcie projektowania geometrii jego warstw. Analizę tę przeprowadzono w oparciu o dane eksperymentalne. Grubość wyjściowych arkuszy magnezu i aluminium tak dobierano, by uzyskać serię kompozytów o różnym stosunku grubości warstw. Za pomocą mikroskopu optycznego mierzono grubość warstw o strukturze eutektyki oraz grubość warstw pozostałego po reakcji magnezu. Stwierdzono, że warstwy kompozytu o strukturze eutektyki są cztery razy grubsze od grubości blachy aluminiowej zastosowanej do wykonania kompozytu. Określono również objętościowy udział magnezu w warstwach kompozytu o strukturze eutektyki. Na podstawie pomiarów ustalono proste relacje między grubością wyjściowych arkuszy magnezu i aluminium a grubością uzyskanych warstw kompozytu.

EN

It has been shown that there is a possibility to make layered magnesium-eutectic mixture composite from the elemental magnesium and aluminium sheets. To obtain a composite, magnesium and aluminium sheets are formed alternately into a pocket and then heated at temperature of 445°C. Holding for a few minutes the magnesium-aluminium pocket leads to reaction between the metals in the liquid state. Because front of the reaction zone migrates mainly into the magnesium, more volume of magnesium than aluminium is consumed in the reaction course. Heating is prolonged till the aluminium is exhausted and transformed with part of the magnesium into a liquid phase. During solidification eutectic mixture is formed. As a result composite with layers of residual magnesium stocked between layers of eutectic mixture is produced. The eutectic mixture contains Mg17Al12 intermetallic compound, so these layers of the composite are the reinforcement layers. The thickness of the reinforcement layers depend on the amount of aluminium placed between the magnesium layers. Presented method allow to produce the composites with any thickness ratio of magnesium layers to the eutectic mixture layers by choosing the thickness ratio of starting magnesium and aluminium sheets. In this way structure and mechanical properties of the composite can be modeling. A paper contains analysis of the composite formation in the aspect of the designing geometry of the composite layers. The work was based on the experimental data. The thickness of the initial magnesium and aluminium sheets was selected to produce a series of composites with different thickness ratios between the composite layers. The resulting thickness of the eutectic mixture layers and thickness of the residual magnesium layers were measured using optical microscope. It was found that the layers of composite containing eutectic mixture are four times thicker than the thickness of aluminium sheets used for composite fabrication. Volume contribution of the magnesium in the eutectic mixture synthesized layers of the composite was also determined. On basis of the measurements, the simple relations between the thickness starting magnesium and aluminium sheets and the thickness of the resulting composite layers were formulated.

13

Microstructure evolution at the Cu-Ti interface during high temperature synthesis of copper-intermetallic phases layered composite

Dziadoń A., Konieczny M., Gajewski M., Iwan M., Rzączyńska Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 2

455-466

EN

Structural transformations connected with a new processing technique used for fabrication of the copper-intermetallic phases layered composites from copper and titanium sheets were investigated. Formation and growth of intermetallic phases produced at elevated temperatures at the copper-titanium interface were examined for both polyphase diffusion and for process occurring in the liquid phase presence. Since no exothermic peak has been dedected during differential thermal analysis for the Cu-Ti couple, it is suggested that the process of intermetallic phases synthesis is not of the SHS type. Results of the microscope observations and electron probe microanalysis allowed, on the basis of the Cu-Ti equilibrium diagram, to recognize a row of intermetallic compounds that were synthesised in the layer form at the Cu-Ti interface. The measurements have shown that for intermetallics synthesis with the liquid phase contribution the rate of the layer growth exceeds many times the layer growth rate due to polyphase difussion. It was demonstrated that in the way of high temperature synthesis of intermetallic phases with the liquid phase presence the copper-intermetallic phases layered composite can be processed from copper sheet and titanium foil, stocked alternatively into a packet. As-synthesised composite layers containing intermetallic phases are metallurgically bonded with the copper layers.

PL

Badano przemiany strukturalne związane z nową techniką uzyskiwania z blach miedzi i tytanu kompozytów warstwowych miedź-fazy międzymetaliczne. Analizowano wysokotemperaturowy proces formowania i wzrostu warstwy faz międzymetalicznych na granicy między miedzią a tytanem, który może przebiegać zarówno na drodze dyfuzji reaktywnej, jak i z udziałem fazy ciekłej. Termiczna analiza różnicowa przeprowadzona na próbce-parze dyfuzyjnej Cu-Ti nie ujawniła pików egzotermicznych mogących świadczyć, że reakcje tworzenia faz międzymetalicznych są typu SHS. Obserwacje mikroskopowe oraz mikroanaliza rentgenowska pozwoliły, w oparciu o układ równowagi fazowej miedź-tytan, rozpoznać szereg związków międzymetalicznych tworzących warstwę na granicy między miedzią a tytanem. Z pomiarów wynika, że gdy proces syntezy faz międzymetalicznych zachodzi z udziałem fazy ciekłej wzrost warstwy faz międzymetalicznych jest wielokrotnie szybszy niż w przypadku przemian strukturalnych zachodzących w wyniku dyfuzji reaktywnej. Pokazano, że z blachy miedzianej i folii tytanu ułożonych naprzemiennie w pakiet uzyskać można, na drodze wysokotemperaturowej syntezy faz międzymetalicznych z udziałem fazy ciekłej, kompozyt miedź-fazy międzymetaliczne. Utworzone w wyniku syntezy warstwy kompozytu zawierające fazy międzymetaliczne połączone są metalurgicznie z warstwami miedzi.

14

Wpływ geometrii matrycy na plastyczne płynięcie kompozytów warstwowych w procesie wyciskania

Nowotyńska I., Kut S., Mucha J.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2008

|

Vol. 28, nr 3

117-124

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących plastycznego płynięcia kompozytów warstwowych o układzie rdzeń-powłoka w procesie wyciskania. Dokonano analizy wpływu wybranych parametrów geometrycznych matrycy na plastyczne płynięcie kompozytów warstwowych. Stosując różne udziały objętościowe składników kompozytu, badano końcowy efekt jednoczesnego odkształcenia dwóch różnych materiałów z użyciem kompletu matryc. Wykorzystano metaliczne materiały wsadowe, tj. miękki ołów oraz twardy stop ołowiu. Na podstawie analizy rozkładów względnych prędkości cząstek w obszarze otworu matrycy, wielkości i kształtu stref plastycznych oraz sił wyciskania wskazano odpowiednio dobrane matryce wypukłe do danego typu kompozytu. Pozwoliło to na zmniejszenie stref odkształcenia, siły wyciskania oraz wyrównywanie prędkości wypływu materiału w obszarze otworu matrycowego.

EN

The results of experimental studies of plastic flow of layered composite of the core-sleeve system in the co-extrusion is presented in this paper. The influence of selection geometrical parameters of die on the plastic flow of layered composite has been analyzed. The impact different volume fractions of composite components on final effect of simultaneous deformation of layered composite has been investigated. The model materials like soft lead, hard lead alloy and set of the dies has been used in experimental procedure of direct extrusion. Basing on the analysis of relative velocity distribution in the orifice region, size and shape of the deformation zones and extrusion load in particular the best convex die geometry in comparison with others has been proposed.

15

Wpływ temperatury oraz kierunku odkształcenia na własności kompozytu warstwowego miedź - fazy międzymetaliczne miedziowo-tytanowe

Konieczny M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Mechanika

|

2005

|

Z. 82

215-221

PL

Przeprowadzono badania własności mechanicznych kompozytu warstwowego miedź - fazy międzymetaliczne miedziowo-tytanowe w zależności od temperatury i kierunku odkształcenia. Stwierdzono, że kompozyt charakteryzuje się odpornością na działanie podwyższonych temperatur do 600°C. Udarność rośnie ze wzrostem stosunku grubości warstw miedzi do grubości warstw faz międzymetalicznych w kompozycie i jest przeszło dwukrotnie wyższa, gdy próbka jest ułożona warstwami prostopadle do kierunku działającej siły. Naprężenie potrzebne do zniszczenia kompozytu jest około 30% wyższa, gdy siła ściskająca działa równolegle do kierunku warstw.

EN

In the work mechanical properties of the copper-intermetallic compound layered composite depending on temperature and strain direction were performed. The results show that the composite has high thermal resistance up to 600°C. The impact strength of composites was between 18 Jcm-2 and 27 Jcm-2 an had increased with increase cooper volume fraction in composite. The impact strength was two times higher when the layers of test piece were perpendicular to the impact direction. The breaking compressive stress was about 30% higher when the compressive force oerated parallel to the layers direction.

16

Thermodiffusion in periodically layered elastic composites

Kaczyński A., Matysiak S. J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2002

|

Vol. 40 nr 1

85-100

EN

The paper deals with modelling of thermodiffusion processes in periodically layered elastic composites. The study is based on the homogenized procedure with microlocal parameters and on the relations of the linear coupled theory of diffusion in thermoelastic homogeneous bodies. A useful homogenized model with microlocal parameters accounting for certain local effects of heat and diffusion fluxes, as well as stresses is derived. The equations of the homogenized model are given in terms of unknown macroconcentration, macrotemperature and macrodisplacements and extra unknowns called the microlocal parameters. An illustrating example of the application of the presented model is solved.

PL

W pracy rozważano zagadnienie modelowania procesu dyfuzji w periodycznie warstwowych sprężystych kompozytach. Rozważania oparto na procedurze homogenizacyjnej z parametrami mikrolokalnymi i na liniowej teorii dyfuzji dla jednorodnych ciał termosprężystych. Wyprowadzony został zhomogenizowany model z parametrami mikrolokalnymi uwzględniający pewne lokalne efekty dla strumieni dyfuzji i ciepła oraz naprężeń. Rozwiązano również przykład ilustrujący zastosowania wyprowadzonego modelu.

17

Thermal stresses in a bimaterial periodically layered composite composite due to the presence of interface cracks or rigid inclusions

Kaczyński A., Matysiak S. J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

1998

|

nr 2

231-239

EN

The state of thermal stresses for a periodic two-layered elastic space weakened by an interface Griffith crack or a ribbon-like absolutely rigid inclusion is investigated. The analysis is performed within the framework of linear termoelasticity with microlocal parameters. The resulting thermoelastic problems have been reduced to their mechanical counterparts. The stress singularities as well as the effects of the layering are discussed within the framework of the theory of fracture mechanics.

PL

Zbadano stan naprężeń dla periodycznej dwuwarstwowej przestrzeni sprężystej, osłabionej szczeliną Griffitha bądź doskonale sztywną, lamelkową inkluzią. Analizę przeprowadzono w ramach liniowej termosprężystości z parametrami mikrolokalnymi. Wynikające zagadnienia termosprężyste zostały sprowadzone do ich odpowiedników mechanicznych. Przedyskutowano z punktu widzenia teorii pękania osobliwości naprężeń i wpływ uwarstwienia.