Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of Fe-Ni substitution in FeNiSiB soft magnetic alloys produced by melt spinning

Kılıçaslan Muhammed Fatih, Yılmaz Yasin, Akgül Bekir, Karataş Hakan, Vurdu Can Doğan

Advances in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, nr 4(70)

79--89

EN

Alloys of FeNiSiB soft magnetic materials containing variable Fe and Ni contents (wt.%) have been produced by melt spinning method, a kind of rapid solidification technique. The magnetic and structural properties of FeNiSiB alloys with soft magnetic properties were investigated by increasing the Fe ratio. X-ray diffraction analysis and SEM images shows that the produced alloy ribbons generally have an amorphous structure, together with also partially nanocrystalline regions. It was observed that the structure became much more amorphous together with increasing Fe content in the composition. Among the alloy ribbons, the highest saturation magnetization was obtained as 0.6 emu/g in the specimen with 50 wt.% Fe. In addition, the highest Curie temperature was observed in the sample containing 46 wt.% Fe.

2

Effect of Sc Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of Melt-Spun Al-10Ni Alloys

Kilicaslan M. F., Karakose E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

575--579

EN

In the present work, rapidly solidified Al-10Ni-XSc (X = 0, 1 and 2) alloys were fabricated by melt spinning under Ar atmosphere. The Effects of Sc on the microstructural and thermal properties and microhardness values were investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometer (XRD) and a Vickers microhardness tester. Experimental results revealed that the addition of 2 wt. % Sc to melt-spun Al-10Ni alloys changed their brittle nature and hindered formation of cracks. The addition of Sc to melt-spun Al-10Ni alloys also changed the morphology of Al3 Ni intermetallics from an acicular/needle – like to a rounded particle-like structure and led to reduction in their size. Formation of the metastable Al9 Ni2 phase was observed due to the higher constitutional undercooling caused by Sc addition. A considerable improvement in microhardness value (from 95. 9 to 230. 1 HV) was observed with the addition of Sc.

3

Cooling Characteristic and Microstructure of Ni-Si-B-Ag Alloy

Wojciechowska M., Ziewiec K., Mucha D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 3

1357--1360

EN

The aim of this work was to investigate the possibility of obtaining an amorphous/crystalline composite starting from Ni-SiB-based powder grade 1559-40 and silver powder. The alloy was produced using arc melting of 95% wt. Ni-Si-B-based powder (1559-40) and 5% wt. Ag powder. Ingot was re-melted on a copper plate and observed while cooling using a mid-wave infra-red camera. The alloy was then melt-spun in a helium atmosphere. The microstructure of the ingot as well as the melt-spun ribbon was studied using light microscopy and scanning electron microscopy with energy dispersive spectrometry. Phase identification was performed by means of X-ray diffraction. The observations confirmed an amorphous/crystalline microstructure of the ribbon where the predominant constituent of the microstructure was an amorphous phase enriched with Ni, Si, and B, while the minor constituent was an Ag-rich crystalline phase distributed in a film along the melt-spinning direction.

4

Wybrane kierunki zastosowań sztucznych sieci neuronowych we włókiennictwie

Lewandowski S., Drobina R., Grecka A.

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2016

|

nr 8

35--40

EN

The article presents the general trends of application of artificial neural networks. It presents some examples of applications of artificial neural networks in the textile industry, including forecasts of selected mechanical properties of filament yarns spun from the melt, the classification of damage of card web, the control of regularity of linear mass of draw sliver, assessment the quality of yarn packages textured by false twist and predict the physical properties of unknot-ted spliced ends of wool worsted yarns.

5

Effect of Zr Purity and Oxygen Content on the Structure and Mechanical Properties of Melt-Spun and Suction-Cast Cu46Zr42Al7Y5 Alloy

Kozieł T., Latuch J., Cios G., Bała P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

1215--1219

EN

The effect of oxygen content in zirconium on the structure and mechanical properties of the Cu46Zr42Al7Y5 alloy, in the form of melt-spun ribbons and suction-cast rods, was investigated. Two types of Zr, rod and crystal bar of different nominal purities and oxygen contents, were used to synthesize the alloy by arc melting. Rapidly solidified ribbons were produced by melt spinning and their amorphous structures were confirmed by X-ray diffractometry (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC). Bulk samples in the form of rods were cast using a special water-cooled suction casting unit attached to the arc melting system. XRD and DSC studies proved the amorphous structure of the bulk alloy synthesized from low-oxygen Zr and partial crystallization of the same alloy for high-oxygen Zr. In both bulk samples, uniformly distributed crystalline particles were identified as yttrium oxides. Higher mean compressive strength of amorphous alloy was observed. The hardness of amorphous phase was close to 500 HV1 in both bulk alloys, while the hardness of crystalline dendritic areas, observed in the alloy synthesized from high oxygen Zr, was lower by about 50 HV1.

6

Preparation of Melt Spun Electroconductive Fine Fibres Containing Carbon Nanotubes

Mirjalili M., Karimi L.

Autex Research Journal

|

2015

|

Vol. 15, no. 2

87--92

EN

Preparation of electroconductive fine fibres containing carbon nanotubes (CNTs) by melt spinning was the main goal of the present study. In this regard, the influence of the main operating parameters such as type of polymer used (polyester, polypropylene and polyamide), type and concentration of the CNTs on conductivity, and mechanical and thermal properties of the melt spun fibres was studied. The conductivity of melt spun fibres was measured based on the method developed by Morton and Hearl. The morphologies of the CNTs–polymer composite fibres were studied by scanning electron microscopy. Thermal behaviours and mechanical properties of the CNTs–polymer composite fibres were investigated using differential scanning calorimetry and tearing tester, respectively. The results reveal that using CNTs had tangible effect on electrical, thermal and mechanical properties of the melt spun fibres. Also, polyamide had a better dispersion of CNTs and correspondingly lower surface resistivity.

7

Evaluation of PCL and PCL/n-HAp fibres processed by melt spinning

Rajzer I., Fabia J., Graczyk T., Piekarczyk W.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 118

2--4

EN

In this work the process for the manufacture of polycaprolactone fibres containing hydroxyapatite nanoparticles by melt spinning method was developed. The effect of nanohydroxyapatite content on the fibre structure and properties was investigated with FTIR, SEM, DSC, TGA methods. The mechanical properties of obtained fibres enable further processing to scaffolds by nonwoven technologies.

8

Strengthening of aluminium based composites with amorphous metallic or Al2O3 particles

Kukuła-Kurzyniec A., Dutkiewicz J., Bobrowski P., Wajda W., Góral A., Ochin P., Perriere L.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 2

141--146

EN

Aluminium alloy based composites were prepared by hot pressing in a vacuum in order to study the strengthening effect of an amorphous phase addition in the form of ball milled powder from melt spun ribbons of the Al73Si5Ni7Cu8Zr7 (at.%) alloy. For comparison, a composite with a strengthening ceramic Al2O3 phase was hot pressed under the same conditions. DSC measurements allowed the authors to determine the start of the crystallization process of the amorphous ribbons at 240°C. The presence of the majority of the amorphous phase in the melt spun ribbons was additionally confirmed by the X/ray diffraction technique which also revealed the presence of an α/Al solid solution and some peaks of intermetallic phases. SEM studies showed homogenous distribution of the strengthening particles in both kinds of composites and confirmed the existence of α /Al and some intermetallic crystallites inside the metallic amorphous particles. The hardness of all the prepared composites was comparable and amounted to approximately 50 HV1 for those with the Al matrix and 120 HV1 for the ones with the 2618A alloy matrix. The composites have shown a higher yield stress than the hot pressed aluminium or 2618A alloy. SEM studies of the cracks after compression tests revealed that the interfaces between the strengthening phase and matrix in metallic amorphous powder/Al /2618A alloy composites show a different character of the interface between the ceramic particles and the Al matrix. Therefore in the composite with the Al2O3particles, cracks have the tendency to propagate at the interfaces with the matrix more often than in amorphous/Al composites.

PL

W artykule opisano badania dotyczące struktury i właściwości kompozytów na osnowie aluminium i jego stopu / 2618A, wykonanych metodą prasowania na gorąco w próżni. Fazę umacniającą stanowił 10% dodatek proszku o składzie Al73Si5Ni7Cu8Zr7 (% at.), otrzymany w wyniku mielenia kulowego metalicznych taśm amorficznych odlanych na wirujący walec (melt spinning). W celu porównawczym w tych samych warunkach sprasowano również kompozyt o osnowie Al, w którym fazę umacniającą stanowił 10% dodatek cząstek ceramicznych - Al2O3. Metodą mikrokalorymetrii różnicowej (DSC) określono temperaturę początku krystalizacji taśm amorficznych na około 240°C. Techniką dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) potwierdzono obecność znacznego udziału struktury szklistej zarówno w odlanych, jak i sproszkowanych taśmach, a także stwierdzono niewielki udział roztworu α/Al oraz faz międzymetalicznych. Badania strukturalne wykonane metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) wykazały równomierne rozmieszczenie cząstek faz umacniających w obu rodzajach kompozytów, a w przypadku cząstek taśm amorficznych potwierdzono obecność w ich wnętrzu krystalitów roztworu α/Al i faz międzymetalicznych. Twardość wszystkich przygotowanych kompozytów była porównywalna i wynosiła około 50 HV1 dla kompozytów o osnowie Al oraz 120 HV1 dla materiałów na bazie stopu 2618A. Obserwacja SEM mikrostruktury próbek kompozytowych po testach ściskania pozwoliła zauważyć inny charakter granicy rozdziału cząstek fazy umacniającej i osnowy w przypadku zastosowania cząstek taśmy Al73Si5Ni7Cu8Zr7, co wpływa na odmienny przebieg drogi propagacji pęknięć niż w przypadku proszku Al2O3, gdzie występuje słabsze połączenie w granicy osnowa/cząstki wzmacniające. W przypadku zastosowania ceramicznej fazy umacniającej kompozyt wykazuje tendencję do propagacji pęknięć po granicach wprowadzonych cząstek.

9

Amorphous - nanocrystalline melt spun Al-Si-Ni based alloys modified with Cu and Zr

Kukuła-Kurzyniec A., Dutkiewicz J., Ochin P., Perrière L, Dłużewski P., Góral A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

419--423

EN

In the present paper glass forming ability and structure of Al-Si-Ni based alloys were investigated. Three alloys starting from the ternary Al78Si12Ni10 [alloy 1], Al75Si12Ni8Zr5 [alloy 2] and Al73Si5Ni7Cu8Zr7 [alloy 3] were subjected to melt spinning process. The mean thickness of the obtained ribbons amounted between 25 and 40 μm. XRD and DSC studies showed predominantly amorphous structure of the ribbons. STEM and HRTEM methods confirmed participation of crystalline phase identified mainly as Al solid solution with the grain size near 10 nm. The mean microhardness [0.1N] of the ribbons was measured for alloys 1 - 3 respectively: 457 HV, 369 HV and 536 HV. The high value of hardness can be related to the presence of α-Al dispersoids in the amorphous matrix.

PL

W niniejszej pracy badano skłonność do tworzenia struktury szklistej oraz strukturę stopów na osnowie Al-Si-Ni. Trzy stopy zostały poddane procesowi odlewania na wirujący walec miedziany: Al78Si12Ni10 [stop 1], Al75Si12Ni8Zr5 [stop 2] oraz Al73Si5Ni7Cu8Zr7 [stop 3]. Grubość otrzymanych taśm wynosiła pomiędzy 25 a 40 μm. Badania rentgenowskie oraz kalorymetryczne taśm wykazały, że ich struktura jest głównie amorficzna, co potwierdziły metody STEM oraz HRTEM, ujawniając również wydzielenia krystaliczne zidentyfikowane jako roztwór aluminium o wielkości ziarna bliskiej 10 nm. Średnia mikrotwardość [0,1 HV] wyniosła odpowiednio dla stopów 1-3: 457 HV, 369 HV oraz 536 HV. Tak wysoka twardość jest przypuszczalnie związana z obecnością w strukturze amorficznej wydzieleń roztworu α-Al.

10

Influence of Drawing Parameters on the Properties of Melt Spun Poly(Lactic Acid) Fibres

Twarowska-Schmidt K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

58--63

EN

The object of the investigation were fibres prepared from PLA type 6201D (NatureWorks LLC) in a classical two-step technological system comprising spinning at a speed below 1250 m/min and drawing. The model drawing processes were considered in which process parameters were changed such as the draw ratio, drawing speed and thermal conditions. The aim of this study was to define the impact of the drawing conditions on the mechanical properties of the PLA fibres: tenacity, elongation at break, initial modulus and temperatureinduced shrinkage. Also, the crystallinity degree of the fibres was estimated by DSC measurements and an acoustic method was applied to define the fibre orientation. Testing the physical-mechanical properties was done according to the appropriate PN-EN ISO.

PL

Obiektem badan były włókna z PLA typu 6201 D (Nature Works), wytworzone w skali doświadczalnej w klasycznym dwuetapowym procesie, obejmującym przędzenie z szybkościami poniżej 1200 m/min oraz rozciąganie. Rozpatrywano modelowe procesy rozciągania, w których zmieniano parametry procesu takie jak: krotność i szybkość rozciągu oraz warunki termiczne. Celem badań było określenie wpływu warunków rozciągania na podstawowe parametry charakteryzujące właściwości mechaniczne włókien PLA: wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie do zerwania, moduł sprężystości, skurcz pod wpływem działania temperatury. Na podstawie badań DSC wyznaczono stopnie krystaliczności włókien. Orientację włókien oznaczano metodą soniczną. Właściwości fizyko-mechaniczne określano zgodnie z odpowiednimi normami PN-EN ISO.

11

Computer modeling of pneumatic formation of superthin fibres

Jarecki L., Blonski S., Zachara A., Blim A.

Computer Methods in Materials Science

|

2011

|

Vol. 11, No. 1

74-80

EN

Dynamics of a novel pneumatic process of superthin fibres formation from polymer melts in supersonic air jets in the Laval nozzle is studied using computer simulation. The approach bases on the mathematical k-omega models of air flow in the nozzle and air drawing of polymer filaments in the coaxial air jet. The aerodynamic fields can be considered as undis-turbed by presence of a single row of thin polymer filaments and predetermined air conditions are used in the modeling. The air fields are simulated for several values of the air compressions in the nozzle inlet and two nozzle geometries. Driving force of the Laval nozzle process results from the air drag forces acting onto the filament surface. Mathematical model of stationary melt spinning in single-, thin-filament approximation is applied with the effects of non-linear viscoelasticity of the polymer melt accounted for. The model allows also to discuss non-linear stress-optical relationship reflecting online molecular orientation, as well as online crystallization of the polymer filament if it occurs. Negative rheological extra-pressure in the air-drawn filament is predicted, as resulting from non-linear viscoelasticity of the polymer melt subjected to high elongation rates. The negative extra-pressure could lead to cavitation and longitudinal burst splitting of each filament into a high number of superthin sub-filaments. A hypothetical mean diameter of the sub-filaments is estimated from an energetic criterion. Example computations of the dynamie proflles of air drawing and discussion concern isotactic polypropylene (iPP) subjected to the Laval nozzle process.

PL

Prezentowana jest komputerowa symulacja dynamiki nowego pneumatycznego procesu formowania supercienkich włókien ze stopu polimeru w naddźwiękowycm strumieniu powietrza z zastosowanie dyszy Lavala. Podejście bazuje na matematycznym modelu przepływu powietrza w dyszy Lavala oraz pneumatycznego rozciągania cienkich strug polimeru we współosiowym strumieniu powietrza. W pneumatycznym przędzeniu pola aerodynamiczne można rozważać jako niezaburzone obecnością pojedynczego szeregu cienkich strug polimeru i w modelowaniu procesu stosowane są pola predeterminowane wyznaczone na gruncie aerodynamicznego modelu k-omega. Pola aerodynamiczne są wyznaczone w przypadku kilku wartości ciśnienia powietrza na wejściu dyszy oraz dwu geometrii dyszy. Siła napędowa procesu j z dyszą Lavala wynika z sił tarcia aerodynamicznego na powierzchni włókien. Zastosowano matematyczny model stacjonarnego przędzenia ze stopu polimeru w przybliżeniu pojedynczego, cienkiego włókna, z uwzględnieniem efektów nieliniowej lepkosprężystości stopu. Model pozwala również dyskutować nieliniowe właściwości elastooptyki wynikające z kształtującej się orientacji molekularnej, a także krystalizację i polimeru w przypadku jej zachodzenia podczas formowania. Przewidziano występowanie ujemnego ekstra-naprężenia reologicznego w pneumatycznie rozciąganym włóknie, wynikającego z nieliniowych właściwości lepkosprężystych stopu i poddanego szybkiemu rozciąganiu. Ujemne ekstra-naprężenie może prowadzić do kawitacji w objętości włókna i podłużnego rozpryskowego rozszczepienia się włókna na dużą liczbę supecienkich włókienek. Oszacowano z kryterium energetycznego hipotetyczną średnią wartość średnicy włókienek powstałych w wyniku rozszczepienia. Przykładowe obliczenia profili dynamicznych oraz dyskusja dotyczy procesu przędzenia w dyszy Lavala ze stopu izotaktycznego polipropylenu (iPP).

12

Micro-forming of Al-Si foil

Haga T., Inoue K., Watari H.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 40, nr 2

115-122

EN

Purpose: of this paper is as below. The investigation of the ability of the cold micro-forming of non-metallic glass was purpose. The grain of the rapidly solidified aluminium alloy became fine. The aluminium alloy foil with fine grain was used, and the investigation of the micro-formability of this alloy was investigated. Moreover, increase of the forming speed was investigated. The increase of the forming speed was purpose of this study, too. Design/methodology/approach: The nozzle pressing melt spinning method was used to attain the rapid solidification of the non-metallic grass. The Al-14mass%Si, which is hyper eutectic but is close to eutectic, was used. The roll contact surface was formed by V-groove. The cold rolling was adopted for forming. The V-groove was machined at the roll surface. The micro-forming was operated at the cold work. Findings: Micro-forming of the crystal aluminium alloy was able by the cold work. The forming speed was 0.04S to form 10 ěm height. The forming speed could be drastically increased. Research limitations/implications: The angle of the V-groove, which was used in the present study, was only 60 degrees. The effect of the groove angle on the protrusion-height was not clear. The used material was only the Al-14mass%Si. Relationship between the material and protrusion-height was not clear. Practical implications: The die for the micro-forming of the resin could be made from economy material by the conventional cold rolling process at short time. Therefore, the mass production of the economy die for resin may be obtained. Originality/value: The micro-forming of the rapidly solidified non-metallic glass by cold work was original.

13

The microstructure of rapidly quenched Fe-Cu-based alloy with a liquid miscibility gap

Kozieł T., Kędzierski Z., Zielińska-Lipiec A., Latuch J.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

470-473

EN

The microstructures of rapidly quenched Fe37Cu25Si13B9Al8Ni6Y2 alloy are presented. Rapid cooling (melt spinning technique) of the melt enabled in situ formation of amorphous-crystalline composites. Four different melt ejection temperatures, in the range from 1330 to 1520°C, were applied in order to study effect of initial melt temperature on the microstructure of resultant ribbons. Coarse segregated, elongated areas were observed for low melt ejection temperature, indicating cooling from the miscibility gap region. Increase of the melt ejection temperature up to homogeneous melt region, brought about formation of spherical particles distributed within a homogeneous matrix. Detailed investigations, including X-ray diffraction, differential scanning calorymetry, scanning and transmission electron microscopy, proved amorphous nature of the Fe-rich matrix and crystalline structure of the Cu-rich precipitates. Moreover, presence of the secondary formed spherical particles within primarily precipitated the Cu-rich spheres, was observed.

PL

W pracy przedstawiono mikrostrukturę stopu Fe37Cu25Si13B9Al8Ni6Y2 po szybkim chłodzeniu. Wykazano, że gwałtowne chłodzenie fazy ciekłej (metoda melt spinning) umożliwia wytworzenie in situ kompozytów amorficzno-krystalicznych. W celu określenia wpływu temperatury odlewania stopów na mikrostrukturę taśm, odlewano je z czterech rożnych temperatur z zakresu 1330÷1520°C. Zaobserwowano, że mikrostruktura taśm odlanych z niskiej temperatury charakteryzuje się obecnością dużych, wydłużonych obszarów, co wskazuje, że w trakcie nagrzewania osiągnięto temperaturę z zakresu niemieszalności cieczy. Podwyższenie temperatury odlewania do zakresu jednorodnej cieczy spowodowało, iż w trakcie chłodzenia przez zakres niemieszalności, jedna z faz ciekłych wydziela się w postaci kulistych wydzieleń. Szczegółowe badania, obejmujące rentgenowską analizę fazową, skaningową kalorymetrię różnicową, mikroskopię skaningową i transmisyjną, dowiodły amorficzny charakter osnowy bogatej w Fe oraz krystaliczną strukturę wydzieleń bogatych w Cu. Ponadto w pierwotnie utworzonych cząstkach bogatych w Cu zaobserwowano wtórne kuliste wydzielenia.

14

Nanocrystalization of NiNb(ZrTi)Al metallic glasses

Czeppe T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

673-676

EN

The melt spun ribbons of composition Ni58Nbx(ZrTi)1-xAly (x = 5, 10, 20 i 25, y = 3, 7% at.) were investigated. It was found that the crystallization of the amorphous phase proceeded due to two deferent mechanisms in case of the alloys containing less and more than 15 at. % Nb. In both cases different compositions of crystallizing phases and kinetics parameters were found. In case of alloys containing less than 15 at. % Nb, cubic NiTi(Zr) phase crystallized rapidly and completely replaced amorphous phase. In alloys with higher Nb content, a smaller volume, up to 50% of the amorphous phase crystallized in a much slower process, also the resulting phase composition was much complicated. The transformation rates and activation energies determined with use of the Matusita method, invented for the oxide glasses kinetics determination and assuming activation energy evolution during the process are discussed. The Matusita method revealed limited usefulness as it could be applied only to the slower crystallization process.

PL

Badano taśmy amorficzne o składzie Ni58Nbx(ZrTi)1-xAly (x = 5, 10, 20 i 25, y = 3, 7% at.), otrzymane metodą szybkiej krystalizacji na wirującym dysku. Stwierdzono, że faza amorficzna krystalizuje inaczej w przypadku stopów o zawartości Nb mniejszej i większej od 15% at. Stwierdzono inny skład fazowy po krystalizacji i inne parametry kinetyczne. W przypadku szkieł o zawartości Nb mniejszej niż 15% at. gwałtownie krystalizuje faza regularna NiTi(Zr) i całkowicie zastępuje fazę amorficzną. W stopach o wyższej zawartości Nb krystalizacja obejmuje do 50% fazy amorficznej, proces jest znacznie wolniejszy, a skład fazowy po krystalizacji bardziej złożony. Określono i przedyskutowano szybkość przemiany, a także energię aktywacji krystalizacji, w tym ostatnim przypadku stosując równanie Matusity, wynalezione do opisu kinetyki krystalizacji szkieł tlenkowych i zakładające ewolucję energii aktywacji w trakcie procesu. Użyteczność tej metody okazała się ograniczona do wolniejszego procesu krystalizacji.

15

Formowanie włókien z terpoli(estro-etero-estrów) metodą przędzenia ze stopu lub elektroprzędzenia z roztworu

Zdebiak P.

Polimery

|

2008

|

T. 53, nr 7-8

581-586

PL

Otrzymano nowe terpoli(estro-etero-estry) (TEEE) zbudowane z segmentów sztywnych tworzonych przez poli(tereftalan butylenu) (PBT) oraz segmentów giętkich budowanych przez reszty kwasu dilinoleinowego (DLA) i poli(glikolu etylenowego) (PEG) o różnym ciężarze cząsteczkowym. Z wytworzonych materiałów formowano włókna metodą przędzenia ze stopu oraz elektroprzędzenia z roztworu. Zbadano wpływ ciężaru cząsteczkowego PEG, udziału organicznego stabilizatora termicznego - ?-tokoferolu (VE), a także modyfikatora nieorganicznego - hydroksyapatytu (HAP) na wskaźniki szybkości płynięcia (MFR) oraz właściwości mechaniczne i włóknotwórcze TEEE. Metodą przędzenia ze stopu uformowano mikrowłókna hybrydowe z zastosowaniem układu zawierającego nanokrystaliczną ceramikę HAP. Stwierdzono, że ma ona podobne właściwości stabilizujące termicznie materiał jak VE. Terpolimery uzyskane z udziałem PEG o większym ciężarze cząsteczkowym (PEG4600) charakteryzowały się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi, uformowane zaś z nich włókna odznaczały się doskonałą elastycznością (duże wartości powrotów elastycznych).

EN

Novel terpoly(ester-ether-ester)s (TEEE) built of hard segments, formed by poly(butylene terephthalate) (PBT), and soft blocks built of dilinoleic acid (DLA) residues and poly(ethylene glycol) (PEG) of different molecular weights (Table 1) were prepared. The fibers were prepared from the materials obtained using the methods of melt spinning or electrospinning from the solution (Fig. 1 and 5). The effects of PEG molecular weight and addition of organic thermal stabilizer (alfa-tocopherol, VE) as well as of addition of inorganic modifier (hydroxyapatite, HAP) on melt flow rate (MFR) (Fig. 2) and on mechanical (Fig. 3) and fiber-forming properties of TEEE were studied. Hybrid microfibers were prepared by melt spinning from the system containing HAP nanocrystalline ceramics. It was found that this ceramics thermally stabilized the material similarly as VE did. Terpolymers prepared from PEG of higher molecular weight (PEG4600) showed very good mechanical properties and fibers prepared exhibited excellent elastic properties (high values of elastic recovery, Table 2).

16

Effect of Ni addition on the microstructures of melt-spun CuCr ribbons

Yu M., Wang Y., Wang Y., Sun Z.

Materials Science Poland

|

2008

|

Vol. 26, No. 3

675--680

EN

The microstructures and resistivities of melt-spun Cu75Cr25 and Cu(75.x)Cr25Nix (x = 1 or 3 wt. %) ribbons were studied. The size of the Cr-rich phase from liquid phase separation in the Cu75Cr25 microstructure can be decreased from the micrometer-scale to about 250 nm by using melt spinning. After annealing at 600 ° C for 3 h, the resistivity of Cu75Cr25 ribbon can meet the needs of contact. On the melt-spun base, alloying by Ni could further decrease the size of the Cr-rich phase from 250 nm to about 150 nm. However, when the Ni content is higher than or equal to 3%, the resistivity of annealed Cu75. xCr25Nix (x ≥ 3) ribbons is too high to be used by the medium-voltage vacuum interrupters. For nanograined CuCr alloys, its lower arc chopping current is advantageous to the use of contact and the circuitry protect, its long arc trace route and high velocity of spot direction motion could mitigate the partial ablate of cathode surface and the lifetime of contact could be prolonged.

17

The microstructure and properties of a new Fe41Ni39P10Si5B5 glass forming alloy

Ziewiec K., Bryła K., Ziewiec A., Prusik K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2008

|

Vol. 34, nr 1

35-38

EN

Purpose: The aim of the work was to investigate the microstructure, thermal stability and some mechanical properties of a new Fe41Ni39P10Si5B5 glass forming alloy. Design/methodology/approach: A five component Fe41Ni39P10Si5B5 alloy was produced using arc melting in argon protective atmosphere from of pure elements 99.95 wt. % Fe, 99.95 wt. % Ni, 99,999 wt. % Si and Fe-P, Fe-B, Ni-P, Ni-B master alloys. The alloy was melt spun. The microstructure of the arc melted droplet is investigated in scanning electron microscope with EDS. The melt spun ribbon was investigated by X-ray diffraction, micro-hardness measurement, dynamic mechanical analysis (DMA), differential scanning calorimetry (DSC) and the microstructure of the melt spun ribbon at the beginning of crystallization process was observed using high resolution transmission electron microscope (HRTEM). Findings: The arc-melt alloy consisted of four phase constituents that provided amorphization during the melt spinning process. The alloy has relatively high hardness of 720HV and the elastic modulus on the level of 102 GPa. The elastic modulus is stable up to ca. 500 K and after it shows glass transition at 603 K. Crystallization causes temporary increase of the elastic modulus and finally causes brittleness of the sample. The crystallization was found to have the two stages and it begins with formation of bcc iron-base nano-metric crystals. Research limitations/implications: It has been shown that the multi-component Fe-Ni-P-Si-B system provides the multiphase composition and enables relatively easy amorphization of the Fe41Ni39P10Si5B5 alloy through the melt-spinning method. It is also possible to control the microstructure and the mechanical properties through the appropriate heat treatment. The existence of glass transformation in the alloy provides possibility of consolidation non-bulk material into a bulk sape. Practical implications: The work reports about the glass forming alloy of relatively good mechanical properties produced from a low-cost commercial purity precursors. The future investigations on the alloy can provide the basis to the processing and manufacturing soft-magnetic bulk parts of a very low coercivity. Originality/value: The study provides an original information about the primary structure of the arc-melt Fe41Ni39P10Si5B5 alloy as well as about the microstructure, mechanical properties and thermal stability of meltspun ribbon.

18

The solidification of CuCr alloys under various cooling rates

Wang Y., Song X., Sun Z., Zhou X., Guo J.

Materials Science Poland

|

2007

|

Vol. 25, No. 1

199--207

EN

The paper focuses on the solidification especially on the liquid phase separation of Cu-35 at. % Cr alloys under various cooling rates. When the solidification temperature is below the liquidus and above the spinodal temperature, solidification runs normally, with the growth of primary Cr-rich dendrites. When the solidification temperature is below the spinodal temperature, liquid phase separation should occur through the solidification process and the primary Cr-rich phase has a special nodular structure under an appropriate cooling rate. Large Cr-rich particles obtained from liquid phase separation can grow by absorbing smaller ones via the transfer of matter. Furthermore, some particles collide with each other, mutually losing surface energy by joining to form a single particle. The size of the Cr-rich particles obtained from liquid phase separation decreases with increasing cooling rate. Using thermodynamic calculations and referring to literature data, the viewpoints on liquid phase separation are systematized and applied to the CuCr system. Liquid phase separation in an undercooled liquid is not advantageous in refining the microstructure of alloys and should be restricted.

19

The microstructure and mechanical properties of Ni78Ag2P20 alloy

Ziewiec K., Dutkiewicz J., Ziewiec A., Kąc S.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2007

|

Vol. 28, nr 11

657-660

EN

Purpose: The aim of the work was to investigate the influence of silver as a modifying constituent on structure formation in Ni-P based glass forming matrix and to characterize mechanical properties of the alloys. Design/methodology/approach: Nickel-silver-phosphorus Ni78Ag2P20 alloy was produced using arc melting in argon protective atmosphere from commercial powders. The alloy was melt spun. The microstructure of the arc melted droplet is investigated in scanning electron microscope with EDS and micro-hardness tester and the melt spun ribbon is investigated using light microscope and transmission electron microscope. Then the mechanical properties are evaluated with use of micro-hardness measurements. Findings: A strong tendency for demixing of Ni-P-rich and Ag-rich liquids is observed leading to formation of the primary structure consisting of slightly hypo-eutectic Ni-P-rich regions and Ag rich regions. The melt spinning process produced the amorphous Ni-P and Ag-rich crystalline structure. The alloys hardness and elasticity modulus were characterized. The melt spun ribbons are slightly softer than the crystalline Ni-P regions. In case of the melt spun ribbons, a softening influence of silver was observed giving the lower hardness for Ni78Ag2P20 than Ni80P20. The alloy constituents in a bulk crystalline state present the higher values of elasticity modulus when compared to the melt spun ribbons. Research limitations/implications: It has been shown that the criterion of a high positive values of mixing enthalpies can be applied to design the materials that should separate before the solidification to form a hard glassy matrix/soft crystalline composite. The amorphization of the crystalline Ni-P-based alloys can lead to formation of more flexible materials with a lower elasticity modulus and lower hardness. Practical implications: The main limits for application of the glassy alloys are the high prices of the materials used for alloying and the low plasticity of the amorphous metals. Therefore, the work provides the alloy produced from a low-cost commercial purity precursors that are able to form a glassy matrix composite with a crystalline soft particles included. The future works on the development of the idea can lead to a successful manufacturing of a hard and ductile metallic composite parts. Originality/value: The work delivers a new information on possibility of amorphous/crystalline composite formation starting from Ni Ag P system. This includes the original microstructural and mechanical characteristics of the arc melt and melt spun alloy. The information could be used by researchers for future works on development of Ni-P based composites complementary to the electroless coatings.

20

Wpływ grzania strefowego na strukturę włókien PET i dynamikę procesu przędzenia ze stanu stopionego. Cz. I. krystaliczność i orientacja molekularna

Blim A., Ołdak E., Wasiak A., Jarecki L.

Polimery

|

2005

|

T. 50, nr 1

48-59

PL

Badano wpływ temperatury komory grzejnej (TK) i prędkości odbioru (VL) na stopień krystaliczności (XV), dwójłomność optyczną (Dn), orientację krystaliczną (fc) i orientację amorficzną (fa) surowych włókien PET otrzymanych w procesie przędzenia ze stanu stopionego z zastosowaniem grzania strefowego. Grzanie takie zapewniała termostatowana komora z gorącym powietrzem o temp. 100-210 stopni C. Włókna odbierano z niej z różnymi prędkościami w zakresie wolnego (konwencjonalnego) i szybkiego (>4000 m/min) przędzenia w warunkach ustalonej grubości masowej włókien. Stopień krystaliczności określano z pomiaru gęstości w kolumnie gradientowej, a czynnik orientacji krystalicznej - z zastosowaniem azymutalnych profili równikowych linii dyfrakcyjnych na rentgenogramach WAXS. Czynnik orientacji amorficznej wyznaczano z pomiarów dwójłomności, czynnika orientacji krystalicznej i stopnia krystaliczności. Pomiary prowadzono z małą i dużą wartością VL, odpowiednio 2600 m/min i 4800 m/min, w niskiej (135 stopni C) bądź w wysokiej (195 stopni C) temperaturze komory. Niższa wartość TK mieści się w połowie zakresu pomiędzy temperaturą zeszklenia (Tg) i temperaturą maksymalnej szybkości krystalizacji (Tmax). Stwierdzono, że włókna PET o dużej wartości XV można otrzymywać z konwencjonalnymi prędkościami VL stosując temperaturę TK >135 stopni C. W przypadku szybkiego przędzenia, wzrost XV wymaga zastosowania wysokiej TK, w pobliżu Tmax ≈ 190 stopni C. Orientacja molekularna charakteryzuje się znacznymi wartościami czynnika fc ≈ 0,9 (niezależnie od warunków przędzenia) i świadczy o stałości krytycznej orientacji fa potrzebnej do wystąpienia krystalizacji orientowanej. Dużą orientację amorficzną przędzionych włókien uzyskuje się w procesach z krystalizacją indukowaną w linii technologicznej przędzenia. W przypadku małych prędkości odbioru czynnikiem indukującym jest grzanie strefowe, a w przypadku szybkiego przędzenia - duża wartość fa. Orientacja amorficzna jest większa, gdy stosuje się niższą temperaturę TK. Wysoka TK prowadzi do zmniejszenia wartości fa wskutek relaksacji. Włókna o największych wartościach dwójłomności otrzymano w wysokiej temperaturze komory.

EN

Effects of heating chamber temperature (TK) and take-up speed (VL) on crystallinity degree (XV), optical birefringence (Dn), crystalline orientation (fc), and amorphous orientation (fa) of PET fibers obtained in melt spinning with zone heating were investigated. Zone heating has been provided by thermostatic chamber with hot air in the temperature range 100-210 degrees C. Take-up speed of fibers varied dependently on the type of spinning: conventional or high speed one (>4000 m/min). Crystallinity degree has been determined from density measured using gradient column, crystalline orientation factor was determined from WAXS diffraction patterns while amorphous orientation factor was determined on the basis of birefringence measurements as well as of crystalline orientation factor and crystallinity degree. Measurements have been carried out for small and big VL values, 2600 or 4800 m/min respectively, at low (135 degrees C) or high (195 degrees C) chamber temperature. Lower TK value is in the middle of the range between glass transition temperature (Tg) and the temperature of maximal crystallization rate (Tmax). It has been found PET fibers showing high XV value can be obtained using conventional VL speed at temp. TK >135 degrees C (Figs. 1 and 2) while in case of high speed spinning XV increase requires high TK temperature close to Tmax ≈ 190 degrees C (Fig. 2). Molecular orientation is characterized by high values of crystalline orientation factor fc ≈ 0.9, independently on spinning conditions. It proves the constant critical level of fa orientation needed to oriented crystallization occurring. High amorphous orientation of the fibers is obtained during melt spinning with online crystallization induced in technological line (Fig. 1, 8). Zone heating is a factor inducing the crystallization in case of low take-up speeds while at high speed spinning high value of fa is this factor. Amorphous orientation is higher for low TK (Fig. 7). High TK leads to decrease in fa value because of relaxation. The fibers showing the highest values of birefringence were obtained at high chamber temperature (Fig. 6).