Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Design, fabrication and characterization of ceramic-metal composites: an overview

Konopka K.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 2CD

137--145

EN

Composites are used for many different products in numerous industries applications. They satisfy the demand for new materials which combine dissimilar materials and represent properties which are not achievable by separate material. Among of them are ceramic matrix composites, especially with metal phase. Different systems have been developing. During the last years the composites with Al2O3, ZrO2 ceramic matrix and metals as Ni, Mo, Cu, W, Co have been intensively studied. Metallic particles embedded into ceramic matrix improved mechanical properties such as the toughness, the hardness and the wear resistance. Moreover, other properties as magnetic or electrical of ceramic-metal composites can be significantly changed. Because of that, ceramic- metal composites are considered as structural and functional materials. The final properties of ceramic-metal composites depend on their microstructure, which should be optimize by the design of metal size and distribution into ceramic matrix and selection of the fabrication method. This paper attempts to review the microstructures of ceramic-metal composites based on own experimental results. The following issues will be discussed: design the metal particles distribution into ceramic matrix, opportunities of processing in creating microstructures and fabrication of composites with complex shape and high dimensions, interactions in ceramic/metal interfaces, toughening mechanisms and properties of composites.

PL

Z kompozytów wykonywane są elementy wykorzystywane do różnych zastosowań przemysłowych. Wynika to z możliwości uzyskania w nich właściwości nie spełnianych przez pojedynczy materiał. Wśród kompozytów o osnowie ceramicznej intensywne prace prowadzone są nad kompozytami z wprowadzoną faza metaliczną. Do częściej badanych układów zalicza się ceramikę Al2O3 oraz ZrO2 w połączeniu z metalami jak Ni, Mo, Cu, W czy Co. Wprowadzenie cząstek metalu do osnowy ceramicznej zapewnia zwiększenie odporności na kruche pękanie przy zachowaniu wysokiej twardości. Jednocześnie inne właściwości, jak elektryczne czy magnetyczne, mogą być modyfikowane. Dlatego też coraz częściej kompozyty ceramika-metal są postrzegane jako materiały o możliwości zastosowania jako konstrukcyjne i funkcjonalne. Właściwości kompozytów ceramika-metal zależą od ich mikrostruktury, która powinna być optymalizowana poprzez proces projektowania rozmiaru i rozmieszczenia cząstek metalu w osnowie ceramicznej oraz dobór metody wytwarzania. W artykule przedstawiono przegląd mikrostruktury kompozytów ceramika-metal bazując na własnych pracach w tym zakresie. Analizowano sposób rozmieszczenia cząstek metalu w osnowie ceramicznej, zalety metod wytwarzania pozwalające na wykonywaniu złożonych kształtów próbek kompozytowych oraz o dużych rozmiarach. Omówiono oddziaływania na granicy międzyfazowej ceramika/metal oraz mechanizmy odpowiedzialne za wzrost odporności na kruche pękanie, jak i właściwości kompozytów.

2

Properties and structure of the functional composite materials - Nd-Fe-Co-B powder bonded with polymer

Ziębowicz B., Dziekońska M., Dobrzański L. A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2011

|

Vol. 52, nr 2

74-81

EN

Purpose: This paper presents the material and technological solution which makes it possible obtaining functional composite materials based on the nanocrystalline Nd-Fe-Co-B powder with polymer matrix and shows the possibility of application in different branches of the techniques. Design/methodology/approach: For fabrication of composite materials: Nd-Fe-Co-B powder obtained by rapid quenched technique and for matrix - high density pressureless polyethylene (PEHD) and polyamide (PA12) (2.5 % wt.) were used. Composite materials were compacted by the one-sided uniaxial pressing. The complex relationships among the manufacturing technology of these materials, their microstructure, as well as their mechanical and physical properties were evaluated. Materialographic examination of the structure of composite materials and fractures after decohesion were made. Findings: The main purpose of obtaining this kind of composite materials is broadening possibilities of nanocrystalline magnetic materials application that influence on the miniaturization, simplification and lowering the costs of devices. Composite materials show regular distribution of magnetic powder in polymer matrix. Examination of mechanical properties show that these materials have satisfactory compression strength. Practical implications: The manufacturing of composite materials Nd-Fe-Co-B powder - polymer greatly expand the applicable possibilities of nanocrystalline powders of magnetically hard materials however further examination to obtain improved properties of magnetic composite materials and investigations of constructions of new machines and devices with these materials elements are still needed. Originality/value: Manufacturing processes of functional composite materials obtaining Nd-Fe-Co-B - polymer matrix and determination of their mechanical properties. Results are the base for further investigations such composite materials.

3

Materiały funkcjonalne w łożyskach ślizgowych

Zimowski S., Rakowski W., Kot M.

Tribologia

|

2007

|

nr 3-4

433-443

PL

W pracy przedstawiono system diagnostyczny łożyska ze ślizgową warstwą sensorową, która jest materiałem funkcjonalnym. Warstwa ta jest wykonana z kompozytu polimerowego, który ma jednocześnie dobre właściwości tribologiczne i sensorowe - zmienia swoją przewodność elektryczną pod wpływem zmian temperatury i nacisku. Zaprezentowano wyniki badań dwóch kompozytów wykonanych z termoutwardzalnych żywic: poliestrowoimidowej i epoksydowej napełnianych proszkami przewodzącymi prąd elektryczny i proszkami środków smarnych. Wykonano badania tarciowe pary kompozyt/stal z jednoczesnym pomiarem przewodności elektrycznej układu oraz temperatury w strefie styku oraz wyznaczono charakterystyki mechaniczne i rezystancyjne kompozytów. Wyniki badań potwierdzają dobre właściwości ślizgowe i dużą odporność na zużycie oraz odpowiednią czułość pomiarową badanych kompozytów.

EN

Plain bearings are often weak points of several machines, instruments etc., so often need to be controlled and monitored during operation. A number of approaches to real-time sliding system diagnosis have been developed for this reason. The most of diagnostic methods require implementation of sensors, what can be difficult, e.g. installation of classic sensor inside the miniature devices. The proposed solution is to made a bearing bush with a specific functional material, which performs the double function as a sliding material and as a sensor of bearing state. The new functional material has been developed in Laboratory for Tribology and Surface Engineering AGH-UST and has been used in a diagnostic system addressed to kinematic pairs. The system consists of sensor coating of sliding bearing, module of diagnostic signal analysis and actuator. The sliding sensor layer deposited on a bearing bush was made of semi-conductive three-phase polymer composite which include thermosetting resin, carbon and solid lubricant powders. Sensor properties of the composite are revealed as their resistivity dependence on the temperature or load. The examination of two types of composites are reported: TWS-PC consists of polyes-terimide matrix filled with powders of graphite, tin and M0S2; TWS-EK is epoxy matrix filled with powders of graphite, carbon black, SiO2 and SiC. The composites exhibit very good wear resistance and low friction coefficient (0,15-0,25). Electrical resistance of the composites strongly depend on temperature and load, so can be an important diagnostic signal. The neural network has been used for analysis of this signal, produced by the sliding layer of sensitive bearing pad.