Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 12

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  mielenie mechaniczne
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The aim of this work is to determine the effect of manufacturing conditions, especially milling time, on the microstructure and crystallite size of a newly developed nanostructural composite material with the aluminium alloy matrix reinforced with halloysite nanotubes. Halloysite, being a clayey mineral of volcanic origin, is characterized by high porosity and large specific surface area. Thus it can be used as an alternative reinforcement in metal matrix composite materials. In order to obtain this goal, composite powders with fine microstructures were fabricated using high-energy mechanical alloying, cold compacting and hot extrusion techniques. The obtained composite powders of aluminium alloy reinforced with 5, 10 and 15 wt% of halloysite nanotubes were characterized with SEM, TEM and XRD analysis. It has been proven that the use of mechanical alloying leads to a high degree of deformation, which, coupled with a decreased grain size below 100 nm and the dispersion of the refined reinforcing particles–reinforces the material very well.
PL
Celem niniejszej pracy było określenie wpływu warunków wytwarzania, w szczególności czasu mielenia, na strukturę i wielkość krystalitów nowo opracowanych nanostrukturalnych materiałów kompozytowych o osnowie stopów aluminium wzmacnianych nanorurkami haloizytowymi. Haloizyt, będący minerałem ilastym pochodzenia wulkanicznego, charakteryzuje się dużą porowatością, dużą powierzchnią właściwą, i może stanowić alternatywne wzmocnienie metalowych materiałów kompozytowych. W tym celu przy użyciu wysokoenergetycznego mechanicznego stopowania w młynie kulowym wytworzono rozdrobnione i trwale połączone proszki kompozytowe, które następnie poddano zagęszczaniu na zimno i wyciskaniu na gorąco. Tak opracowane materiały kompozytowe o udziale masowym haloizytowego wzmocnienia 5, 10, 15% zbadano metodami skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizy fazowej. Stwierdzono, że wywołane mechanicznym stopowaniem silne odkształcenie plastyczne i zmniejszenie rozmiaru ziarna poniżej 100 nm oraz dyspersja haloizytowych cząstek wzmacniających wpłynęła na znaczne umocnienie materiałów kompozytowych.
EN
The main purpose of this work is to determine the effect of milling time on microstructure as well as technological properties of aluminium matrix nanocomposites reinforced with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) using powder metallurgy techniques, including mechanical alloying. The main problem of the study is the agglomeration and uneven distribution of carbon nanotubes in the matrix material and interface reactivity also. In order to reach uniform dispersion of carbon nanotubes in aluminium alloy matrix, 5÷20 h of mechanical milling in the planetary mill was used. It was found that the mechanical milling process has a strong influence on the characteristics of powders, by changing the globular morphology of as-received powder during mechanical milling process to flattened one, due to particle plastic deformation followed by cold welding and fracturing of deformed and hardened enough particles, which allows to obtain equiaxial particles again. The obtained composites are characterised by the structure of evenly distributed, disperse reinforcing particles in fine grain matrix of AA6061, facilitate the obtainment of higher values of mechanical properties, compared to the initial alloy. On the basis of micro-hardness, analysis has found that a small addition of carbon nanotubes increases nanocomposite hardness.
PL
Głównym celem podejmowanej pracy było określenie wpływu czasu mechanicznego mielenia na strukturę oraz własności technologiczne nanokompozytów o osnowie stopu aluminium 6061 wzmocnionych wielościennymi nanorurkami węglowymi (MWCNTs, ang. multi-walled carbon nanotubes) z wykorzystaniem technik metalurgii proszków, w tym mechanicznej syntezy oraz wyciskania na gorąco. Głównymi problemami podjętymi w badaniach były: aglomeracja i nierównomierny rozkład nanorurek węglowych w osnowie, a także reaktywność na granicy faz. W celu uzyskania jednorodnego rozmieszczenia nanorurek węglowych w osnowie stopu aluminium zastosowano wysokoenergetyczne mechaniczne mielenie w młynie planetarnym przez 5÷20 godzin. Stwierdzono, że zmiana czasu trwania procesu mechanicznej syntezy wpływa znacząco na morfologię materiałów proszkowych, umożliwiając uzyskanie zmiany ich morfologii ze sferycznej – charakterystycznej dla stanu wyjściowego – w odkształconą plastycznie (płatkową), następnie w powtarzających się procesach zgrzewania i pękania materiału umocnionego ponownie przyjmuje postać cząstek równoosiowych. Otrzymane w procesie mechanicznej syntezy materiały kompozytowe charakteryzują się strukturą równomiernie rozłożonych, rozdrobnionych cząstek fazy wzmacniającej, w drobnoziarnistej osnowie stopu AA6061, sprzyjających osiąganiu wyższych wartości własności wytrzymałościowych w porównaniu do stopu wyjściowego. Na podstawie badań mikrotwardości wykazano, że już niewielki dodatek nanorurek węglowych powoduje zwiększenie twardość nanokompozytu.
EN
Purpose: In the present article, the wear behaviour of aluminium alloy matrix nanocomposites containing various amounts of carbon nanotubes (0, 2 and 5 vol.%) fabricated using powder metallurgy route has been investigated. Design/methodology/approach: In order to provide the uniform dispersion of the reinforcement particles in the aluminium matrix, in the study, mechanical milling has been used. Through a repeated process of cold welding, fracturing, and re-welding during the mechanical milling, carbon nanotubes are being well embedded between the deformed particles. The tribological test has been performed using a ball-on-plate wear tester. Findings: The microhardness testing has found that addition of carbon nanotubes increases nanocomposite hardness. The results of wear behaviour has showed the influence of the nanocomposite powders preparation conditions on the tribological properties of the final material. Practical implications: Nanocomposites reinforced with carbon nanotubes were prepared using powder metallurgy method what shows the practical implications of the manufacturing of nanocomposites. Originality/value: The results show that because of the simplicity and availability the technology of manufacturing can find the practical application in the production of new light metal matrix nanocomposites. It has been found out that carbon nanotubes, used as reinforcing phase have the influence on the properties of metal matrix composites.
EN
Purpose: The main purpose of this work is to determine morphology, as well as technological and mechanical properties of aluminium matrix powder reinforced with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) using powder metallurgy techniques. Dispersion of the multi-walled carbon nanotubes was achieved by using mechanical milling in a high energy ball mill. The addition of MWCNTs cause significant improvement in mechanical properties of Al/MWCNTs nanocomposites what is confirmed with more than a threefold increase in the hardness of composite powders, as compared to this value before milling. Design/methodology/approach: The main problem of the study is the agglomeration and poor distribution of carbon nanotubes in the matrix material. In order to achieve uniform dispersion of carbon nanotubes in aluminium alloy matrix mechanical milling was used. Additional problem is possible formation of the brittle aluminium carbides in the result of reaction between carbon nanotubes and aluminium particles. Findings: On the basis of micro-hardness testing has found that a small addition of carbon nanotubes in an amount of 0.5% by volume increases composites hardness by 13%, while the addition of carbon nanotubes in an amount of 5% by volume results in an increase of 37%.Practical implications: Composite powders carbon nanotubes were prepared using powder metallurgy method which shows the practical implications in manufacturing of nanocomposites. Originality/value: The investigation results shows that the technology of composite materials manufacturing can find the practical application in the production of new light metal matrix composites. It was found that carbon nanotubes, used as reinforcing phase, have influence on the properties of metal matrix composites.
5
EN
The composite behaviour of sodium borohydride – magnesium hydride mixtures was investigated. Mutual influence of both hydrides on their decomposition process was studied. The (NaBH4+MgH2) composite hydride system was synthesized in a wide range of compositions by controlled mechanical (ball) milling in a magneto-mill. In effect, nanocomposites having nanometric grain sizes of the constituent phases residing within micrometric-sized particles were produced. The dehydrogenation process of obtained composites was investigated by Differential Scanning Calorimetry (DSC) method. It is shown that the hydrogen desorption temperature of the composite constituent with the higher desorption temperature in the (NaBH4+MgH2) system substantially decreases linearly with increasing volume fraction of the constituent having lower desorption temperature which is similar behavior to well-known composite Rule-of-Mixtures (ROM) for structural composites. It is also shown that in the (NaBH4+MgH2) composite the constituents such as MgH2 and NaBH4 decompose separately and destabilization of the composite constituent with a higher desorption temperature is unrelated to the formation of MgB2 intermetallic phase. Therefore, the improved dehydrogenation properties for NaBH4 is likely due to the presence of nanostructured metallic Mg which acts as a catalyst. It is also shown that, most likely, the NaBH4 constituent act as a catalyst for the accelerated decomposition of MgH2.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań zachowań kompozytowch mieszaniny borowodorek sodu – wodorek magnezu, gdzie ocenie poddano wzajemne oddziaływanie obu wodorków na ich proces dekompozycji. Układ kompozytów wodorkowych (NaBH4+MgH2) syntetyzowany był w szerokim zakresie składów, poprzez kontrolowane mielenie mechaniczne (kulowe), w młynku magnetycznym. W efekcie powyższego procesu wytworzono nanokompozyty, których składniki fazowe posiadają ziarna o nanometrycznej wielkości, wystepujące w mikrometrycznych cząstkach. Proces odwodorowania uzyskanych kompozytów badano z wykorzystaniem metody kalorymetrycznej DSC (Differential Scanning Calorimetry). Wykazano, że temperatura desorbcji wodoru składnika kompozytu o wyższej temperaturze dekompozycji w układzie (NaBH4+MgH2) istotnie obniża się liniowo wraz ze wzrostem udziału objętościowego składnika o niższej temperaturze dekompozycji, zachowując się w sposób podobny do obowiazującej dla kompozytów strukturalnych reguły mieszanin ROM (Rule-of-Mixtures). Wykazano ponadto, iż w kompozycie (NaBH4+MgH2) jego składniki, MgH2 i NaBH4, dekomponuja oddzielnie i destabilizacja składnika o wyższej temperaturze desorbcji nie jest związana z powstawaniem fazy międzymetalicznej MgB2. Stąd też poprawa właściwości do odwodorowania NaBH4 jest prawdopodobnie spowodowana obecnoącią nanostrukturalnego, metalicznego Mg, który działa katalitycznie. Dodatkowo wykazano, że NaBH4 najprawdopodobniej działa katalitycznie na przyspieszenie dekompozycji MgH2.
6
Content available remote Nanocrystalline magnesium and its properties of hydrogen sorption
EN
Purpose: The goal of this paper is to study the possibility of obtaining of magnesium and magnesium hydride in nanocrystalline form and then to activate these materials for to be used in efficient systems of hydrogen storage. Design/methodology/approach: The magnesium hydride (MgH2) was directly synthesized from mechanically grinded magnesium powder obtained through ball milling of Mg(BM), and hydrogen of high purity. The MgH2 was then chemical activation by surface modification of nanocrystalline Mg with nickel ultrafine particles addition. The hydrogen sorption properties of the nanocrystalline Mg were investigated by a conventional pressure-volume-temperature technique, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy (SEM). Findings: We found that the mechanical activation improved significantly the kinetics of hydrogen absorption in nanocrystalline magnesium, increasing sorption rates by up to 2 orders of magnitude. A profound effect of the powder particle size on the hydrogen desorption characteristics has been also observed. It was also determined that the Mg2Ni compound absorbed hydrogen quickly and showed excellent hydrogen sorption properties at 300 degrees centigrade. Research limitations/implications: The reduction of the particle size of magnesium and the creation of fresh surfaces by mechanical ball milling help the kinetics but does not affect the thermodynamics. Practical implications: Further examination to obtain improved properties of hydrogen sorption process of magnesium based materials and investigations of achievement of new systems for hydrogen solid storage. Originality/value: This work contains new aspects, which show the conditions of obtaining of nanocrystalline metal clusters with size under 30nm and represents new approach of improvement of hydrogen sorption process in light metals, such as magnesium, that can provide promising results for hydrogen storage applications.
PL
Przedstawiono wyniki badań nad możliwością wytwarzania materiałów kompozytowych o osnowie stopu aluminium EN AW6061 wzmacnianych cząstkami fazy międzymetalicznej Ti3Al w procesach metalurgii proszków i wyciskania na gorąco. Stwierdzono, że proces mechanicznego mielenia w zasadniczy sposób oddziałuje na własności materiałów proszkowych poprzez zmianę ich morfologii ze sferycznej, charakterystycznej dla stanu wyjściowego, w odkształconą plastycznie - płatkową, która następnie w powtarzających się procesach zgrzewania i pękania materiału umocnionego ponownie przyjmuje postać cząstek równoosiowych. Wykonane badania pozwoliły stwierdzić ponadto, że cząstki fazy międzymetalicznej odkształcają się plastycznie podobnie jak cząstki materiału osnowy, a zatem cząstki fazy międzymetalicznej Ti3Al w przeciwieństwie do cząstek ceramicznych nie wpływają na przyspieszenie procesu mechanicznego mielenia. Wytworzone materiały kompozytowe charakteryzują się równomiernym rozłożeniem rozdrobnionych cząstek wzmacniających, wpływającym na podwyższenie własności mechanicznych. W porównaniu do materiałów kompozytowych wytworzonych przez wyciskanie zmieszanych proszków materiałów wyjściowych, dla których dodatek cząstek wzmacniających powoduje wzrost twardości o 20-25 HV1, mechaniczne mielenie tych samych proszków z utworzeniem proszków kompozytowych powoduje dwukrotny wzrost twardości w odniesieniu do materiału osnowy. Rozdrobnienie mikrostruktury w połączeniu z dyspersyjnym umocnieniem materiału od cząstek wzmacniających prowadzi do znaczącej poprawy własności mechanicznych. Materiały kompozytowe z 15% wagowym udziałem cząstek Ti3Al osiągają wytrzymałość na rozciąganie Rm ok. 400 MPa.
EN
The present work investigates the production of aluminium EN AW6061 matrix composite materials reinforced with Ti3Al particles by powder metallurgy techniques and hot extrusion. The introduction of new reinforcements such as inter-metallics to aluminium alloys continues to be investigated in order to improve final behaviour of AMCs as well as to avoid some drawbacks of using ceramics as aluminium alloys reinforcements. The milling process has a big influence on the characteristics of powder materials, changing the spherical morphology of as-received powder (Fig. 1), during milling process to flattened one due to particle deformation (Fig. 2), followed by welding and fracturing particles of deformed and hardened enough which allows to receive equiaxial particles morphology again (Fig. 3). The investigation shows that so called brittle intermetallic particles yields to plastic deformation as good as ductile aluminium alloy particles. That indicates that in contrary to ceramics particle, the Ti3Al intermetallic powder can not play a role of the accelerator during mechanical milling. The mechanically milled and extruded composites show finer and better distribution of reinforcement particles what leads to better mechanical properties of obtained products (Fig. 5). The hardness increases twice in case of mechanically milled and only 20-25 HV1 for low energy mixed and hot extruded composites (Fig 6.) The finer microstructure increase mechanical properties of composites materials. The higher reinforcement content results in higher particles dispersion hardening (Fig 7). Composites reinforced with 15% of Ti3Al reach about 400 MPa UTS.
EN
A novel device for milling, incorporating high voltage, low current electrical discharges was constructed and its application for materials processing investigated [1, 2]. This type of milling has been found to result in rapid fracture rates, enhanced mechano-chemical reactions and novel reaction paths. We present recent studies of fracturing, agglomeration and phase formation using this method applied to a vibrational rod mill. The effect of spark discharge milling condition on particle size and surface morphology was investigated for a number of different materials including; alumina, NiZr, Ni plus Si, Mg-Zn alloy of eutectic composition. In these experiments, variations in milling vibrational amplitude resulted in variations in nominal average spark length for samples discharged milled under repeated impact. It was confirmed that during discharge milling, rapid fracturing occurs wervery short milling times and is accompanied by the formation of both fine particles and agglomerates. Large vibrational amplitudes tended to promote increased particle agglomeration in both ceramics and metals, while discharge milling with lower vibrational amplitudes promoted the formation of finer particles and smaller agglomerates. In the case of alumina, particle coarsening and spheroidisation was believed to result from repeated sintering of individual particles. For metals, alloys and metallic glasses, the tendency for coarsening and formation of spherical particles resulted from some combination of partial melting and deformation. Spark milling of Mg-Zn eutectic decomposition product was found to result in formation of the metastable eutectic phase, Mg7Zn3.
PL
W pracy badano nanokrystaliczne materiały Nd-Fe-B otrzymane różnymi metodami: przez mechaniczne mielenie (MM), mechaniczną syntezę (MA) oraz przez szybkie chłodzenie ze stanu ciekłego (RS). Porównanie mikrostruktury i właściwości uzyskanych magnesów wykazało, że zależą one silnie od zastosowanej metody wytwarzania. Mechaniczna synteza stopów powoduje znaczny wzrost zawartości tlenu w materiale. Szybkie chłodzenie ze stanu ciekłego pozwala na zróżnicowanie wielkości ziarna poszczególnych faz (ziarna Fe są dwukrotnie mniejsze od ziaren fazy Nd2Fe14B) co powoduje podwyższenie remanencji magnesu - materiały otrzymane tą metodą posiadają najwyższe właściwości. Stosując metodę mechanicznego mielenia można uzyskać materiały o podobnych właściwościach jak przy zastosowaniu metody mechanicznej syntezy. Stopy po długotrwałym mieleniu (MM) mają tendencję do rozrostu ziaren Fe. Optymalna temperatura wyżarzania proszku otrzymanego metodą MM jest niższa niż w metodzie MA. Zaletą stosowania metody MM jest możliwość częściowego ukierunkowania uzyskanego proszku w zewnętrznym polu magnetycznym. Stwarza to możliwość otrzymywania nanokrystalicznych magnesów anizotropowych.
EN
Nanocrystalline permanent magnet Nd-Fe-B, obtained by different methods: mechanical alloying (MA), mechanical milling (MM) and rapid solidification (RS) were investigated. Microstructure and properties of these magnets depend on the processing method. Mechanical alloying of Nd, Fe and FeB powders results in increasing of the oxygen content in the magnet. Rapid solidification leads to different grain size of the Nd2Fe14B and Fe phases (grains of Fe are two times smaller then the Nd2Fe14B ones) and to enhancement of the magnetic properties. Mechanical milling and mechanical alloying enable to obtain similar properties of magnets. After mechanical milling and further annealing a coarse Fe grain structure was observed. Powders obtained by mechanical milling can be alined in the magnetic field before annealing. By this processing it is possible to obtain partially anisotropic nanocomposite permanent magnets.
EN
Intermetallic matrix composites (IMCs) reinforced with ceramic particles (carbides, oxides, borides) have been widely investigated for many years due to their good mechanical properties. IMCs typically have matrices based on various ordered aluminides, e.g. FeAl or NiAl. IMCs are produced by different methods like ingot metallurgy, powder metallurgy, rapid solidification, reactive sintering, mechanical alloying (MA) or mechanical milling (MM) [3]. The aim of our studies was to prepare by mechanical milling nanocrystalline powders of NiAl + TiC with high content of ceramic phase and to consolidate these powders trying to preserve the nanocrystalline structure of both phases (intermetallic and carbide), obtained after mechanical milling. Some properties of the composites, such as density and hardness, were measured.
PL
W pracy przedstawiono zagadnienie wytwarzania kompozytów z osnową ze stopów aluminium zbrojonych cząstkami ceramicznymi o wielkości poniżej 2 mikrometrów. Przedstawiono wybrane rozwiązania technologiczne wytwarzania in situ cząstek ceramicznych z wykorzystaniem ciekłej osnowy. Wytworzenie cząstek ceramicznych Al2O3 o wielkości 2 mikrometry możliwe jest również z wykorzystaniem technologii MA, przy wykorzystaniu zarówno cząstek tlenu glinu, jak i cząstek tlenków innych metali. Pokazano strukturę proszku kompozytowego Al/Al2O3. Zaproponowano i zrealizowano technologię wytworzenia kompozytów składającą się z połączonych technologii metalurgii proszków i mechanicznego mieszania ciekłego metalu. W technologii mechanicznego mielenia wytworzono proszki kompozytowe w układzie Al/Al2O3, Al/SiC oraz Al(FeOxTiO2, CuO, Ni), a następnie wprowadzono je w ilości 30% wag. do ciekłego stopu Al (AK11, AlMg2). Parametry procesu wytwarzania kompozytów metodą in situ dobrano na podstawie badań DTA. Wykonane kompozyty przebadano oceniając ich strukturę, rozmieszczenie cząstek ceramicznych i stopień przereagowania tlenków. Wykonano również badania właściwości mechanicznych wytworzonych kompozytów (Rm, HB, U). Wyznaczono na oprzyrzadowanym młocie wahadłowym Charpy'ego krzywe udarności oraz energię niszczenia poszczególnych kompozytów. Uzyskane charakterystyki mechaniczne kompozytów dają możliwość oceny wpływu zbrojenia na poszczególne cechy materiałowe.
EN
In this work, the problem of producing Al alloys matrix composites reinforced with ceramic particles of size below 2 micrometers has been presented. Some technological solutions of producing Al-ceramic particles by in situ method with the application of a liquid matrix have been presented. Al2O3 particles of size below 2 micrometers can be obtained by means of the mechanical alloying method, where both aluminium oxide particles and particles of other metals oxides are used. The structure of the Al/Al2O3 composite powder is shown. A technology of the composites production consisting of combined powders metallurgy and liquid metal mixing technologies has been proposed and implemented, Al/Al2O3, Al/SiC and Al/(FeOxTiO2, CuO, Ni) composite powders were prepared by mechanical milling. In the next step, they were incorporated in the amount of 30 wt-% into liquid Al alloys (AK11, AlMg2). The parameters of the in situ process were chosen according to the DTA examination data. The composites produced were subjected to structure evaluation, ceramic particles distribution and of the degree of oxides reaction. Examination of mechanical properties (UTS, Brinell hardness, impact resistance) of the produced composites was performed additionaly. Using an instrumented Charpy hammer, the curves of impact resistance and fracture energy of composites were determined as well. The obtained mechanical characteristics of the composites enable to evaluate the influence of the reinforcement on individual material features.
PL
Przeprowadzono badania procesu rozdrabniania struktury ferrytów baru w trakcie ich długotrwałego mechanicznego mielenia w młynie kulowym. Stwierdzono, że wielkość cząstek proszku zmniejsza się od wartości 340 nm dla materiału wyjściowego do 50 nm dla czasów mielenia dłuższych niż 100 h, po czym pozostaje stała. Wielkość krystalitów jest zbliżona do wielkości cząstek proszku. Jednak dla długich czasów przemiału, rzędu 200 h, zaczyna odbiegać od wielkości cząstek, a struktura ulega zdefektowaniu, co przejawia się w utracie własności typowych dla materiału magnetycznie twardego i w zdolności cząstek do orientacji w polu magnetycznym.
EN
Studies of structure refinement, in the course of high-energy ball milling, were performed for barium ferrite material. It has been found that the powder particle size decreases from 340 nm, for the as supplied powder, down to 50 nm for milling times longer than 100 h, thereafter settles down at the level of 50 nm. The crystallite size follows the particle size, however, for milling times longer than 200 h the gap between these two parameters becomes wider. This leads to the loss of permanent magnet properties as well as the ability of particle alignment in a magnetic field.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.