Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure studies of nickel-carbon nanotubes nanocomposite coatings formed by electrodeposition

Popławski K., Kucharska B., Jezierska E., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 1

16--22

EN

Many researchers nowadays concentrate on nanocrystalline metal-matrix composites, as well as on composites reinforced by nanoparticles, to find more suited materials to be used in aviation, nuclear power plants or as a hydrogen storage for fuel cells. The aim of this paper was to investigate the possibility of producing nanocrystalline nickel-based composite coatings reinforced by carbon nanotubes (Ni–CNT). The goal was to obtain well immersed carbon nanotubes fully dispersed in nanocrystalline nickel matrix by using standard electrochemical deposition equipment and modify the process by changing parameters like bath composition, additives, nanotubes content or stirring method. The effect of optimization of these parameters on composite’s microstructure, surface topography and nanohardness was investigated. Also, usefulness of different approach, so called “stirring electrode” was examined. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy with electron diffraction, X-ray diffraction and Raman spectroscopy were used to determine the microstructure of obtained coatings.

PL

Celem tej pracy była ocena możliwości wytworzenia powłoki kompozytowej na osnowie nanokrystalicznego niklu z dodatkiem nanorurek węglowych (Ni–CNT), ze spełnieniem warunku otrzymania materiału z dobrze zdyspergowanymi i połączonymi z nanokrystaliczną osnową nanorurkami, za pomocą typowej metody osadzania elektrochemicznego i standardowego w tej metodzie sprzętu, modyfikując jedynie parametry procesu osadzania takie, jak: skład kąpieli, dodatek substancji modyfikujących czy powierzchniowo czynnych, zawartość nanorurek w kąpieli oraz metoda mieszania.

2

Materials Stress Diagnostics by X-Ray and Acoustic Techniques

Bonarski J.T., Tarkowski L., Pawlak S., Rakowska A., Major Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

437--441

EN

Performed investigations and obtained results concerned the analysis of residual stresses in near-surface areas of coppercorundum (Cu-Al2O3) composite and silicon carbide (SiC) samples. X-ray diffraction and acoustic tomography techniques, as well as the suitable calculation procedures, allowed to locate sample-areas with extreme values of stresses residing in the examined materials. The registered texture-stress characteristics reflects inhomogeneity of the samples structure identified by means of acoustic tomography. Obtained results provide valuable information on anisotropy of physical properties of structural elements produced by the technologies applied to the examined samples.

PL

Przeprowadzone badania i uzyskjane wyniki dotyczyły analizy naprężeń w pobliżu obszarów powierzchniowych dwóch typów materiałów: kompozytów CU-AI2O3 oraz węglika krzemu (SiC). Do zlokalizowania obszarów skrajnych wartości naprę- żeń w badanych materiałach użyto dwóch technik dyfrakcji rentgenowskiej i tomografii akustycznej wykorzystując skaningowy mikroskop akustyczny. Zarejestrowana tekstura krystalograficzna oraz naprężenia własne odzwierciedlają niejednorodność próbek zidentyfikowaną za pomocą tomografii akustycznej. Uzyskane wyniki stanowią cenne informacje na temat anizotropii właściwości fizycznych elementów konstrukcyjnych.

3

Effect of Gas Pressure and Temperature on Stereometric Properties of Al+Al2O3 Composite Coatings Deposited by LPCS Method

Winnicki M., Piwowarczyk T., Małachowska A., Ambroziak A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

879--886

EN

The paper deals with effect of working gas pressure and temperature on surface stereometry of coatings deposited by low-pressure cold spray method. Examinations were focused on aluminium coatings which are commonly used to protect substrate against corrosion. A commercial Al spherical feedstock powder with admixture of Al2O3 (Al + 60vol.-%Al2O3), granulation -50+10 µm, was used to coat steel, grade S235JR. Thedeposited coatings were studied to determine their stereometry, i.e. roughness, transverse and longitudinal waviness, topography of surface and thickness as the functions of gas pressure and temperature. A profilometer and focal microscope were used to evaluate the stereometric properties. In order to reduce the number of variables, the remaining process parameters, i.e. shape and size of de Laval nozzle, nozzle-to-substrate distance, powder mass flow rate, linear velocity of spraying gun, were kept unchanged. The investigation confirmed influence of temperature and pressure on coating thickness as well as on the surface seterometry.

PL

W pracy badano wpływ ciśnienia oraz temperatury gazu roboczego na stereometrię powierzchni warstw uzyskanych metodą niskociśnieniowego natryskiwania na zimno. W badaniach skupiono się na wykonaniu powłok aluminiowych, które są powszechnie stosowane w celu ochrony podłoża przed korozją. Wykorzystano komercyjny proszek sferyczny Al z domieszką Al2O3 (w proporcji obj. 40% Al / 60% Al2O3) o granulacji -50+10 µm, którym pokryto stal S235JR. Przeprowadzone analizy miały na celu określenie stereometrii otrzymanych warstw, tj. chropowatości, falistości poprzecznej oraz wzdłużnej, topografii powierzchni oraz grubości, w zależności od ciśnienia i temperatury gazu. Do analizy właściwości stereometrycznych wykorzystano profilografometr oraz mikroskop konfokalny. W celu ograniczenia ilości zmiennych, pozostałe parametry procesu, tj. kształt i rozmiar dyszy de Lavala, odległość dyszy od podłoża, masowe natężenie przepływu proszku, prędkość liniowa palnika, pozostawiono na stałym poziomie. Przeprowadzone badania potwierdziły wpływ temperatury oraz ciśnienia gazu na grubość naniesionych powłok, jak również na stereometrię ich powierzchni.

4

Dry sliding wear behaviour of fly ash particles reinforced AA 2024 composites

Babu Rao J., Venkata Rao D., Siva Prasad K., Bhargava N. R. M. R.

Materials Science Poland

|

2012

|

Vol. 30, No. 3

204--211

EN

AA 2024 alloy has been melted and cast in a permanent cast iron mould in the form of 18 mm fi fingers. The synthesis of AA2024 alloy - 5wt.% fly ash composite was made by stir cast technique. A uniform distribution of fly ash particles in the matrix phase was obtained. Good bonding between the matrix and reinforcement was also achieved. Dry sliding wear behavior of the alloy and the composite has been investigated using a pin-on-disc wear tester. The investigation was carried out at a fixed sliding velocity of 2.0 m/s, track diameter of 60 mm and load ranging from 0.5 kgf to 1.5 kgf (4.9-14.7 N). SEM studies were carried out to assess the wear behavior of the alloy and the composite. The composite showed better wear resistance than the base alloy for the lower loads. However, for the higher loads and longer sliding distances, the wear in the composite was extensive due to the existence of fractured and dislodged fly ash particles in the alloy matrix.

5

The effect of sintering temperature,sintering time and reinforcement particle size on properties of Al-Al2O3 composites

Konieczny M.

Composites Theory and Practice

|

2012

|

R. 12, nr 1

39-43

EN

The main aim of this paper was to investigate the effect of sintering temperature, sintering time and reinforcement particle size on the properties of Al-Al2O3 composites. Three sintering temperatures were applied: 500, 550 and 600 °C for 30, 60 and 90 minutes. Experiments were performed using specimens containing 0, 5 and 10% of alumina. The average particle sizes of alumina were 2, 10 and 20 μm. The investigated properties included relative density, hardness and compressive strength. Microstructural observations showed that Al-Al2O3 composites could be successfully formed for all of the studied combinations of sintering temperature, sintering time, alumina particle sizes and amount of reinforcement. The relative density of all the composites increased when the particle size of alumina was reduced. The highest relative density was obtained at 600 °C. Higher hardness and compressive strength were observed in samples containing finer Al2O3 particles. The variations in hardness and compressive strength of Al-Al2O3 composites were dependent on the sintering temperature and time. Increasing sintering time at 500 and 550 °C led to a gradual increase in hardness and compressive strength. Similar results were obtained as well after sintering at 600 °C when the sintering time was increased up to 60 minutes. A prolonged sintering time up to 90 min had a contrary effect on the hardness and compressive strength of the composites.

PL

Głównym celem badań było przeanalizowanie wpływu temperatury spiekania, czasu spiekania oraz wielkości cząstek zbrojących na własności kompozytów Al-Al2O3. Zastosowano trzy temperatury spiekania: 500, 550 i 600°C oraz trzy czasy: 30, 60 oraz 90 minut. Eksperymenty prowadzono na próbkach wykonanych ze spiekanego proszku aluminium oraz na próbkach zawierających dodatkowo 5 i 10% tlenku glinu. W badaniach używano proszku Al2O3 o trzech wielkościach cząstek: 2, 10 oraz 20 μm. Badano wpływ parametrów wytwarzania kompozytów na ich gęstość względną, twardość oraz wytrzymałość na ściskanie. Obserwacje mikroskopowe wykazały, że kompozyty Al-Al2O3 mogą być skutecznie wytwarzane przy zastosowaniu wszystkich użytych kombinacji temperatury spiekania, czasu spiekania oraz zastosowanych ilości oraz wielkości cząstek zbrojących. Gęstość względna kompozytów wzrastała wraz ze zmniejszaniem się wielkości zastosowanych cząstek Al2O3. Najwyższą względną gęstość otrzymano dla kompozytów spiekanych w temperaturze 600°C. Wyższa twardość oraz wyższa wytrzymałość na ściskanie była uzyskiwana w próbkach zawierających mniejsze cząstki tlenku glinu. Zmiany twardości i wytrzymałości na ściskanie były uzależnione od czasu oraz temperatury spiekania. Wzrost czasu spiekania w temperaturach 500 oraz 550°C prowadził do stopniowego wzrostu twardości oraz wytrzymałości na ściskanie. Podobne rezultaty otrzymano także po spiekaniu w temperaturze 600°C, gdy czas spiekania był krótszy niż 60 minut. Jednak wydłużenie czasu spiekania do 90 minut spowodowało spadek twardości oraz wytrzymałości na ściskanie.

6

Wybrane właściwości powłok Cu-Al2O3 do zastosowań w układach wydechowych i napędowych

Pawlak S., Bonarski J., Rakowska A., Morgiel J., Major Ł., Major B.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

662-664

PL

Przedmiotem pracy jest analiza morfologii i charakterystyka naprężeniowo- -teksturalna mikrostruktury powłok kompozytów metalowo-ceramicznych Cu-Al2O3 ze zróżnicowaną zawartością fazy ceramicznej. Identyfikacji tych charakterystyk dokonano technikami dyfrakcji rentgenowskiej oraz mikroskopii elektronowej, a dodatkowo jednorodność mikrostruktury analizowano techniką mikroskopii akustycznej. Badano dwa kompozyty Cu-Al2O3 różniące się udziałem fazy ceramicznej (2% i 10%) w postaci powłok osadzonych na podłożu Cu metodą natryskową w środowisku o temperaturze pokojowej oraz podwyższonej. Potencjalnym zastosowaniem badanych powłok kompozytowych są elementy konstrukcyjne układu wydechowego i napędowego silników lotniczych i samochodowych. Uzyskane wyniki badań pozwalają stwierdzić, że wariant 10% dodatku Al2O3 i podwyższona temperatura osadzania zapewniają uzyskanie najlepszych właściwości użytkowych (w aspekcie potencjalnych zastosowań) spośród badanych kombinacji składu fazowego kompozytu i technologii wytwarzania powłok.

EN

The presented work is focused on morphology analysis and stress-texture characteristics of metal-matrix composites Cu-Al2O3 coatings with diverse volume fraction of the ceramic phase. Identification of the microstructure characteristics was carried out by means of X-ray diffraction and electron microscopy techniques. Additionally, the acoustic microscopy was used to evaluation of microstructure inhomogeneity. Two metal-matrix composites coatings Cu-Al2O3 with 2 and 10 vol. % of the ceramic phase deposited on Cu-substrate by a cold and hot sputtering technology were examined. Potential applications of the investigated coatings are structural elements of exhaust and propulsion systems in automotive and the aerospace sectors. Obtained results allow to state that the 10% of Al2O3 and elevated temperature of the deposition process assure the best properties combination (in the potential application aspect) among the examined variants of the phase composition and technological parameters of the MMC coatings.

7

Wear characteristic of exfoliated graphite nano sheets/copper metal matrix composite

Ashraf A.A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2008

|

z. 73 [253]

19-26

EN

Powder Metallurgy technique has been used to prepare composite samples made of exfoliated graphite nano sheets (EGNS)and graphite flakes (GF) of 1, 3 and 5 weight % with copper chips. Effect of both graphite and its size on morphological, mechanical, and tribological behavior of copper matrix camposite has been investigated. Same unexpected characteristics have been identified due to the addition of graphite flakes and its exfoliated nano sizes with copper metal matrix. Nano-like grain boundary (NLGB) phenomenon has been reported. A decrease in hardness has been measured within the used weight fractions. Surprisingly, there was an increase in wear rates with an increase in wt % GF added to the copper matrix. In the case of EGNS, an increase in wear rate is reported for a weight fraction of 1%, which then decreases as more EGNS is added until it reaches approximately the same wear rate of pure Cu matrix at 5% EGNS. It is believed that the increase in wear at 1% EGNS is due to delamination domination theory. Measuring the counter part wear characteristics more deeply, evaluating the dispersion quantitatively, and explaining the delaminating theory of the EGNS/Cu metal matrix composites is recommended for future work.

8

Symulacja numeryczna zachowania się kompozytu metalowego o osnowie metalicznej w warunkach obciążeń cieplnych

Krzesiński G., Ludwikowski T., Marek P., Zagrajek T.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2006

|

R. 48, nr 5-6

218-221

PL

W artykule przedstawiono efekty symulacji metodą elementów skończonych zachowania się struktury kompozytu miedziowego zbrojonego włóknem z węglika krzemu pod wpływem obciążeń zewnętrznych, mechanicznych, cieplnych. W analizach uwzględniano zależność wszystkich właściwości termomechanicznych materiałów składowych kompozytu od temperatury. W szczególności rozpatrzono obciążenia typu szok cieplny. Określono rozkład naprężeń własnych, będących efektem procesu wytwarzania. Przedstawiono koncepcję projektowania struktury kompozytu za pomocą homogenizacji - znajdowania zastępczych właściwości struktury i określania optymalnych właściwości zastępczego jednorodnego ośrodka.

EN

The numerical models of fiber-reinforced metal matrix composites (MMC) are considered in the paper. Such composites are nowadays a subject of special interests because they include a combination of the following properties: anisotropic behavior, high strength and elasticity modulus, low sensitivity to temperature changes, high thermal and electrical conductivity. The paper presents some results of FE analyses and describes questions of micro and macro modeling of the composites using representative single cell.

9

Odporność wybranych kompozytów metalowych na zużycie cierne

Grabian J.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

623-626

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych wybranych metalowych materiałów kompozytowych w warunkach tarcia suchego. Badanie przeprowadzono na urządzeniu pozwalającym realizować ruch posuwisto-zwrotny dla różnych wartości nacisku jednostkowego. Przeprowadzono badania porównawcze zużycia odlewanych kompozytów metalowych o zróżnicowanej budowie: zbrojonych cząstkami ceramicznymi (węglik krzemu) oraz zbrojonych włóknem ceramicznym (tlenek aluminium) lub węglowym. Określono wartości zużycia masowego badanych próbek oraz żeliwnej przeciwpróbki. Dokonano analizy mikroskopowej zmian stanu powierzchni w celu identyfikacji mechanizmów zużywania materiałów kompozytowych o zróżnicowanej budowie.

EN

Results of research on tribological characteristics of selected metal matrix composites in dry friction conditions were presented. The research was carried out using an apparatus making a reciprocating motion for various values of unit pressure. The research was performed concerning comparative study of wear of metal-matrix composites of varied structure: reinforced with ceramic particles (silicon carbide) and reinforced with ceramic fibre (aluminium oxide) or carbonate. Values of mass and linear wear of examined samples and a cast iron counter-sample were established. Microscopic analysis of the change in the surface state was performed in order to identify a composite material wear mechanism.

10

Komputerowy program do obliczania parametrów procesu nasycania metalem zbrojenia kompozytu

Grabian J.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2001

|

Vol. 21, Nr spec

59-64

PL

W artykule przedstawiono program komputerowy do wyznaczania parametrów procesu nasy-cania zbrojenia z nieuporządkowanych włókien ceramicznych ciekłym metalem osnowy. Program ten, wykorzystujący charakterystykę technologiczną stosowanego zbrojenia, opracowano na pod-stawie procedury oprogramowania MATLAB 5. Podano przykładowe obliczenie parametrów procesu nasycania dla kompozytu o zbrojeniu typu SIBRAL z użyciem stopu AISi11 jako osnowy kompozytu.

EN

The work presents a computer program for determining parameters of a process in which a reinforcement made of disordered ceramic fibres are infiltrated by liquid metal of the matrix. The program, using a technological characteristic of the reinforcement employed, was developed on the basis MATLAB 5 procedures. An example is shown of calculating the parameters of the infil-tration process for a composite with reinforcement of SIBRAL type and the AlSi11 alloy used as a matrix.

11

Dynamic simulation of the movement of ceramic particles in front of growing solidification front

Borsik A., Kelemen K. K., Kaptay G.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2001

|

Vol. 21, Nr spec

19-25

EN

The computer aided simulation of the movement of a ceramic particle in a liquid metal has been performed, while a planar solidification front is approaching the particle. Two forces (the interfacial pushing force and the drag force) acting on the particle were taken into account. It has been found that the particle gradually accelerates and reaches the steady state, i.e. moves in front of the solidification front with the same velocity, at a certain equilibrium distance. During the acceleration period the particle never approaches the interface closer than this equilibrium distance. Consequently, the "dynamic" approach introduced recently by Stefanescu et al. [7] to define the critical distance of engulfment has been proven inadequate. Therefore the critical distance of engulfment should be found from a different criterion.

PL

W artykule przedstawiono komputerową symulację ruchu ceramicznych cząstek w ciekłym metalu podczas zbliżania się do nich płaskiego frontu krzepnięcia. Wzięto pod uwagę dwie siły (siłę odpychania powierzchni rozdziału i siłę przyciągania) działające na cząstkę. Ustalono, że cząstka stopniowo przyspiesza do osiągnięcia stanu ustalonego, w którym porusza się przed frontem krzepnięcia ze stałą prędkością w określonej odległości równowagowej. W czasie przyspieszenia cząstka nigdy nie zbliża się do powierzchni rozdziału bliżej, niż wynosi jej odległość równowagowa. W efekcie udowodniono, że "dynamiczne" zbliżenie przedstawione przez Stefanescu i współautorów [7] jest niedostateczne do zdefiniowania krytycznej odległości pochłaniania. Wobec tego krytyczna odległość pochłaniania powinna być określona na podstawie innego kryterium.

12

Sposób wyznaczania parametrów nasycania kompozytów metalowych

Grabian J.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2000

|

Vol. 20, Nr 1

45-54

PL

Przedstawiono sposób wyznaczania parametrów nasycania dowolnym metalem zbrojenia ceramicznego. Sposób ten oparto na testowaniu zbrojenia niskotopliwą cieczą modelową. Na podstawie określonych zmian gęstości kompozytu model owego w funkcji ciśnienia i czasu nasycania oraz z uwzględnieniem właściwości fizykochemicznych metalu stanowiącego osnowę dowolnego kompozytu i ceramicznego zbrojenia zaproponowano sposób wyznaczania ciśnienia i czasu nasycania dla założonej gęstości dowolnego kompozytu.

EN

This paper presents a method of determining parameters of infiltrating a ceramic reinforcement with a metal. In the method the reinforcement is tested by a low-melting liquid. The proposed method determines the pressure and time of infiltration for a pre-set composite density .This is done by determining changes in a model composite density as a function of infiltration pressure and time, taking into account physical and chemical properties of the metal matrix and the ceramic reinforcement, i.e. surface tension, metal viscosity and the angle of ceramic reinforcement wetting by matrix metal.

13

Problems of recycling of metal-matrix composite castings

Jackowski J., Nagolska D., Szweycer M.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2000

|

Vol. 20, Nr 1

73-81

EN

The paper presents the problems related to recycling of metal-matrix composites of suspension and saturated types. F or the first slow sedimentation of reinforcing phase decides that sedimentation process is unsatisfactory for this purpose. Recovery of metal matrix from saturated composites is possible and efficient provided that the operation is carried out in liquid slag.

PL

W artykule przedstawiono problemy związane z recyklingiem metalowych kompozytów odlewanych -zawiesinowych i nasycanych. W przypadku pierwszych powolna sedymentacja fazy zbrojącej powoduje, że metodę sedymentacyjną trzeba uznać za niezadowalającą. Odzyskiwanie metalowej osnowy z kompozytów nasycanych jest możliwe i skuteczne pod warunkiem, iż zabieg, będzie przeprowadzony w ośrodku ciekłego żużla.

14

Badanie prędkości fali ultradźwiękowej metodą interferencyjną w metalowych kompozytach nasycanych

Grabian J., Gawdzińska K.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2000

|

Vol. 20, Nr 1

56-62

PL

W odlewanych kompozytach metalowych istotną wadą powodującą pogorszenie właściwości użytkowych jest nieciągłość osnowy metalowej. Wady te mogą występować w postaci makro., i mikroporowatości. Stwierdzono, że istnieje związek pomiędzy udziałem mikroporowatości a prędkością fali ultradźwiękowej. Przedstawiono sposób dokładnego pomiaru prędkości fali ultradźwiękowej w kompozycie z użyciem interferometru.

EN

Cast metal composites have an essential fault which lowers their operating properties -discontinuity of metal matrix. These faults may take the forms of microporosities and macroporosities. It was found that there is a relationship between the microporosity share and an ultrasonic wave speed. The paper presents a method of accurate measurement of ultrasonic wave speed in a composite by means of an interferometer .

15

Finite element analysis of effect of particle alignment on deformation behaviour of metal matrix composite.

Yilmaz S., Aran A.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

691-694

EN

The goal of this work is to determine the role of the particulate alignment on the overall elastic-plastic behaviour of metal matrix composites. Composite was assumed to be 3D infinite periodic array of particulate embedded in the matrix. Particulate were modeled as spherical. Models with transversely aligned and staggered particle distributions were used. The effect of particle alignment on the overall stress-strain behaviours of the composites are followed through unit cells having different aspect ratios. The difference in the stress-strain behaviour of models shows clearly that the ratio of the particle diameter to the distance between nearest neighbour particles can represent the effect of distribution geometry.