Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of the Interface of Carbon Nanotube-Reinforced Aluminum Matrix Composites on the Mechanical Properties – a Review

Li Rong, Pan Zhilin, Zeng Qi, Xiaoli Ye

Archives of Foundry Engineering

|

2022

|

Vol. 22, iss. 1

23--36

EN

Carbon nanotubes (CNTs) are a good reinforcement for metal matrix composite materials; they can significantly improve the mechanical, wear-resistant, and heat-resistant properties of the materials. Due to the differences in the atomic structure and surface energy between CNTs and aluminum-based materials, the bonding interface effect that occurs when nanoscale CNTs are added to the aluminum alloy system as a reinforcement becomes more pronounced, and the bonding interface is important for the material mechanical performance. Firstly, a comparative analysis of the interface connection methods of four CNT-reinforced aluminum matrix composites is provided, and the combination mechanisms of various interface connection methods are explained. Secondly, the influence of several factors, including the preparation method and process as well as the state of the material, on the material bonding interface during the composite preparation process is analyzed. Furthermore, it is explained how the state of the bonding interface can be optimized by adopting appropriate technical and technological means. Through the study of the interface of CNT-reinforced aluminum-based composite materials, the influence of the interface on the overall performance of the composite material is determined, which provides directions and ideas for the preparation of future high-performance CNT-reinforced aluminum-based composite materials.

2

Role of materials design in maintenance engineering in the context of industry 4.0 idea

Dobrzański L. A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2019

|

Vol. 96, nr 1

12--49

EN

Purpose: The paper presents the issues of designing the maintenance of materials and products in accordance with the idea of Industry 4.0. The author's views on the need for augmentation of the Industry 4.0 model were also presented, as well as the author's original concept that hybrid activities in predictive maintenance and condition-based maintenance should be preceded by designing material, maintenance & manufacturing 3MD at the stage of the product's material designing and technological designing. The 3MD approach significantly reduces the frequency of assumed actions, procedures and resources necessary to remain the condition of this product for the longest possible time, enabling it to perform the designed working functions. Examples of own advanced research on several selected, newly developed materials, used in very different areas of application, confirmed the validity of the scientific hypothesis and the relationship between the studied phenomena and structural effects and the working functions of products and their maintenance and indicated that material design is one of the most important elements guaranteeing progress production at the stage of Industry 4.0 of the industrial revolution. Design/methodology/approach: The author's considerations are based on an extensive literature study and the results of the author's previous study and empirical work. Each of the examples given required the use of a full set of research methods available to modern material engineering, including HRTEM high-resolution transmission electron microscopy. Findings: The most interesting intellectual achievements contained in the paper include presentations of the author's original concepts regarding the augmentation of the Industry 4.0 model, which has been distributed so far, which not only requires augmentation but is actually only one of the 4 elements of the technology platform of the extended holistic model of current industrial development, concerning cyber-IT production aided system. The author also presents his own concept for designing material, maintenance and manufacturing 3MD already at the stage of material and technological design of the product, eliminating many problems related to product maintenance, even before they are manufactured and put into exploitation. Detailed results of detailed structural researches of several selected avant-garde engineering materials and discussion of structural changes that accompanying their manufacturing and/or processing are also included. Originality/value: The originality of the paper is associated with the novelty of the approach to analysing maintenance problems of materials and products, taking into account the requirements of the contemporary stage of Industry 4.0 development. The value of the paper is mainly associated with the presentation of original issues referred to as findings, including the concept of augmentation of the Industry 4.0 model and the introduction and experimental confirmation of the idea by designing material, maintenance and manufacturing 3MD.

3

Properties of Aluminium-Ceramic Composite with Glassy Carbon as Solid Lubricant Designed for Automotive Applications

Posmyk A., Myalski J., Wistuba H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2573--2578

EN

The paper presents some basic information on manufacturing, structure and selected properties of a new hybrid composite with an aluminium alloy matrix elaborated for automotive applications. A porous oxide ceramics constitute the reinforcing phase of the composite and glassy carbon plays the role of a solid lubricant. The properties of a composite, which contains exclusively a ceramic reinforcing phase and a hybrid composite with porous ceramics and glassy carbon, have been compared. The composite with glassy carbon, obtained by the application of new method, features uniform carbon distribution upon ceramics walls which significantly influences its tribological properties. The friction in air coefficient of a hybrid composite sliding against grey cast iron is 0.12, whereas in the case of a composite containing exclusively ceramics sliding against cast iron it amounts to 0.3.

PL

W artykule zaprezentowano podstawowe informacje nt. wytwarzania, struktury i wybranych właściwości nowego kompozytu hybrydowego z osnową ze stopu aluminium opracowanego dla potrzeb motoryzacji. Porowata ceramika tlenkowa stanowi zbrojenie kompozytu, a węgiel szklisty pełni rolę smaru stałego. Porównano właściwości kompozytu zawierającego tylko ceramiczną fazę zbrojącą z właściwościami kompozytu hybrydowego zawierającego porowatą ceramikę i węgiel szklisty. Kompozyt zawierający węgiel szklisty wytworzony dzięki nowej metodzie cechuje się jednorodnym rozłożeniem węgla na ściankach ceramiki, co wywiera istotny wpływ na właściwości tribologiczne. Współczynnik tarcia technicznie suchego kompozytu hybrydowego we współpracy ślizgowej z żeliwem wynosi 0.12, a kompozytu zawierającego tylko ceramikę wynosi 0.3.

4

Zastosowanie zgrzewania wybuchowego do wytwarzania kompozytów metalowych z osnową aluminiową

Rogalski G., Fydrych D., Walczak W.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 6

54--59

PL

Energia wybuchu może zostać wykorzystana do realizacji wielu procesów technologicznych, m.in. wytwarzania złączy zgrzewanych, prasowania proszków, tłoczenia, odprężania i utwardzania metali. Bardzo interesującym zastosowaniem technologii zgrzewania wybuchowego jest wytwarzanie kompozytów metalowych. W artykule scharakteryzowano kompozyty metalowe i zgrzewanie wybuchowe jako jedną z metod ich otrzymywania. Przedstawiono autorską technologię uzyskiwania kompozytów metalowych z osnową aluminiową wzmocnionych wysokostopowymi drutami stalowymi. Na podstawie wyników badań metalograficznych, wytrzymałościowych oraz analitycznych wykazano przydatność wykorzystania energii wybuchu do wytwarzania kompozytów z aluminium wzmacnianego drutami stalowymi oraz zaproponowano kierunki dalszych badań.

EN

The energy of explosion can be used to implement a number of processes, including manufacturing of explosion welded joints, pressing powders, press forming, annealing and hardening of metals. Highly interesting application for explosion welding technology is the production of metal composites. The article characterizes the metal composites and explosion welding as one of the methods for obtaining them. An original technology of obtaining metal composites with aluminum matrix strengthened with steel wires was presented. Based on the results of metallographic, strength and analytic tests the suitability of the use of energy of explosion to produce composites of aluminum strengthened with steel wires was demonstrated and directions for future research were suggested.

5

Sliding wear, slurry erosive wear and corrosive wear behavior of aluminium/SiC composite

Ramachandra M., Radhakrishna K.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 2/1

333--349

EN

In this study, an aluminium based metal matrix was reinforced with silicon carbide (SiC) particulates using a conventional casting technique, Vortex method. Macro and microstructural studies conducted on the samples revealed a near uniform distribution of SiC particulates. Sliding wear, slurry erosive wear and corrosive wear of the as cast metal matrix composite (MMC) were studied and found that sliding wear and slurry erosive wear resistance improved considerably with the addition of SiC. Whereas corrosion resistance has decreased with addition of SiC particles. The microscopic examination of the worn surfaces, wear debris and subsurface shows that the base alloy wears primarily because of micro cutting. But the MMC's wear because of micro cutting, oxidation, plastic deformation and thermal softening. In slurry erosive wear the formation of passive layer has retarded the wear of the material. It is observed that pitting corrosion was the dominant corrosion mechanism. The bulk hardness has increased with the increase in percentage of SiC particulates. There was no much change in the density of MMC's compared to base metal.

6

Dry sliding wear behavior of Al2219/SiCp metal matrix composites

Basavarajappa S., Chandramohan G., Subramanian R., Chandrasekar A.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 2/1

357--366

EN

The present study deals with investigations relating to dry sliding wear behaviour of Al 2219 alloy, reinforced with SiC particles of 0-15 weight percent in steps of 5. The unlubricated pin-on disc tests were conducted to examine the wear behavior of the aluminium alloy and its composites. The tests were conducted at varying load from 0 to 60 N and sliding speed of 1.53m/s, 3m/s 4.6m/s and 6.1m/s for a constant sliding distance of 5000 meters. The result showed that wear rates of the composites are lower than that of the matrix alloy and further decreased with the increase in SiCp content. As the load increases further cracking of SiCp particle occurs and a combination of abrasion, delamination and adhesive wear were observed. The samples were examined using scanning electronic microscope after wear testing and analyzed.

7

Możliwości kształtowania struktury kompozytów z osnową aluminiową zawierających aluminidki żelaza powstałe in situ

Olszówka-Myalska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 3

643-646

PL

Przedstawiono wyniki badań struktury kompozytów wytworzonych z metalicznych komponentów proszkowych, metodą jednoosiowego prasowania na gorąco w próżni. Analizowano wpływ temperatury i czasu prasowania oraz udziału objętościowego komponentów na mikrostrukturę, gestość i porowatość kompozytu (tab1). Wykazano, że granulacja powstających in situ cząstek alumidków żelaza zależy od warunków procesu i wynikającego z nich mechanizmu tworzenia - dyfuzyjnego lub samorozwijającego się wysokotemperaturowej syntezy (SHS). Zgodnie z mechanizmem dyfuzyjnym powstają cząstki o wielkości zbliżonej lub większej od cząstek żelaza będącego ich prekursorem (rys.1, 2a). Natomiast mechanizm SHS pozwala wytworzyć cząstki o rząd wielkości mniejsze od czątek prekursora (rys. 2c, 3,4). Niezależnie od wielkości cząstek ich podstawowym składnikiem był zidentyfikowany metodą dyfrakcji elektronów aluminidek typu Al3Fe (rys. 4). Procesowi tworzenia nowych cząstek towarzyszyło zmniejszenie w kompozycie udziału objętościowego aluminiowej osnowy, biorącej udział w reakcji.

EN

The results of structure investigation of the composites obtained from metallic powders components by one-oxis hot-pressing in the vacuum were presented. The influence of pressing time and temperature, volume fraction of the componentson microstructure, density and porosity of composite was analyzed (tab. 1). It was stated that the granulation of iron aluminides formed in situ depends on processing conditions and it is considered with the mechanism of them forming - diffusion or self-propagated high-temperature chemical synthesis (SHS). The particles with granulation similar or higher than the iron particles are forming by the diffusion between aluminium and iron (Fig. 1, 2a). SHS mechanism gives possibility to obtain particles with granulation of one range finer (Fig. 2c, 3, 4). The main phase of formed particles was the iron aluminide Al3Fe, independently on their granulation (Fig. 4). The decrease of aluminium matrix volume fraction in the omposite was noticed and it was considered with the formation of a new phase and Al consumption.

8

Tribologiczne właściwości kompozytów zbrojonych mieszaniną cząstek ceramicznych i węgla szklistego

Myalski J., Wieczorek J., Śleziona J., Dolata-Grosz A., Dyzia M.

Inżynieria Materiałowa

|

2005

|

Vol. 26, nr 3

99-104

PL

W artykule przestawiono wyniki badań właściwości tribologicznych kompozytów z osnową aluminiową, zawierających różne rodzaje cząstek zbrojących. Badaniom poddano kompozyty zawierające cząstki zbrojące SiC lub Al2O3 (kompozyty homofazowe) i kompozyty zbrojone mieszaniną cząstek SiC lub Al2O3 zawierających jako modyfikator właściwości ciernych dodatek węgla szklistego (kompozyty heterofazowe) (tab. 1, rys. 1). Badania przeprowadzono wykorzystując tester tribologiczny T-01 (rys. 2), a partnerem tarcia dla kompozytów było żeliwo. Wyniki badań współczynnika tarcia i zużycia pozwoliły ocenić, w jaki sposób dodatek węgla szklistego może wpływać na zmianę charakterystyk tribologicznych. W pracy dokonano również oceny wpływu rozmiarów zbrojących cząstek ceramicznych na współczynnik tarcia (25, 50, 100 žm). Stwierdzono, że zastosowanie w kompozycie cząstek o różnej wielkości przyczynia się do obniżenia współczynnika tarcia w porównaniu z kompozytem zawierającym cząstki jednorodne (rys. 3, 4). Jednakże zróżnicowana granulacja cząstek powoduje zwiększenie zużycia materiału kompozytowego (rys. 5). Zastąpienie części zbrojenia cząstkami węgla szklistego spowodowało obniżenie zarówno współczynnika tarcia jak i zużycia kompozytów heterofazowych oraz współpracującego z nimi żeliwa szarego (rys. 7 - 10). Uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić, że możliwe jest kształtowanie właściwości tribologicznych kompozytów poprzez zmianę rodzaju, wielkości zbrojenia oraz w wyniku zastosowania cząstek zbrojących o różnych charakterystykach fizykomechanicznych. Zastosowanie zbrojenia heterofazowego jest rozwiązaniem pozwalającym w znacznym stopniu rozszerzyć możliwości projektowania właściwości tribologicznych skojarzeń ciernych.

EN

The paper presents the results of tests on tribological properties of aluminium matrix composites containing different kinds of reinforcement particles. The tests covered the examination of composites containing SiC or Al2O3 reinforcement particles (homogeneous homophase composites) and composites reinforced with a mixture of SiC or Al2O3 particles containing an addition of glass carbon as a modifying agent of frictional properties (heterophase composites) (Tab. 1, Fig. 1). Investigations were carried out with the use of the T-01 tribological tester and cast iron was used as a frictional partner for the composites (Fig. 2). The results of friction coefficient and wear investigations enabled the evaluation of how a glass carbon addition may influence the change of tribological characteristics. The influence of the ceramic reinforcement particles size on the friction coefficient (25,50,100 um) was also evaluated. It was found that the application of particles of different sizes in the composite contributes to a reduction of the friction coefficient in contrast to the composite containing homogeneous particles (Fig 3,4). However, a diverse granulation of particles results in increased composite material wear (Fig. 5). Replacement of part of the reinforcement with glass carbon particles caused a decrease of both the friction coefficient and the heterophase composites wear, as well as the wear of grey cast iron cooperating with them (Fig. 7 - 10). The results obtained allowed the statement that it is possible to shape the tribological properties of composites by means of changes in the reinforcement type and size, and as a result of applying reinforcement particles characterised by different physical and mechanical properties. Application of heterophase reinforcement is the solution owing to which possibilities of designing the tribological properties of frictional associations become considerably wider.

9

Struktura połączenia między osnową aluminiową i cząstkami wzmacniającymi w kompozytach

Olszówka-Myalska A.

Zeszyty Naukowe. Hutnictwo / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 70

9-119

PL

Mikrostruktura powierzchni rozdziału w kompozytach decyduje o ich właściwościach. W rozprawie skoncentrowano się na zagadnieniach kształtowania mikrostruktury połączenia osnowa-cząstka w kompozytach z osnową aluminiową wytworzonych metodami odlewniczymi i metalurgii proszków. Przedstawiono, na podstawie studiów literaturowych i doświadczeń własnych, wpływ procesów wytwarzania kompozytu na mikrostrukturę kompozytów. Omówiono wpływ technologii odlewania i metalurgii proszków oraz metody modyfikacji składu chemicznego osnowy i przygotowania powierzchni cząstek. Przedstawiono klasyfikację połączeń metal-zbrojenie oraz krytyczny opis metod charakterystyki powierzchni podziału w kompozytach. Na podstawie przygotowanego eksperymentu, umożliwiającego analizę zależności mikrostruktury powierzchni rozdziału od technologii wytwarzania, przedstawiono charakterystykę mikrostruktury połączenia osnowa aluminiowa-cząstka ceramiczna oraz osnowa aluminiowa-aluminidek niklu w materiałach otrzymanych metodami odlewniczymi i metalurgii proszków. Do opisu mikrostruktury zastosowano techniki SEM,TEM,EPMA i SAED. W rozprawie przedstawiono autorskie modele mikrostruktury połączenia osnowa aluminiowa-cząstka ceramiczna oraz sekwencje jej zmian. Dla kompozytów odlewanych Al-SiC i Al-SiC modele dotyczą wpływu długotrwałego wygrzewania materiału. Zaproponowano model nieregularnego wzrostu produktów oddziaływania Al-SiC związany z nieregularnym wzrostem fazy Al4C3 oraz model regularnego wzrostu strefy produktów oddziaływania Al-Al2O3 związany ze wzrostem spinelu Al2MgO4. Dla kompozytów Al-Al2O3 otrzymanych metodą prasowania na gorąco proszków modele strukturalne opisują wpływ temperatury prasowania oraz zastosowania powłoki niklu na cząstkach. Opisano wpływ temperatury prasowania na morfologię cząstek aluminidków niklu powstałych in situ z proszku niklu. Wykazano możliwość zdefektowania powierzchni rozdziału aluminium-aluminidek niklu w wyniku efektu Kirkendalla. Scharakteryzowano wpływ proszku kompozytowego (Al-Al2O3)cp na mikrostrukturę kompozytu odlewanego i prasowanego na gorąco. Zaprezentowano charakterystykę dekohezji połączeń aluminium-cząstka, która stanowi rozszerzenie modelu Evansa i Dalgleisha opracowanego dla połączeń płaskich. Opisano zachowanie się cząstek ceramicznych i aluminidkowych podczas pękania kompozytów. Charakterystyka ta stanowi uzupełnienie modelu Tonga i Ravichandrana opracowanego dla ceramicznych cząstek kulistych. W rozprawie wykazano, że mikrostruktura połączenia osnowa-cząstka w kompozycie otrzymanym z takich samych komponentów wyjściowych może być zróżnicowana. Zróżnicowanie to dotyczy materiałów otrzymanych różnymi metodami, tymi samymi metodami przy różnych parametrach, jak i różnych mikroobszarów tego samego materiału.

EN

The properties of composite materials depend on the interface microstructure. The dissertation focuses on the problems concerning formation of matrix-particle interface microstructure in aluminium matrix composites by means of casting and powder metallurgy methods. The influence of the composite formation processes on composites microstructure was presented on the basis of literature and own experiments. The influence of casting technology and powder metallurgy methods as well as modification of matrix chemical composition and surface preparation of particles methods were described. The classification of metalreinfrocement interfaces and the critical description of interface characterization methods were presented. On the basis of a special experiment allowing for the analysis of relationships between interface microstructure and formation technology, the characteristic of aluminium matrix-ceramic particles microstructure and aluminium matrix-nickel aluminide composites microstructure obtained by casting and hot pressing were provided. SEM, TEM, EPMA and SAED methods were used for the microstructure characterization. The author's models of aluminium matrix-ceramic particle interface microstructure and sequences of their changes were presented in the disseration. The models developed for Al-SiC and Al-Al2O3 composites present the influence of prolonged heating on the growth of the zone of interaction products. The irregular model of zone growth considered with Al4C3 irregular growth was proposed for Al-SiC composite and the regular model of zone growth considered with Al2MgO4 spinel formation was proposed for Al-Al2O3. The structural models of interface microstructure in hot pressed Al-Al2O3 composites describe the influence of hot pressing temperature and nickel coating for ceramic particles. The influence of pressing temperature on in situ formed nickel aluminides morphology was shown. The possibility of the presence of interface defects considered with Kirkendall effect was proved. The influence of composite powder (Al-Al2O3)cp on microstructure of composites obtained by casting and hot pressing was characterised. The characteristic of decohesion of aluminium-particle interface was presented. It constitutes an extension of a model developed by Evans and Dalgleish for the layered systems. The damage of ceramic and nickel aluminides particles during composites fracture was described. This characteristic is an extension of the Tong and Ravichandran model for globular ceramic particles. In the disseration, it was proved that differences between the interface matrix-particle composite microstructures formed from the same components may occur. The differences can be observed in materials obtained by different methods, by the same methods but with different parameters and in the same composite in different places.

10

Wpływ wielkości i udziału zbrojenia na właściwości kompozytów AK12-węgiel szklisty

Myalski J.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

154-158

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości fizykomechanicznych materiałów kompozytowych zawierających cząstki węgla o strukturze amorficznej. Dokonano oceny wpływu wielkości i udziału zbrojenia na wytrzymałość na rozciąganie i udarność oraz charakterystyki tribologiczne (współczynnik tarcia i zużycie). Stwierdzono, że o właściwościach mechanicznych decyduje przede wszystkim udział zbrojenia. Zwiększenie ilości cząstek obniża wytrzymałość na rozciąganie (rys. 1) i udarność (rys. 2b). Wielkość cząstek w mniejszym stopniu wpływa na zmianę właściwości mechanicznych. Na rysunku 2a można zauważyć, że energia zniszczenia kompozytów zawierających cząstki o wielkości powyżej 100 [mikro]m jest porównywalna pomimo zwiększenia udziału cząstek w kompozycie. Badania współczynnika tarcia wykazały, że ze wzrostem ilości zbrojenia następuje obniżenie współczynnika tarcia z 0,4 dla udziału 5% do około 0,12 dla udziału 20% (rys. 3). Również wielkość cząstki (rys. 3b) ma wpływ na współczynnik tarcia. Cząstki o wielkości 200 [mikro]m pozwalają na uzyskanie porównywalnych wartości współczynnika tarcia, w niewielkim stopniu zależnych od udziału zbrojenia. Wielkość cząstki decyduje jednak o charakterze zmian współczynnika tarcia. W przypadku małych cząstek współczynnik tarcia jest mały i stabilny, a po dłuższym okresie współpracy staje się niestabilny i gwałtownie wzrasta (rys. 4). Jest to spowodowane zmianami w warstwie wierzchniej kompozytu wynikającymi z wyrywania i wykruszania zbrojenia z osnowy.

EN

The results of the physicochemical properties of composite materials containing ceramic particles of carbon of amorphous structure have been presented. The influence of size and reinforcement value on tensile strength, impact and tribological characteristics (coefficient of friction and wear) were estimated. It has been found that above all the reinforcement value decide on mechanical properties. Enlargement of particles value leads to decreasing of tensile strength (Fig. 1) and impact strength (Fig. 2). It has been shown that particle size has small influence on studied properties. Figure 2a presented, that the destruction energy for the composites with particles of size above 100 [micro]m is comparable, when increase the particles value in composites. The research of coefficient of friction proved, that increase of reinforcement value leads to decreasing of coefficicnt of friction from 0.4 for 5% value to about 0.12 for 20% of particle value (Fig. 3). It has been also proved that the size of particles (Fig. 3b) has some influence on coefficient of friction. The coefficient of friction is comparable for the composites containing particles of 200 [micro]m size and is small dependent on reinforcement value. However size of the particles decide on the character of coefficient of friction changes. Coefficient of friction is Iow and stable for composites with small particles, but after long cooperation time it become unstable and rapidly increases (Fig. 4). The reason are the changes in surface area of composite, being the result of pulling out and crumbling out the reinforcement from the matrix.

11

Wpływ dodatku węgla szklistego na charakterystyki tribologiczne materiałów kompozytowych z osnową metaliczną

Myalski J.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 8

317-321

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych materiałów kompozytowych zawierających cząstki ceramiczne oraz cząstki węgla o strukturze amorficznej. Dokonano oceny wpływu różnych cząstek na wartość współczynnika tarcia i zużycie zarówno kompozytów, jak i materiału współpracującego w węźle tarcia. Pomiaru współczynnika tarcia oraz zużycia dokonano w warunkach ograniczonego smarowania. Przeprowadzone badania współczynnika tarcia wykazały, że dodatek węgla zmniejsza wartość współczynnika tarcia w porównaniu z kompozytami zawierającymi tradycyjne cząstki ceramiczne (rys. 1). Po wprowadzeniu węgla szklistego zmniejsza się również ich zużycie. Ubytek masy kompozytu z cząstkami węgla jest o połowę mniejszy niż w przypadku cząstek Al2O3 (rys. 2). Węgiel szklisty nie powoduje intensywnego zużywania materiału partnera współpracującego z nim podczas tarcia. Zmierzone wartości ubytku masy żeliwa współpracującego z kompozytem węglowym były prawie dziesięciokrotnie mniejsze niż po współpracy z kompozytem zawierającym cząstki tlenku aluminium (rys. 3). Przyczyną takiego zachowania się kompozytu jest odmienny mechanizm tarcia. W kompozytach zbrojonych cząstkami węgla szklistego w tarciu biorą udział cząstki węgla i nie zaobserwowano zużywania materiału osnowy (rys. 4a). Dominującym mechanizmem jest zużycie ścierne obserwowane w postaci mikrozarysowań wyłącznie w węglu szklistym. W kompozycie AK12-Al2O3 w tarciu udział biorą zarówno osnowa, jak i cząstki ceramiczne. W obszarze tarcia (rys. 4b) zaobserwowano procesy mikroskrawania w obu komponentach.

EN

In this paper the investigations results of tribological properties of composite materials containing ceramics particles carbon particles with amorphous structure have been presented. Composite on the metal matrix reinforced with particles was made using mixing technology. The influence of different particles on coefficient of friction and wear resistance of composite materials and materials co-operating with composite in tribological system nas been defined. Coefficient of friction and wear resistance was examined in friction with limited supply of lubricant. The results of investigation have shown that the glass carbon in metal matrix materials leads to decreasing coefficient of friction comparison to composite containing conventional particies (Fig. 1). The result of glass particle addition in this composite is decrease of abrasive wear resistance. Loss mass decrease in composite reinforced with glass carbon was about two times less then in composite materials containing Al2O3 particles (Fig. 2). Glass carbon particles do not lead to intensive wear of materials co-operating with them in friction. The loss mass of cast iron co-operating with carbon was about ten times less as in composite containing alummina particles (Fig. 3). The basic reason of composite behaviour was another mechanism of friction, which was observed when analysing the condition of the surface area in the examined materials. Composites reinforced with glass carbon particles did not show the intensive destruction of the friction surface. Only particles take part in friction, the visible signs of destruction of the surface in metal matrix are not obseryed (Fig. 4a). In structure of the friction area of AK12-Al2O3 composite the friction signs are visible as abrasive wear of particles and matrix (Fig. 4b).

12

Wpływ ciśnienia spiekania na właściwości kompozytu z osnową aluminiową zbrojonego cząstkami Al2O3

Patejuk A.

Archiwum Odlewnictwa

|

2002

|

R. 2, nr 4

420--425

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu ciśnienia spiekania na właściwości materiału kompozytowego na osnowie aluminium zbrojonego cząstkami Al2O3 .Stwierdzono, że wytworzony materiał kompozytowy, w obrębie badanych grup technologicznych, charakteryzuje się porównywalnymi właściwościami plastycznymi. Wykazuje natomiast zróżnicowaną wielkość wytrzymałości na ściskanie, uzależnioną w pierwszym rzędzie od ilości zastosowanego zbrojenia oraz temperatury i ciśnienia spiekania. Odnotowano również wzrost twardości uzyskanych materiałów kompozytowych, postępujący wraz ze wzrostem ilości fazy zbrojącej, temperatury i ciśnienia spiekania.

EN

The influence sintering pressure on the properties of Al/Al2O3 composite is shown. It was found that investigated composite material is characterised by similes ductility on the other hand, compressive strength is depended on sintering pressure and temperature. Hardness increased with increasing of reinforcement fraction, and sintering pressure and temperature.