Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dispersion mechanism-induced variations in microstructural and mechanical behavior of CNT-reinforced aluminum nanocomposites

Doğan Kemal, Özgün Muhammed Ihsan, Sübütay Halit, Salur Emin, Eker Yasin, Kuntoğlu Mustafa, Aslan Abdullah, Gupta Munish Kumar, Acarer Mustafa

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e55, 2022

EN

The combination of powder metallurgy and ball milling method has been widely regarded as the most beneficial route for producing multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs)-reinforced aluminum matrix composites. In this study, the effects of different milling times (1, 2, 4, and 8 h) on the structural, morphological, and crystallographic properties of MWCNTs-reinforced Al7075 composite powders were characterized by particle size analyzer, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), and X-ray diffraction (XRD). After the morphological and structural characterization of the milled powders, the microstructural and mechanical properties of the hot-pressed composites were evaluated using an optical microscope, SEM, density, and Brinell hardness measurements. Considering milled powder characterization, the MWCNTs were gradually distributed and embedded within the matrix as the milling time increased. Milling for 8 h resulted in a minimum level of particle size (11 µm) with shortened and uniformly dispersed CNTs. Brinell hardness of the composite increased from 91 to 237 HB -a ⁓%160 after 8 h of milling. Such a remarkable increment in hardness could be attributed to several concurrent strengthening effects related to dispersion, solution, grain refinement, and Orowan looping mechanisms. However, relative density results revealed that the composite produced by 2 h milled powders exhibited the highest density (%99.96). The observed differences between hardness and density results were ascribed to powders’ deteriorated packing and sintering behavior due to an increment in the hardness of particles and variation in particle size range and morphology, which resulted from following different milling protocols.

2

SiC-based composites made with SHS derived powders

Wojteczko Kamil, Wojteczko Agnieszka, Strzelecka Marta, Jach Katarzyna, Rosiński Marcin, Liu Yongsheng, Znahg Chengyu, Bućko Mirosław M., Pędzich Zbigniew

Composites Theory and Practice

|

2020

|

R. 20, nr 1

17--22

EN

The applications of silicon carbide-based composites at extremely high temperatures and under high partial pressure of water vapor require some modifications of the silicon carbide structure and microstructure in order to increase the reliability of the composite component. One of the methods of such modification could be to introduce phases containing yttria or chromia compounds into the composite microstructure. The presented paper reports the results of investigations on the SHS of silicon carbide powders enriched with yttrium or chromium precursors. It was experimentally proven that it is possible by the means of the SHS technique to obtain powders containing only silicon carbide and dispersions of yttrium silicate or yttrium silicide. Such powders were consequently compacted by hot-pressing or the U-FAST technique. The level of densification and the phase compositions of the materials were characterized. It was found that the sintering conditions determine the phase compositions of the sintered samples. Consolidation using the hot-pressing technique leads to the decomposition of silicon carbide and reduction of the remaining starting phases. As an effect, free graphite and carbide phases (YC2 or Cr3C2) appear in the sintered samples. Applying the U-FAST technique and short sintering times lasting a few minutes allows some yttium-silicon phases from the SiC-Y system (oxide, carbide, silicide) to be preserved in the sintered material. In the SiC-Cr system after U-FAST consolidation the CrSi2 silicide phase was preserved, which is not desirable in the final material because of its relatively low melting point of 1470°C.

PL

Zastosowania materiałów kompozytowych na bazie węglika krzemu w warunkach ekstremalnie wysokich temperatur i pod wysokim ciśnieniem parcjalnym pary wodnej wymagają pewnej modyfikacji struktury oraz mikrostruktury węglika krzemu, w celu zwiększania niezawodności kompozytowego komponentu. Jednym ze sposobów takiej modyfikacji może być wprowadzenie do mikrostruktury kompozytowej faz zawierających itr lub chrom. Niniejsza praca prezentuje wyniki badań, otrzymanych syntezą SHS, proszków kompozytowych na osnowie węglika krzemu wzbogaconej prekursorami itru i chromu. Dowiedziono eksperymentalnie, że jest możliwe uzyskanie metodą SHS proszków zawierających tylko węglik krzemu i wtrącenia krzemianu itru lub krzemku itru. Wytworzone proszki zostały poddane zagęszczaniu za pomocą dwóch różnych metod, tj. prasowania na gorąco (HP) oraz techniki U-FAST. Scharakteryzowano poziom zagęszczenia otrzymanych spieków kompozytowych oraz ich skład fazowy. Stwierdzono, że warunki spiekania determinują skład fazowy spieków. Zagęszczanie przez hot-pressing prowadzi do rozkładu węglika krzemu i do redukcji pozostałych faz wyjściowych, w wyniku czego w spiekach pojawia się wolny grafit oraz fazy węglikowe (YC2 lub Cr3C2). Zastosowanie techniki U-FAST i krótkich, kilkuminutowych czasów spiekania pozwala na zachowanie w spiekach z układu SiC-Y faz itrowo-krzemowych (tlenku, węglika i krzemku). W spiekach z układu SiC-Cr zachowana zostaje faza krzemkowa CrSi2, która nie jest pożądana w finalnym materiale ze względu na niską temperaturę topnienia 1470°C.

3

Fly ash/phenolic resin composite for brake pad application : fabrication, materials and thermal properties

Savetlana Shirley, Lubis Asnawi, Aditya Lingga, Irfan Muhammad, Siadari Dedi, Efendi Gunawan, Yusuf Muhammad, Jefri Hel

Composites Theory and Practice

|

2020

|

R. 20, nr 3-4

95--101

EN

Nowadays, many parts of automotive components are made of composites. One application of composites is brake lining material in braking systems. Fly ash is waste from burning coal in the power plant industry. Fly ash was added to a polimer matrix to enhance the wear properties of the composite. The appropriate temperature and pressure for composite fabrication were chosen from the composite which has the highest hardness. The addition of 30 wt.% fly ash to the phenolic resin matrix resulted in the lowest specific abrasion of the composite. Additions of graphite, iron powder and nitrile butadiene rubber increased the specific abrasion of the fly ash/phenolic resin composite. Scanning electron microscope micrographs showed the distribution and agglomeration of the particles in the phenolic resin matrix. The addition of fly ash to the phenolic resin matrix also increased the temperature resistance of the composite. Thermogravimetric analysis shows that the starting temperatures for decomposition of the composite constituents shifted to higher temperatures as the fly ash content increases.

4

The Application of a Ball-milled Fe-Cu-Ni Powder Mixture to Fabricate Sintered Diamond Tools

Borowiecka-Jamrożek J., Konstanty J., Lachowski J.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 1

5--8

EN

This article discusses results of an analysis of mechanical properties of a sintered material obtained from a mixture of elemental iron, copper and nickel powders ball milled for 60 hours. The powder consolidation was performed by hot pressing in a graphite mould. The hot pressing was carried out for 3 minutes at 900 °C and under a pressure of 35 MPa. The sintered specimens were tested for density, porosity, hardness and tensile strength. Their microstructures and fracture surfaces were also examined using a scanning electron microscope (SEM). The study was conducted in order to determine the suitability of the sintered material for the manufacture of metal-bonded diamond tools. It was important to assess the effects of chemical composition and microstructure of the sintered material on its mechanical properties, which were compared with those of conventional metal bond material produced from a hot-pressed SMS grade cobalt powder. Although the studied material shows slightly lower strength and ductility as compared with cobalt, its hardness and offset yield strength are sufficiently high to meet the criteria for less demanding applications.

5

A Thermomechanical Model of an Elastic Particle in a Metallic Matrix

Lachowski J., Borowiecka-Jamrozek J. M.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 2

79--83

EN

This paper deals with numerical and analytical modelling of a diamond or silicon particle embedded in a metallic matrix. The numerical model of an elastic particle in a metallic matrix was created using the Abaqus software. Truncated octahedron-shaped and spherical-shaped diamond particles were considered. The numerical analysis involved determining the effect of temperature on the elastic and plastic parameters of the matrix material. The analytical model was developed for a spherical particle in a metallic matrix. The comparison of the numerical results with the analytical data indicates that the mechanical parameters responsible for the retention of diamond particles in a metal matrix are: the elastic energy of the particle, the elastic energy of the matrix and the radius of the plastic zone around the particle. An Al-based alloy containing 5% of Si and 2% of Cu was selected to study the mechanical behaviour of silicon precipitates embedded in the aluminium matrix. The model proposed to describe an elastic particle in a metallic matrix can be used to analyze other materials with inclusions or precipitates.

6

Odporność korozyjna prasowanych na gorąco nanokrystalicznych stopów tantalu

Sopata P., Koper J. K., Jakubowicz J.

Ochrona przed Korozją

|

2017

|

nr 11

365--367

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań odporności korozyjnej nanokrystalicznego tantalu oraz jego stopów. Dodatkami stopowymi były niob, molibden oraz wolfram. Materiałem wyjściowym były proszki metali, które poddano mechanicznej syntezie. Po 48 h mechanicznej syntezy materiał sprasowano na gorąco. Przeprowadzono badania odporności korozyjnej w trybie potencjodynamicznym, w płynie Ringera. Na postawie krzywych polaryzacji określono, że najgorszą odpornością korozyjną charakteryzuje się stop tantalu z niobem, a najlepszą stop tantalu z molibdenem. Bardzo dobre właściwości korozyjne zmierzono również dla stopów Ta-W. Wyniki porównano z czystym tantalem nanokrystalicznym, który charakteryzuje się gęstością prądu korozyjnego o 2–3 rzędy wielkości większą (gorszą odpornością korozyjną) od najlepszych nanokrystalicznych stopów Ta-Mo oraz Ta-W.

EN

The paper describes the results of corrosion resistance study of the nanocrystalline tantalum and its alloys. Alloying additives were niobium, molybdenum and tungsten. The starting materials were in the form of the metal powders which were then used in mechanical alloying synthesis. After 48 h of synthesis materials were hot pressed. The corrosion resistance was measured using the potentiodynamic mode in Ringer’s solution. The polarization curves show that the worst resistance has tantalum- niobium alloys and the best resistance has tantalum-molybdenum alloys. Significantly good properties for Ta-W alloy were measured. The results were compared with pure nanocrystalline tantalum which is characterized by 2–3 orders of magnitude higher corrosion current density (worst corrosion resistance) than the best nanocrystalline Ta-Mo and Ta-W alloys.

7

Warstwowe kompozyty Ti/Al/Ti otrzymane metodą dyfuzyjnego łączenia

Bednarczyk P., Szczepanik S., Nikiel P.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2017

|

T. 28, nr 1

7--16

PL

Aluminium często jest używane do projektowania kompozytów warstwowych. Stosowane są wyroby z aluminium w postaci blach, czy też w postaci materiału typu „plaster miodu”. Do wytwarzania płaskich wyrobów warstwowych stosuje się między innymi procesy przeróbki plastycznej, metodę wybuchowego łączenia lub klejenie lekkiego rdzenia z wytrzymałą i sztywną metaliczną okładziną. Rdzeń takiego materiału jest wykonywany w postaci materiałów spienionych o strukturze porowatej lub materiałów typu plaster miodu. Okładziny wykonuje się natomiast ze stopów metali lekkich takich, jak aluminium i tytan. Całkowicie metaliczna konstrukcja może być osiągnięta poprzez zgrzewanie dyfuzyjne, ale uzyskuje się wówczas zwiększenie jej masy. W artykule przedstawiono wyniki badań możliwości zastosowania dyfuzyjnego łączenia do wytwarzania kompozytu warstwowego stop tytanu – proszek aluminium – stop tytanu w procesie prasowania na gorąco. Prasowanie realizowano w trzech etapach. Do wytworzenia kompozytu użyto blachy tytanowej ze stopu Ti6Al4V o grubości 1 mm oraz proszku aluminium, o wielkości cząstek mniejszej od 250 μm. Proces prasowania prowadzono w temperaturze 450oC, stosując nacisk prasowania 80 MPa. Podczas tego procesu otrzymano warstwę przejściową o grubości od 4 do 8 μm. Po trzecim prasowaniu osiągnięto zadawalającą wartość wytrzymałości na zginanie kompozytu wynoszącą 890 MPa, niewiele niższą od granicy plastyczności stopu Ti6Al4V, przy wytrzymałości na ścinanie połączenia 51 MPa. Problem dyfuzyjnego łączenia w warstwie przejściowej jest związany z utlenianiem aluminium i zmianą kształtu zagęszczonego podczas prasowania na gorąco proszku aluminium.

EN

Aluminium is frequently used to designing of a layered composites, as a sheet or honeycomb components. Layered, flat composites are fabricated using metal forming processes and explosive bonding, or adhesive bonding of light core with strong and rigid metallic facings. The cores of these materials are often made from porous, foamed structure or honeycomb. Facings are fabricated from light metal alloys, like aluminium and titanium. An all metal construction can be achieved by diffusion bonding, with a weight penalty. Feasibility of fabrication of composites by hot pressing, up to three applications, of a titanium alloy – aluminium powder – titanium alloy sandwich beams by diffusion bonding was demonstrated. TiAl4V sheet with thickness 1mm and aluminium powder with particle size less than 250 μm were used: temperature 450oC, compression stress 80 MPa. A continuous interfacial layer with thickness from 4 to 8 μm was produced. After third pressing, 51 MPa shear strength was attained with the flexural stress, 890 MPa, slightly below the yield stress of Ti6Al4V. Problems of bonding of an in the interfacial zone are associated with oxidation of aluminium and shape change of the being densified aluminium powder during hot pressing.

8

Kucie w plastycznej matrycy intermetalików TiAl

Szczepanik S., Bednarczyk P.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 3

121--125

PL

Przedstawiono wyniki badań materiałów Ti-Al otrzymanych z mieszanki proszków przez prasowanie, a także w procesie samorozwijającej się syntezy SHS i dodatkowym odkształceniu w plastycznej matrycy. Po odkształceniu w plastycznej matrycy nastąpiło zwiększenie gęstości wyrobów oraz poprawa ich twardości i wytrzymałości na zginanie. Otrzymane materiały o porowatości 2,54 i 3,89% mają strukturę złożoną z ziaren fazy γ czyli TiAl, oraz płytkowych ziaren fazy γ i α2-Ti3Al.

EN

The influence of hot forging in a fluid die of hot pressed and of SHS Ti-Al powder preforms on structure and properties was investigated. Processing increased the density, with the materials having 2.54 and 3.89% porosity, respectively. The structures comprised γ-TiAl grains and γ and α2-Ti3Al platelets. Hardness was 183 ±34 HV10 for the previously hot pressed materials and 147 ±3 HV10 for SHS performs, and bends strengths were 146 MPa and 247 MPa, respectively.

9

Mechanical properties of pressure sintered alumina-graphene composites

Rutkowski P., Klimczyk P., Jaworska L., Stobierski L., Zientara D., Tran K.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 2

168--175

EN

The work concerns the alumina-graphene materials sintered by two different pressure methods. The preparation route of the matrix-graphene mixture was discussed in the paper. The prepared compositions with different amount of graphene were hot-pressed or spark plasma sintered. The influence on uniaxial pressure during the sintering process on the microstructure was studied by the SEM microstructural observations and ultrasonic measurements. The work presents also the results of measurements of elastic and mechanical properties. Wear tests were made and friction coefficients determined by the ball-on-disk method.

PL

Praca dotyczy materiałów korund-grafen spiekanych za pomocą dwóch metod ciśnieniowych. Dyskusji poddano metodę przygotowania mieszaniny złożonej z proszku osnowy i grafenu. Mieszaniny o różnej zawartości grafenu prasowano na gorąco lub konsolidowano w warunkach spiekania wspomaganego polem elektrycznym. Wpływ jednoosiowego prasowania podczas spiekania na mikrostrukturę zbadano, stosując obserwacje mikrosrukturalne SEM i pomiary ultradźwiękowe. Praca zawiera również wyniki pomiarów właściwości sprężystych i mechanicznych. Test odporności na zużycie i pomiary współczynników tarcia wykonano za pomocą metody kula na dysku.

10

Properties of Sinters Produced from Commercially Available Powder Mixtures

Borowiecka-Jamrozek J., Lachowski J.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 4

37--40

EN

This paper discusses the mechanical properties of a material fabricated from commercially available metal powder mixtures designed for use as a metal matrix of diamond impregnated composites. The mixtures with the catalogue numbers CSA and CSA800 provided by a Chinese producer are suitable for experimental laboratory testing. The specimens were fabricated in a graphite mould using hot pressing. The material was tested for density, porosity, hardness, and tensile strength under static loading. A scanning electron microscope (SEM) was used to analyze the microstructure and cleavage fracture of broken specimens. It was essential to determine how the chemical composition and the fabrication process affected the microstructure and properties of the material. The properties of the sinters were compared with those of hot pressed specimens fabricated from sub-micron size cobalt powder (Cobalt SMS). Although the as-consolidated material is inferior to cobalt, it displays a favourable combination of hardness, yield strength and ductility, and seems to have a great potential for moderate and general purpose applications.

11

Processing And Properties Of MAX Phases – Based Materials Using SHS Technique

Chlubny L., Lis J., Chabior K., Chachlowska P., Kapusta C.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

859--863

EN

Authors present results of works on the interesting new group of advanced ceramics called MAX phases – Ti-based ternary carbides and nitrides. They have an original layered structure involved highly anisotropic properties laying between ceramics and metals, with high elastic modulus, low hardness, very high fracture toughness and high electrical and heat conductivity. Using Self-Propagating High-Temperature Synthesis (SHS) in the combustion regime it is possible to prepare MAX phases-rich powders that can be used as the precursors for preparation of dense MAX polycrystals by presureless sintering or hot-pressing. Different novel Ti-based phases with layered structures, namely: Ti3AlC2 and Ti2AlC have been synthesized in a combustion regime. The possibility of controlling of combustion phenomena for obtaining near single-phase products is discussed in details as well as some of properties of the materials tested as structure and functional ceramics.

PL

Autorzy przedstawiają wyniki badań nad nową interesującą grupą zaawansowanych materiałów ceramicznych nazywanych fazami MAX – potrójnymi węglikami i azotkami tytanowymi. Posiadają one oryginalną strukturę warstwową, z której wynikają silnie anizotropowe właściwości (wysokie moduły sprężystości, niska twardość, bardzo wysoka odporność na kruche pękanie, dobre właściwości elektryczne i cieplne) umiejscawiające je pomiędzy ceramiką a metalami. Dzięki zastosowaniu Samorozwijającej się Syntezy Wysokotemperaturowej SHS możliwe było otrzymywanie bogatych w fazy MAX proszków, mogących służyć jako prekursory w preparatyce gęstych polikryształów za pomocą spiekania pod ciśnieniem lub swobodnego. Przeprowadzone zostały syntezy dwóch materiałów warstwowych: Ti3AlC2 i Ti2AlC. W artykule przedstawiono możliwości kontrolowania procesu spalania w celu uzyskania niemal jednofazowych produktów a także przedstawiono niektóre właściwości badanych materiałów pod kątem zastosowania jako materiały funkcjonalne i strukturalne.

12

New Wear Resistant Iron-Base Matrix Materials For The Fabrication Of Sintered Diamond Tools

Konstanty J., Romański A., Baczek E., Tyrala D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

633--637

EN

The possibility of the use of inexpensive iron-base powders in the production of sintered diamond tools is again explored. Ball-milled Fe-Ni-Cu-Sn-C and Fe-Mn-Cu-Sn-C powders were consolidated to a virtually pore-free condition by hot pressing at 900°C. The resultant materials are characterised by a combination of high Knoop hardness, 260-440 and yield strength, 780-1350 MPa, and resistance to abrasion. These properties can be significantly modified by changing the milling time.

PL

W artykule zamieszczono wyniki badań nad możliwością zastosowania tanich proszków na bazie żelaza do produkcji spiekanych narzędzi metaliczno-diamentowych. Mielone proszki Fe-Ni-Cu-Sn-C i Fe-Mn-Cu-Sn-C poddano prasowaniu na gorąco w temperaturze 900°C. Otrzymane spieki posiadają gęstość zbliżoną do teoretycznej, wysoką twardość (260-400 HK0.5), granicę plastyczności (780-1350 MPa) oraz dużą odporność na zużycie ścierne. Wymienione własności są w dużym stopniu uzależnione od czasu mielenia proszków wyjściowych.

13

Effect Of Hot Pressing On The Electrochemical Properties Of Ti-Ni Alloy

Balcerzak M., Jurczyk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2B

1335--1340

EN

Ti2Ni alloy pellets were produced by mechanical alloying and hot pressing at 750°C for 0.5 h in vacuum. X-ray diffraction analysis showed that, after 8 h of milling, a starting mixture of elements mostly decomposed into an amorphous phase. Obtained powders and flakes have cleavage fracture morphology with huge number of dimples with different sizes. Hot pressing of materials caused formation of Ti2Ni main phase. Porosity of pellets strongly depended on size of agglomerates and pressure of pressing. Ti2Ni pellets were used as negative electrodes for Ni-MHx batteries. Maximum measured discharge capacity of studied materials was 220 mAh/g. Electrochemical properties resulted from size of agglomerates, degree of oxidation and pressure of pressing.

14

Biodegradable Poly(Lactic Acid)/Multiwalled Carbon Nanotube Nanocomposite Fabrication Using Casting And Hot Press Techniques

Park S. G., Abdal-Hay A., Lim J. K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2B

1557--1559

EN

Biodegradable advanced polymer composites have recently received a large amount of attention. The present study aimed to design poly(lactic acid) multiwalled carbon nanotube nanocomposites (PLA/MWCNTs) using a simple fabrication technique. A PLA sheet was first dissolved in dichloromethane, and MWCNTs were subsequently added at various concentrations (0.5, 1.5 and 5%) while applying shear strain stirring to achieve dispersion of carbon nanotubes (CNTs). These solutions were then molded and a hot press was used to generate sheets free of voids with entrapped solvent. The prepared samples were characterized using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), x-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and thermogravimetric analysis (TGA). Our data showed composite samples free of defects and voids, indicating that the hot press is capable of generating sufficiently compact polymer matrices. Additionally, TGA and FTIR showed significant bonding interactions between the PLA matrix and the nano-fillers. Collectively, our results suggest that incorporation of CNTs as nano-fillers into biodegradable polymers may have multiple applications in many different sectors.

15

An Experimental Study Of Aluminum Alloy Matrix Composite Reinforced SiC Made By Hot Pressing Method

Suśniak M., Karwan-Baczewska J., Dutkiewicz J., Actis Grande M., Rosso M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2B

1523--1527

EN

The present work investigates the possibility of using powder metallurgy processing for producing a metal matrix composite. Materials were prepared from AlSi5Cu2 chips with reinforcement of 10, 15, 20 wt. % silicon carbide. Aluminum alloy chips were milled with SiC powder in a high-energy ball mill by 40 hours. Mechanical alloying process lead to obtain an uniform distribution of hard SiC particles in the metallic matrix and refine the grain size. The consolidation of composite powders was performed by vacuum hot pressing at 450°C, under pressure of 600 MPa by 10 min. The results shows that the addition of SiC particles has a substantial influence on the microstructure and mechanical properties of composite powder as well as consolidated material. Hot pressing is an effective consolidation method which leads to obtain dense AlSi5Cu2/SiC composite with homogeneous structure and advanced mechanical properties.

16

Sposoby wytwarzania kompozytów jednopolimerowych

Żenkiewicz M., Moraczewski K., Rytlewski P., Stepczyńska M., Żuk T.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 11-12

769--775

PL

Artykuł stanowi przegląd literatury dotyczącej kompozytów jednopolimerowych (SPC). Kompozyty SPC to interesująca grupa nowych materiałów polimerowych. Mogą być w pełni poddawane recyklingowi materiałowemu, a ich właściwości mechaniczne są porównywalne z właściwościami mechanicznymi polimerowych kompozytów heterogenicznych. Przedstawiono najważniejsze sposoby wytwarzania SPC: prasowanie na gorąco włókien lub taśm polimerowych, infuzja roztworów lub proszków polimerowych, prasowanie na gorąco folii i włókien lub taśm, prasowanie na gorąco włókien lub taśm współwytłaczanych, wtryskiwanie.

EN

This paper constitutes a review of the literature on the single polymer composites (SPC), an interesting and useful group of new polymer materials. They are fully recyclable and have mechanical properties comparable to heterogeneous polymer composites. The most important preparation methods of these composites (hot compaction of polymer foils, fibres and tapes, infusion of polymer solution or powder, film-stacking method, co-extrusion technology, injection moulding) are presented.

17

Spiekanie tworzyw B4C z dodatkami TiB2, TiC lub TiN

Rutkowski P., Górny G., Góra S.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 2

156--164

PL

Niniejsza praca dotyczy porównania różnych metod spiekania tworzyw z osnową węglika boru. W celu podwyższenia odporności na kruche pękanie do materiału wprowadzano fazy mogące generować naprężenia w materiale ze względu na różnicę współczynników rozszerzalności. Jako fazę dyspergowaną użyto węglik tytanu, azotek tytanu i dwuborek tytanu w ilości do 20% objętościowych. Tworzywa uzyskiwano na drodze spiekania swobodnego, prasowania na gorąco oraz SPS (ang. spark plasma sintering). Określono i poddano analizie ich skład fazowy, mikrostrukturę, zagęszczenie oraz podstawowe właściwości mechaniczne. Na bazie przeprowadzonych badań wykazano, że technika SPS nie nadaje się do spiekania tego typu tworzyw kompozytowych oraz, że najbardziej obiecującym układem jest B4C-TiB2 otrzymywany drogą prasowania na gorąco. Wprowadzenie fazy dwuborku tytanu do osnowy B4C w ilości nie większej niż 15% obj. spowodowało podwyższenie twardości, wytrzymałości na zginanie oraz odporności na kruche pękanie wytworzonych kompozytów w porównaniu z czystymi materiałami B4C.

EN

In the work, different sintering methods of boron carbide based materials were compared. Phases, that lead to generation of thermal stresses, were incorporated to the composites’ matrix to enhance fracture toughness. The stresses can be generated because of a difference in thermal expansion coefficients of constituent phases. Titanium carbide, titanium nitride and titanium diboride were used as the dispersed particles in the boron carbide matrix in quantities up to 20 vol.%. The particulate composites were obtained on the way of pressureless sintering, hot-pressing and spark plasma sintering. The phase composition, microstructural features, densification and basic mechanical properties were determined for the sintered composite materials, and analyzed. On the base of recorded results it was shown that the SPS technique cannot be applied for sintering of these materials. The B4C-TiB2 hot-pressed composite system manifested to be the most promising one. The incorporation of smaller than 15 vol.% of TiB2 to the B4C matrix caused an increase in hardness, bending strength and fracture toughness of the hot-pressed composites when compared to the pure B4C materials.

18

Processing, Microstructure and Properties of Different Method Obtained Cu-Al2O3 Composites

Strojny-Nędza A., Pietrzak K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1301--1306

EN

Alumina/copper composites are used where high thermal conductivity, high absorption and dissipation of heat, high resistance to thermal fatigue and good frictional wear resistance are required. The properties of these composites depend on a number of factors including the content, shape and distribution of the ceramic phase, the method of their obtaining, as well as the conditions under which they are obtained. All these variables have influence on mentioned properties and, in consequence, on the future applications of the final material. The aim of this paper was to develop Cu /Al2 O3 composites, processed using two techniques, namely sintering (of Cu /Al2 O3 high-energy mixed powders) and tape casting (of slurry of the following composition: 1, 3 and 5 vol.% of Al2 O3 phase; the remaining part: Cu). The compositions were determined taking into consideration the planned applications. The paper presents newly developed technologies, the results of both microstructure investigations as well as of the measurements of selected physical and mechanical properties (microhardness, wear resistance, thermal conductivity etc.) and contains the analysis of the influence of selected techniques and processing conditions on the properties and the interface morphology between ceramic and copper.

PL

Kompozyty na bazie miedzi znajdują zastosowanie tam, gdzie jest wymagane: wysokie przewodnictwo cieplne, wysoka absorpcja i rozpraszanie ciepła, wysoka odporność na zmęczenie cieplne i dobra odporność na zużycie ścierne. Właściwości tych kompozytów zależą od wielu czynników tj. zawartości, kształtu i rozkładu fazy ceramicznej w metalowej osnowie jak również od samego sposobu (warunków) ich wytwarzania. Celem niniejszej pracy było otrzymanie kompozytów Cu-Al2 O3 stosując dwie techniki: spiekania mieszaniny proszków pod ciśnieniem oraz odlewanie folii kompozytowych (tape casting), laminowanie oraz końcowe spiekanie otrzymanych materiałów. Ze względu na przyszłe zastosowania tych kompozytów (m.in. elementy w układach turbin w samolotach) wytypowane zostały następujące składy: 99%ob j:Cu-1%ob j:Al2 O3 , 97%ob j:Cu-3%ob j: Al2 O3 , 95%ob j:Cu-5%ob j: Al2 O3 : W prezentowanej pracy przedstawiono dwie technologie otrzymania kompozytów na bazie miedzi. Przeprowadzone zostały badania mikrostruktury otrzymanych kompozytów ze szczególnym zwróceniem uwagi na możliwość pojawienia się warstwy przejściowej ceramika/metal. Przeprowadzone zostały również badania właściwości fizycznych (twardość, gęstość), badania właściwości cieplnych (dyfuzyjność cieplna, przewodnictwo cieplne) oraz badania właściwości mechanicznych (zużycie ścierne) otrzymanych kompozytów.

19

Detonation-Sprayed WC-12%Co and WC-17%Co Diamond-Impregnated Segments

Borowiecka-Jamrozek J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1327--1330

EN

This paper presents results of investigations of WC-12%Co and WC-17%Co coatings detonation sprayed on a sintered cobalt substrate. The main objective of the present work was to establish a new production route of sandwich type diamond-impregnated segments for circular sawing of stone and other construction materials. Unalloyed cobalt was chosen as the substrate material. Prior to coating the specimens were made by means of hot pressing of Extrafine cobalt powder in a graphite mould. The segments were then coated with WC-Co. The effects of the coating process on the thickness, microhardness, microstructure and wear resistance of the deposits were investigated. The properties of the coatings were established by performing the following tests: a microstructure analysis, a point analysis of chemical composition and a linear analysis, a phase composition, a microhardness tests and abrasion resistance.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań detonacyjnego nanoszenia powłok WC-12%Co WC-17%Co na spieki kobaltu. Badania prowadzono w celu opracowania nowej technologii wytwarzania trójwarstwowych segmentów metaliczno-diamentowych typu sandwich przeznaczonych do produkcji tarczowych pił diamentowych i innych materiałów budowlanych. Próbki do badań otrzymano z proszków kobaltu gatunku Extrafine technika prasowania na gorąco w grafitowej matrycy, a następnie na ich powierzchnie natryskano powłoki WC-Co. Badano wpływ parametrów procesu natryskiwania na grubość, mikrotwardość, mikrostrukturę i odporność na zużycie ścierne uzyskanych powłok. Przeprowadzono następujące badania uzyskanych powłok: obserwacje mikrostruktury, analizę punktową i liniową składu chemicznego; analizę składu fazowego, pomiar mikrotwardości oraz badanie odporności powłok na zużycie ścierne.

20

Ball-milled Fe-Ni and Fe-Mn Matrix Powders For Sintered Diamond Tools

Romanski A., Konstanty J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

189--193

EN

The work presents the possibility of substitution of expensive, Co-WC powders, that have been traditionally used in the production of sintered diamond tools, with cheap iron-base counterparts manufactured by ball milling. It has been shown that ball-milled Fe-Ni and Fe-Mn powders can be consolidated to a virtually pore-free condition by hot pressing at 900°C. The as-consolidated materials are characterised by high hardness, bending strength and resistance to 3-body abrasion.

PL

W pracy przedstawiono] wyniki badań nad możliwością zastąpienia proszków Co-WC powszechnie stosowanych do pro- dukcji spiekanych materiałów narzędziowych, tańszymi proszkami na bazie żelaza, otrzymanymi metodą mielenia w młynie kulowym. Stwierdzono, że spieki otrzymane z proszków Fe-Ni oraz Fe-Mn, które prasowano na gorąco w temperaturze 900°C. charakteryzują się małą porowatością, wysoką twardością i wytrzymałością na zginanie oraz dużą odpornością na zużycie ścierne w obecności 3 ciał.