Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

System odlewniczy korund/nano Al,2O3. Część 1: właściwości surowców formierskich

Wiśniewski Paweł

Szkło i Ceramika

|

2023

|

R. 74, nr 1

24--30

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań proszku korundowego oraz spoiwa formierskiego zawierającego nanometryczny Al2 O3 (Evonik) o średnicy 16 nm. W ramach prac badano m.in. morfologię SEM proszku, TEM spoiwa, skład chemiczny, wielkość cząstek oraz potencjał zeta. Dodatkowo spoiwo scharakteryzowano gęstością, pH, zawartością fazy stałej, parametrami sterologicznymi oraz lepkością względną. Stwierdzono, że zastosowanie obu tych surowców jako nowego systemu formierskiego jest perspektywiczne z uwagi na zgodność chemiczną oraz właściwości.

EN

The paper presents the results of investigation on corundum powder and molding binder containing nanometric Al2O3 (Evonik) with the diameter of 16 nm. Powder SEM morphology, binder TEM morphology, chemical composition, particle size and zeta potential have been studied. The binder was also characterized by density, pH, solid phase content, sterological parameters and relative viscosity. It was found that the use of both of these raw materials as a new molding system is prospective due to chemical compatibility and their properties.

2

Three-dimensional numerical study of the behavior of thermoelectric and mechanical coupling during spark plasma sintering of a polycrystalline material

Kriba Abdelmalek, Mechighel Farid

Archive of Mechanical Engineering

|

2023

|

LXX, nr 4

497--529

EN

Spark plasma sintering (SPS) is a promising modern technology that sinters a powder, whether it is ceramic or metallic, transforming it into a solid. This technique applies both mechanical pressure and a pulsed direct electric current simultaneously. This study presents a three-dimensional (3D) numerical investigation of the thermoelectric (thermal and electric current density fields) and mechanical (strain-stress and displacement fields) couplings during the SPS process of two powders: alumina (ceramic) and copper (metallic). The ANSYS software was employed to solve the conservation equations for energy, electric potential, and mechanical equilibrium simultaneously. Initially, the numerical findings regarding the thermoelectric and mechanical coupling phenomena observed in the alumina and copper specimens were compared with existing numerical and experimental results from the literature. Subsequently, a comprehensive analysis was conducted to examine the influence of current intensity and applied pressure on the aforementioned coupling behavior within the SPS device. The aim was to verify and clarify specific experimental values associated with these parameters, as reported in the literature, and identify the optimal values of applied pressure (5 MPa for alumina and 8.72 MPa for copper) and electric current (1000 A for alumina and 500 A for copper) to achieve a more homogeneous material.

3

Przykłady zastosowania proszków i kruszyw odpadowych w składzie kompozytów cementowych

Rucińska Teresa

Kruszywa : produkcja - transport - zastosowanie

|

2022

|

Nr 3

42--46

PL

Recyklaty i materiały odpadowe w postaci proszków wykorzystuje się jako zamiennik cementu lub wypełniacz, natomiast rozdrobnione do odpowiednich frakcji mogą stanowić zamiennik naturalnych kruszyw drobnych i grubych. Przedstawione w artykule rezultaty badań wykorzystania materiałów odpadowych sprowadzonych do postaci proszków oraz kruszyw są tego najlepszym przykładem.

EN

Recyclates and waste materials in the form of powders are used as a substitute of cement or filler, however when crushed to appropriate fractions, they can be a substitute for natural fine and coarse aggregates. The results of research on the use of waste materials reduced to the form of powders and ag-gregates presented in the article are the best example of this.

4

Investigating the effect of insoluble additives type on the drag reduction performance in a crude oil turbulent flow system

Mahmood Wafaa Kamil, Abdulbari Hayder A., Laft Asaad H.

Acta Innovations

|

2022

|

no. 43

44--53

EN

In the present work, the effect of three insoluble additives densities on reducing the drag of crude oil was investigated. The objective of the present work is to evaluate the effect of the insoluble additive’s densities on their drag reduction efficiency in hydrocarbon flow medium. Three powders with different densities are chosen, namely carbon powder, glass powder, and copper powder, with a density of 1710 kg/m3 , 2550 kg/m3 , and 8950 kg/m3 , respectively. The turbulence flow environment was created in a custom-made rotating disc apparatus with a maximum rotation speed of 300 rpm. To evaluate the effect of the powder density, the particle's size was chosen to be 100 µm. All the solutions were tested at the exact operating conditions with a rotation speed ranging between 200 to 2200 rpm. The experimental results showed a clear effect of the powder density on the drag reduction performance. The glass powders showed the highest drag reduction effect, while the copper and carbon powders were lower. The effect of the degree of turbulence on the drag reduction performance of the powders was clear, where the interaction between the powders and the turbulence structures (eddies) governed the turbulence-suppression efficiency of the additives.

5

Prospects for the Implementation of New Materials and Technologies in the Aerospace Industry

Yanko Taras, Dmytrenko Olexii

Transactions on Aerospace Research

|

2021

|

Nr 4 (265)

1--10

EN

This article considers the main materials used to make aircraft, both fuselage and engines. First, the problems that force developers to introduce new materials in aircraft production are identified. We then present features of the introduction of heat-resistant titanium alloys, ways of improving the mechanical properties of parts made of titanium alloys, and methods of manufacturing complex details. Other promising materials for the aviation industry, such as high-entropy alloys, quasicrystals, carbon-carbon materials, and nickel foam, are also considered.

PL

W artykule rozważono główne materiały stosowane w budowie samolotów, zarówno w kadłubach jak w silnikach. Najpierw uwagę zwrócono na problemy, które skłaniają konstruktorów do wprowadzania nowych materiałów do produkcji samolotów. Następnie przedstawiono charakterystykę wprowadzania żaroodpornych stopów tytanu, sposoby poprawy własności mechanicznych części wykonanych ze stopów tytanu oraz metody wytwarzania złożonych detali. Rozważono również inne materiały perspektywiczne dla przemysłu lotniczego, takie jak stopy o wysokiej entropii, kwazikryształy, materiały typu węgiel/węgiel oraz pianki niklowe.

6

Autokatalityczna synteza proszku miedzi z zastosowaniem koloidu srebra jako katalizatora

Wojnicki M., Polański M., Rudnik E., Luty-Błocho M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 5

18--23

PL

Przeprowadzono badania redukcji jonów miedzi za pomocą formaldehydu. Proces autokatalityczny inicjowano przez dodatek nanocząstek srebra. Uzyskano globularne ziarna proszku miedzi, tworzące większe aglomeraty. Nie stwierdzono formowania się ziaren o budowie dendrytycznej. Wielkość cząstek proszku mieści się w zakresie 0,2-3,0 μm, przy czym udział procentowy dominującej frakcji ziarnowej zależy od stosunku stężenia jonów miedzi i katalizatora w układzie reakcyjnym.

EN

Reduction of copper ions with formaldehyde was investigated. The autocatalytic process was initiated by addition of silver nanoparticles. Globular grains of copper powder with tendency to agglomeration were obtained. No dendritic grains were formed. Particle size of the powder is in the range of 0.2-3.0 μm, with the percentage of the dominant particle fraction being determined by the concentration ratio of copper ions and the catalyst in the reaction system.

7

Porównanie właściwości mechanicznych powłok natryskiwanych plazmowo proszkowo i z zawiesin

Michalak M., Łatka L., Sokołowski P.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 10

56--60

PL

W artykule zestawiono dwie metody natryskiwania plazmowego (proszkowego oraz z zawiesin) oraz dokonano porównania wybranych właściwości mechanicznych. Materiałem na powłoki był tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem itru. Powłoki zostały naniesione ze zbliżonymi parametrami. Wyznaczenie właściwości mechanicznych obejmowało: pomiary twardości instrumentalnej, określenie modułu sprężystości podłużnej, wyznaczenie odporności na kruche pękanie (KIc) oraz wykorzystanie metody IIT (ang. Interface Indentation Test) w celu określenia wrażliwości powłok do delaminacji. Otrzymane wyniki wykazały przewagę parametrów użytkowych powłok natryskanych z zawiesin.

EN

In this work the two methods of plasma spraying have been compiled (powder and suspension ones) and a comparison of selected mechanical properties was made. Feeding material was yttria stabilized zirconia. The coatings were obtained with similar parameters. The studies of mechanical properties included: hardness measurements by instrumented indentation tests, investigations of elastic modulus, calculation of fracture toughness (KIc) and an ability of coatings delamination investigations by interface indentation test, IIT. Obtained results proved advantage of utility parameters of the coatings sprayed by suspension.

8

Possibility of Al-Cu composite manufacturing from fine metal fractions by recycling process

Wzorek Ł., Wędrychowicz M., Wiewióra M., Noga P., Skrzekut T., Wzorek A., Łyp-Wrońska K.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 43, no. 2

117--124

EN

Plastic consolidation of highly fragmented materials is a cost-effective way to recover aluminum alloys. In this process, metal in the form of chips, powders, or ribbons omits the melting step that is typical for conventional scrap recycling; by that, it significantly reduces both energy expenses and material losses. By reducing the number of operations, the cost of labor and expenditures on environmental protection can be decreased. In addition, the solid bonding of metals in highly dispersed forms allows us to create heterogeneous structures that could be difficult to obtain in traditional processes. In the present study, the influence of the addition of Cu powder (99.7 wt.%) on the bonding quality of aluminum powder (99.7 wt.%) during hot extrusion is being examined. The examined materials contained aluminum powder with the addition of 5 wt.% of Cu powder. The mixture of these powders were cold compacted to produce an 80-mm-long charge for the extrusion process. Plastic consolidation was conducted at three different temperatures: 300°, 350°, and 400°C. As a result, rods 8 mm in diameter were obtained. Mechanical tests combined with microstructure observations and electrical conductivity tests were performed for the as-extruded materials.

PL

Konsolidacja plastyczna silnie rozdrobnionych form materiałów jest ekonomicznie opłacalnym sposobem odzysku stopów aluminium. W procesie tym pomija się etap topienia, który jest integralną częścią recyklingu konwencjonalnego złomów metali takich jak wióry, proszki i taśmy. Umożliwia to znaczącą redukcję nakładów energetycznych oraz strat materiału. W wyniku zmniejszenia liczby operacji, koszty pracy oraz wydatki na ochronę środowiska mogą zostać znacznie zmniejszone. Dodatkowo konsolidacja plastyczna metali w stanie silnie rozproszonym pozwala uzyskać heterogeniczną strukturę, która może być trudna do otrzymania w tradycyjnych procesach. W niniejszej pracy badano jakość połączenia proszku Al z proszkiem Cu podczas wyciskania na gorąco (proszek Al i 5 wag.% proszku Cu). Wstępnie zagęszczony na zimno wsad o długości 80 mm wyciśnięto w trzech temperaturach: 350°C, 400°C, 450°C. W wyniku konsolidacji plastycznej otrzymano pręty o średnicy 8 mm. Dokonano obserwacji ich mikrostruktury, określono własności mechaniczne z próby jednoosiowego rozciągania oraz przeprowadzono pomiar przewodności elektrycznej.

9

Synthesis of Si2Al4O4N4 powder by SHS method

Wierzba W., Ostalecki K., Pędzich Z., Bućko M.M.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 4

305--309

EN

The self-propagating high temperature synthesis, SHS, was used to prepare sialon with the assumed stoichiometry of Si2Al4O4N4 (z = 4). Powders of elemental Al, elemental Si, Al2O3 and SiO2 were chosen to prepare starting mixtures. Molar proportions between elemental silicon and elemental aluminium were changed, and the amounts of aluminium and silicon oxides resulted from the assumed stoichiometry. The mixtures of powders in the form of a loose bed were placed within a high-pressure reactor in a graphite container. The SHS reaction was initialized by a flow of current through the container. The reaction was carried out in the nitrogen atmosphere under a pressure of 0.1 MPa, 1 MPa, or 3 MPa. The influence of composition, grain size distribution of the starting powders and nitrogen pressure on SHS synthesis products was checked by the XRD and SEM methods.

PL

Samorozwijająca się synteza wysokotemperaturowa (SHS) została użyta do wytworzenia proszku β-sialonu o założonej stechiometrii Si2Al4O4N4 (z = 4). Jako surowce wyjściowe wybrano proszki pierwiastkowego Al, pierwiastkowego Si, Al2O3 and SiO2. Zmieniano proporcje molowe pomiędzy pierwiastkowym krzemem i pierwiastkowym glinem, a ilość użytych tlenków glinu i krzemu wynikała z założonej stechiometrii. Mieszanki proszków w formie luźnego złoża były umieszczane w komorze wysokociśnieniowej w grafitowym pojemniku. Reakcja SHS była inicjowana przepływem prądu przez pojemnik. Atmosfera azotu dla przeprowadzenia reakcji była ustalana na poziomie 0,1 MPa, 1 MPa i 3 MPa. Badano wpływ składu chemicznego mieszanki wyjściowej, rozkładu wielkości ziaren surowców oraz ciśnienia azotu na powstające proszki sialonowe. W tym celu wykorzystano metodę dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), mikroskopii skaningowej (SEM) oraz piknometrii helowej.

10

Technologia pulweryzacji i właściwości proszków otrzymanych z odpadów polietylenowych

Czarnecka-Komorowska D.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2016

|

Nr 4

128--129

PL

Oceniono proces pulweryzacji recyklatów polietylenowych przy użyciu pulweryzatora wyposażonego w młyn tarczowy i porównano z proszkiem pierwotnym stosowanym do odlewania rotacyjnego. Zbadano wpływ prędkości podawania materiału na wydajność procesu i jakość surowca. Największą efektywność procesu uzyskano dla najwyższej szybkości podawania surowca Stwierdzono, że pulweryzacja odpadów polietylenowych w temperaturze 50°C i przy szybkości podawania surowca odpowiadającej natężeniu prądu 97A zapewnia uzyskanie proszku o odpowiedniej jakości (gładkiej powierzchni ziarna proszku pozbawionej nitek) i średniej wielkości ziarna wynoszącej 0,4 mm. W wyniku pulweryzacji recyklatów otrzymano proszki polimerowe, które mogą być stosowane do formowania wyrobów za pomocą odlewania rotacyjnego.

EN

The evaluation of pulverization process of polyethylene recycles was performed using a pulverizer equipped with the disc mill. The re-powder was compared to the original powder used in rotational molding. The assessment of material dosing speed on the grinding efficiency and quality of powder as carried out. The highest efficiency of pulverization was obtained for the highest dosing speed of material. It was found that the pulverization of polyethylene waste at temperature of 50°C, material dosing rate referring to 97A of electric current, ensured the powder of required quality surface of powder particles without threads) and the average particle size of 0.4 mm. As a result, the pulverization of recycled enable one to obtain polymer powder that can be used in the rotation molding technology.

11

Plasma spraying of hydroxyapatite coatings using powder, suspension and solution feedstocks

Candidato R.T., Sokołowski P., Łatka L., Kozerski S., Pawłowski L., Denoirjean A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2015

|

R. 87, nr 10

64--71

EN

The possibility of producing nano-sized coatings by thermal spray processes seems to be very interesting for many industrial applications. Due to the small size of the grains, it is possible to achieve the properties which are not observed in the micrometric scale on the same kind of material. The aim of the current work is to present the alternative methods for conventional powder plasma spraying (APS) which is well known technology for deposition of micron-sized coatings using powder feedstock. Two plasma spraying processes with liquid feedstock were used – suspension plasma spraying (SPS) and solution precursor plasma spraying (SPPS) using aqueous solution directly from wet chemical precipitation process. All experiments were performed based on hydroxyapatite, which is a very important material for biomedical applications. Coatings were produced by three mentioned methods but the deposition process was realized using only one spray set-up equipped with SG-100 plasma torch. Short background of the three different processes performed followed by a short description of liquid feedstock preparation is presented. Microstructure investigation and phase composition analysis of the prepared coatings were carefully characterized using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) respectively. Finally, the analysis and comparison of coatings deposited by different plasma spray processes were discussed.

PL

Możliwość wytwarzania powłok o budowie nanometrycznej wydaje się być bardzo interesująca pod kątem ich zastosowania w wielu gałęziach przemysłu. Dzięki bardzo drobnoziarnistej strukturze możliwe jest osiągnięcie właściwości powłok, które nie są możliwe do zaobserwowania w tych samych materiałach lecz w skali mikro. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie alternatywnych metod dla konwencjonalnego natryskiwania plazmowego (APS), które jest dobrze poznanym procesem wytwarzania powłok charakteryzująch się budową mikrometryczną. Zaprezentowano dwa nowe procesy natryskiwania plazmowego z fazy ciekłej – natryskiwanie plazmowe zawieisn (SPS) oraz natryskiwanie plazmowe roztworów (SPPS). Wszystkie eksperymenty przeprowadzono z wykorzystaniem hydroksyapatytu, który jest bardzo istotnym materiałem dla zastosowań biomedycznych. Powłoki zostały wytworzone z użyciem trzech wymienionych technologii, jednak proces natryskiwania realizowany był za pomocą jednego stanowiska wyposażonego w palnik plazmowy SG-100. W pracy przedstawiono zarys teoretyczny wykorzystanych metod natryskiwania wraz z opisem procedury przygotowania materiału wejściowego (proszku, zawiesiny oraz roztworu). Następnie przedstawiono badania mikrostruktury i analizę składu fazowego przygotowanych powłok, które zostały wykonane z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i dyfrakcji promieni rentgenowskich (XRD). Przeprowadzono również analizę i porównanie powłok wykonanych z użyciem różnych procesów natryskiwania plazmowego.

12

Aluminum Nitride Formation From Aluminum Oxide/Phenol Resin Solid-Gel Mixture By Carbothermal Reduction Nitridation Method

Mylinh D. T., Yoon D. H., Kim C.-Y.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2B

1551--1555

EN

Hexagonal and cubic crystalline aluminum nitride (AlN) particles were successfully synthesized using phenol resin and alpha aluminum oxide (α-Al2O3) as precursors through new solid-gel mixture and carbothermal reduction nitridaton (CRN) process with molar ratio of C/Al2O3 = 3. The effect of reaction temperature on the decomposition of phenol resin and synthesis of hexagonal and cubic AlN were investigated and the reaction mechanism was also discussed. The results showed that α-Al2O3 powder in homogeneous solid-gel precursor was easily nitrided to yield AlN powder during the carbothermal reduction nitridation process. The reaction temperature needed for a complete conversion for the precursor was about 1700°C, which much lower than that when using α-Al2O3 and carbon black as starting materials. To our knowledge, phenol resin is the first time to be used for synthesizing AlN powder via carbothermal reduction and nitridation method, which would be an efficient, economical, cheap assistant reagent for large scale synthesis of AlN powder.

13

Evaluation of meltability of particles as a methodology for optimization of working parameters of the plasma spraying process

Popardovská E., Štiavnický M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2014

|

z. 3/99

111--118

EN

The paper discusses the problem of efficient application of powdered materials using plasma spraying to form a continuous layer of additive material on the substrate. In order for the particles to stick to the substrate, they have to be completely melted. The meltability of the particles is thus addressed and needs to be determined in order to achieve optimal working conditions. Because the meltability of the particles depends on many factors among which are the plasma temperature and the time of stay in the plasma jet, the method of fuzzy sets seems to be capable of effectively solve the problem by determining the state of the particle. The basic concept of fuzzy sets theory is presented in the paper together with guidelines on how to apply the theory on specific problem.

PL

W artykule omówiono problem skutecznego stosowania sproszkowanych materiałów z użyciem napylania plazmowego, w celu uzyskania ciągłej warstwy dodatkowego materiału na podłożu. Aby cząsteczki trzymały się podłoża, muszą się one całkowicie rozpuścić. Topliwość cząstek jest brana pod uwagę i musi być określona w celu uzyskania optymalnych warunków pracy. Ponieważ topliwość cząstek zależy od wielu czynników, wśród których znajdują się temperatura plazmy i czas przebywania w strumieniu plazmy, metoda zbiorów rozmytych wydaje się być odpowiednia do skutecznego rozwiązania problemu określania stanu cząstki. W artykule zostały przedstawione podstawowe pojęcia z teorii zbiorów rozmytych wraz z wytycznymi na temat zastosowania teorii w przypadku konkretnego problemu.

14

Badania procesu mielenia kryształu górskiego w młynie wibracyjnym

Sidor J.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 2

191--196

PL

Badania procesu bardzo drobnego mielenia kryształu górskiego przeprowadzono w laboratoryjnym młynie wibracyjnym o działaniu okresowym, o niskiej częstotliwości drgań wynoszącej 10-16 Hz. Celem badań było uzyskanie proszku kryształu o uziarnieniu charakteryzującym się udziałem klasy ziarnowej 0-60 μm powyżej 80% oraz klasy ziarnowej 0-10 μm powyżej 50%, przy zachowania jak największej czystości proszku, ze względu na jego zastosowanie medyczne i kosmetyczne. Nadawą do mielenia był materiał, wstępnie rozdrobniony w kruszarce wibracyjnej, o uziarnieniu poniżej 5,0 mm. Badania przeprowadzono w komorze z wykładziną z tworzywa polimerowego, zaś elementami roboczymi były mielniki ceramiczne. Program badań obejmował wpływ częstotliwości drgań i czasu mielenia w celu otrzymania wymaganych parametrów uziarnienia proszku kryształu. W badaniach uzyskano udział klasy ziarnowej 0-60 μm, mieszczący się w zakresie (73-99)% oraz (39-72)% klasy ziarnowej 0-10 μm. Wyniki badań wskazują, że w młynie wibracyjnym o niskiej częstotliwości drgań, w czasie poniżej 30 minut, można wytwarzać proszek kryształu górskiego o wymaganym uziarnieniu i czystości.

EN

Investigations of very fine grinding of rock crystal were carried out in a periodic laboratory vibratory mill of low frequency of vibrations of 10-16 Hz. The purpose of the research was to obtain a rock crystal powder which contains a grain class of 0-60 μm and 0-10 μm in amounts of above 80% and above 50%, respectively, and shows the highest purity, due to its potential medical and cosmetic application. The milling feed was the material of grain size below 5,0 mm pre-crushed in a vibratory crusher. The study was conducted in a chamber lined with polymeric material, and ceramic grinding media were the working elements. The research program included determination of the influence of vibration frequency and grinding time on parameters of the grain size of rock crystal powder. The amount of the grain class of 0-60 μm and 0-10 μm was within a range of (73-99)% and (39-72)%, respectively. The results indicate that the rock crystal powder of the desired particle size and purity can be made in the vibratory mill of low frequency of vibrations for less than 30 minutes.

15

Application of image analysis to porosity investigation into sintered copper-alloying AISI 410L stainless steels

Szewczyk-Nykiel A., Kazior J.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

207--210

EN

On the basis of AISI 410L powder, a series of copper containing stainless steel was produced by pressing and sintering. The image analysis was used to study the effect of copper addition and sintering temperature on the porosity morphology of AISI 410L stainless steel. It was found, that an increase in sintering temperature results in an increase in the pore size and improvement in pore morphology. The pore morphology was described by means of two parameters: fcircle and fshape. In the case of sintered copper-free AISI 410L steel and steels with copper addition (ranging from 1 to 3 wt %) higher sintering temperature tends to shift the distributions of fshape and fcircle towards higher values while in the case of 4 wt % copper alloyed steel the influence of sintering temperature is inverse.

PL

Za pomocą metod analizy obrazu badano wpływ temperatury spiekania i dodatku miedzi na morfologię porowatości w spiekanych stalach nierdzewnych AISI 410L modyfikowanych proszkiem miedzi. Stwierdzono, że wzrost temperatury spiekania przyczynia się do poprawy morfologii porowatości, opisanej za pomocą parametrów: fcircle i fshape. W przypadku bazowego materiału, jak również spiekanej stali AISI 410L modyfikowanej miedzią (w zakresie od 1 do 3% cięż. miedzi), wzrost temperatury spiekania przyczynia się do przesunięcia rozkładu współczynników fcircle i fshape w stronę wyższych wartości. Z kolei w przypadku dodatku 4% cięż. miedzi, wpływ temperatury spiekania jest odwrotny.

16

Influence of the powder morphology on properties of the OE-PICA hierarchic granules

Wójtowicz B., Pyda W.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 1

110--115

EN

The influence of the powder morphology on properties of OE-PICA (Oil Emulsion – Polymer Induced Colloid Aggregation) hierarchic granules has been examined. For preparation of the PICA granules, several hydrothermal unstabilized zirconia nanopowders of various crystallite shapes were used, including needle-shaped, plate-shaped and spherical particles. The PICA powders were granulated by using the OE method, forming hierarchic granules. In the paper, the pressing characteristics, bulk density and sinterability of the resultant powders have been examined. The sinterability of the powders was studied for the powders pressed using various pressures, ensuring destruction of the OE-PICA granules, or OE granules only. Some similarities in sinterability of the granules prepared from plate-shaped and spherical powders have been noticed; the granules prepared from needle-shaped powders showed the highest sintering temperature. The powders prepared using the OE-PICA method had noticeably different dilatometric curves comparing to the starting powders at the temperatures from 600 °C to 1180 °C. The sintering ratio wass also faster, then sintering ratio of the reference powders.

PL

Zbadano wpływ morfologii wyjściowego proszku na właściwości granulatów hierarchicznych przygotowanych metodą OE-PICA (ang. Oil Emulsion – Polymer Induced Colloid Aggregation). Do wykonania granulatów PICA o średnicy około 2 μm użyto nanoproszków niestabilizowanego tlenku cyrkonu o igłowatym, płytkowym i kulistym kształcie ziaren wytworzonych metodą krystalizacji hydrotermalnej w obecności różnych mineralizatorów. Następnie proszek składający się z aglomeratów wytworzonych metodą PICA został zaglomerowany przy użyciu metody OE, tworząc granulat hierarchiczny. W pracy porównano charakterystykę prasowania, gęstość nasypową i spiekalność proszków wyjściowych, granul PICA oraz granul hierarchicznych OE-PICA. Spiekalność granul badano w przypadku wyprasek formowanych przy różnych ciśnieniach, które zapewniały skruszenie tylko granul OE, bądź skruszenie zarówno granul OE, jak i granul PICA. Stwierdzono podobieństwo w spiekalności granulatów przygotowanych z proszków o kulistej i płytkowej morfologii ziaren, granulaty przygotowane z ziaren igłowych wykazywały najwyższą temperaturę spiekania. Proszki przygotowane metodą OE-PICA wykazują wyraźnie zmienioną w stosunku do proszków nie poddanych procesowi granulacji krzywą spiekania w zakresie temperatur od 600 °C do 1180 °C; spiekają się także szybciej od proszków referencyjnych.

17

Zastosowanie formowania bezciśnieniowego proszków do wytwarzania odpornych na zużycie warstw powierzchniowych

Matula G., Gołombek K.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

752--755

PL

Celem badań było opracowanie materiałów narzędziowych będących wynikiem koncepcji połączenia inżynierii powierzchni jako dziedziny wiedzy i technologii jaką jest metalurgia proszków. Wynikiem tego są wytworzone materiały o gradientowych, węglikostalowych warstwach powierzchniowych na podłożu stalowym, łączące wykluczające się własności mechaniczne, takie jak duża twardość warstwy powierzchniowej i ciągliwość narzędzia. Do wytworzenia materiałów zastosowano techniki formowania proszków, z których autorska metoda formowania bezciśnieniowgo jest najlepsza ze względu na własności gotowego narzędzia. Opracowanie i zastosowanie nowej technologii formownia bezciśnieniowego jest możliwe dzięki wyjaśnieniu wpływu polimerowego lepiszcza stosowanego w nowoczesnych metodach formowania proszków oraz węgla pochodzącego z jego degradacji na aktywację procesu spiekania. Możliwość zastosowania nowoczesnych technik formowania proszków, w szczególności techniki formowania bezciśnieniowego powłok, została oceniona na podstawie analizy kompleksowych badań, począwszy od doboru składników, warunków homogenizacji mieszaniny, formowania i degradacji lepiszcza, a także przemian strukturalnych podczas spiekania oraz obróbki cieplnej. Przewiduje się, że opracowane i wytworzone materiały narzędziowe nowej generacji wypełnią lukę pod względem własności mechanicznych pomiędzy relatywnie ciągliwymi stalami szybkotnącymi i kruchymi węglikami spiekanymi. Nowo opracowana metoda może być wykorzystana w warunkach produkcji masowej lub jednostkowej, pozwalającej na przykład na regenerację zużytych powierzchni kosztownych narzędzi. Możliwości aplikacyjne technik formowania proszków do wytwarzania materiałów lub jedynie węglikostalowych warstw powierzchniowych o strukturze gradientowej są szersze niż tylko do materiałów narzędziowych. Otrzymane rozwiązania mogą mieć również zastosowanie w odniesieniu do elementów maszyn i urządzeń pracujących w warunkach zużycia ściernego.

EN

The goal of this investigations was development of the tool materials being the outcome of the concept of merging the surface engineering as the domain of knowledge with technology which is the powder metallurgy. The result are the fabricated materials with the gradient, cermet surface layers on steel substrate, combining the mutually exclusive mechanical properties like the high surface hardness and ductility of a tool. The powder forming techniques were used for fabrication of the materials, out from which the authorial pressureless forming method is the best one, owing to properties of the completed tool. Development and implementation of the new pressureless forming method is possible thanks to elucidation of the effect of the polymer binding agent used in the contemporary powder forming methods and carbon from its degradation on activation of the sintering process. Feasibility of employing the modern powder forming methods, and especially of the pressureless coatings forming technique, was assessed based on analysis of the complex technological tests, including selection of components, conditions of mix homogenisation conditions, forming, and binding agent degradation, and also investigation of the structural transformations during sintering and heat treatment. It is anticipated that the worked out and fabricated tool materials of the new generation will fill a gap in respect of the mechanical properties between the relatively ductile high-speed steels and the brittle sintered carbides. The newly developed method may be used in the mass- or piece production conditions making, e.g., regeneration possible of the costly tools’ surfaces. The application potential of the powders forming techniques for constituting materials or only cermet surface layers with the gradient structure seems to be more extensive than for the tool materials alone. The solutions obtained may also find applications for elements of machines and equipment operated in the abrasion wear conditions.

18

Podhod k matematičeskomu modelirovaniû razvitiâ i tušeniâ požarov, voznikaûŝih v kanalah različnymi sredstvami

Kovalyshyn V. V.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2013

|

Nr 4

37--42

PL

Cel: Celem pracy było opracowanie uniwersalnego modelu matematycznego, który pozwala wygenerować na komputerze graficzną prognozę skutecznego zastosowania jednej z pięciu możliwych metod gaśniczych: recyrkulacji gazów pożarowych, użycia proszku, mgły wodnej, mieszaniny parowo-gazowej lub piany na bazie produktów spalania. Stworzenie modelu było możliwe dzięki prawidłowościom odkrytym w procesach rozwoju i gaszenia pożarów w obiektach o dużej długości. Prawidłowości wykazano w drodze analizy teoretycznych i eksperymentalnych badań oraz uogólnionego podejścia do stosowania środków gaszenia pożarów w podłużnych kanałach. Metody: W pracy została wykorzystana kompleksowa metoda badawcza, uwzględniająca analizę i syntezę naukowo-technicznych osiągnięć w zakresie obliczeń wentylacji oraz obliczeń termicznych w czasie wybuchu pożaru w tunelu; matematyczne modelowanie ruchów ciepłych mas powietrza i aerologii z użyciem głównych zasad termodynamiki; symulacyjne modelowanie procesów rozprzestrzeniania strumieni gazowych i temperatury w izolowanej części tunelu kablowego w czasie recyrkulacji produktów spalania; wykorzystanie metod matematyki statystycznej w celu sprawdzenia miarodajności otrzymanych wyników. Wyniki: Opracowany został uniwersalny model matematyczny, algorytm oraz program obliczeń gazowych termodynamicznych parametrów spalania i gaszenia pożaru w odizolowanej części kanału z użyciem jednej z pięciu możliwych metod gaśniczych lub ich kombinacji. Model matematyczny czasowej dynamiki zawartości tlenu w ognisku pożaru i poza jego granicami został opracowany z użyciem metody numerycznej oraz równań różniczkowych opisujących niestacjonarny transport mas, które obliczane były metodą liczbową według układu kombinacyjnego (jawnego i niejawnego z jednakowym ciężarem właściwym) i zredukowane do systemu równań algebraicznych. Opracowany został algorytm i program obliczeń w programie komputerowym Excel zmian w czasie koncentracji tlenu w źródle pożaru i poza nim, dynamiki temperatury w źródle i w otaczających go masach. Wnioski: Podsumowano wyniki opracowania modelu matematycznego, odpowiadające wielu danym eksperymentalnym na temat rozwoju i gaszenia pożarów różnymi metodami w podłużnych kanałach. Opracowany został uniwersalny model matematyczny dający możliwość w przypadku zastosowania tego lub innego środka gaśniczego wyliczyć parametry intensywności i czasu jego oddziaływania podczas gaszenia źródła pożaru. Model pozwala również określić niezbędną ilość materiału gaśniczego. Otrzymane wyniki mogą pomóc w ocenie wybranego środka gaśniczego przy jednoczesnej wizualnej weryfikacji jego zalet i wad. Wyniki te można wykorzystywać przy tworzeniu planów usuwania sytuacji nadzwyczajnych.

EN

Objective: The objective of the research was to develop an universal mathematical model which could be displayed in a computer programme as a graphic forecast of the effectiveness of one of the five possible fire extinguishing methods, such as fire gas recirculation, the usage of powder, water mist, vapor-gas mixture or foam. Creation of the model was possible on the basis of the process of development and fighting fires in constructions of considerable length. Obtained by the general results of theoretical and experimental studies. The research was also based on the generalized approach to the use of firefighting equipment in elongated channels. Methods: The methods used in the analysis comprised a complex method of research which involved an analysis and synthesis of scientific and technological achievements in the field of ventilation and thermal calculations during a fire in the tunnel; the mathematical modelling of heat and mass transfer in accordance with basic laws of thermodynamics; simulation modelling of the gas flow and temperature distribution in the isolated area of a cable tunnel during recirculation of combustion products. For testing the reliability of the results we also used the statistical techniques. Results: As the result of the work we obtained the universal mathematical model, the algorithm and the program for calculating thermodynamic parameters of the process of gas burning and fire suppression in the isolated channel volume with the use of one out of five possible firefighting methods or their combination. Mathematical modelling of the temporal concentration of oxygen in the outbreak or beyond the fire was performed with the use of differential equations of unsteady mass transfer, which were solved numerically by the combined scheme and reduced to a set of algebraic equations. The algorithm and the programme for calculating in Excel the temporal concentration of oxygen and the dynamics of the temperature in the source of the fire and in the ambient array were developed. Conclusions: The authors recapped the results of the mathematical modelling which turned out to be equivalent to numerous experimental data on the development and extinguishing of fires in elongated channels. As a result the universal mathematical model for calculations of intensity and exposure time parameters as well as for determining the amount of fire-extinguishing material was created. The obtained results allow to evaluate the extinguishing agent and to verify visually its advantages or disadvantages. These results can be used in the preparation of emergency response plans and other documents.

19

Charakterystyka ceramicznych materiałów stosowanych do natryskiwania plazmowego

Góral M., Drajewicz M., Pytel M., Kotowski S.

Szkło i Ceramika

|

2012

|

R. 63, nr 1

22-27

PL

W artykule przedstawiono podstawowe właściwości materiałów stosowanych do natryskiwania powłokowych barier cieplnych w warunkach obniżonego ciśnienia. Analizie poddano proszki stosowane przez firmę Sulzer-Metco do procesów LPPS-Thin Film. Przedstawiono charakterystykę wybranych proszków stosowanych na międzywarstwy oraz zewnętrzną warstwę ceramiczną. Przedstawiono analizę proszków na bazie tlenku cyrkonu stabilizowanych tlenkami itru, magnezu oraz wapnia.

EN

The authors described in this article the basic properties of materials used for spray process of thermal barrier coatings under low pressure. Powders used by Sulzer-Metco company for LPPS-Thin Film processes were analysed. The characteristic of selected powders applied for bond-coats and outer ceramic layer was introduced. The authors presented the analysis of powders based on zirconium oxide stabilized by yttrium oxide, magnesium and calcium.

20

Badania zagęszczania proszku stali nierdzewnej 17-4 PH podczas spiekania w próżni i w wodorze

Szewczyk-Nykiel A., Gądek S., Hebda M., Nykiel M., Kazior J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

469--472

PL

Stale nierdzewne utwardzane wydzieleniowo to stale o małej zawartości węgla, których utwardzenie osiąga się przez kombinację przemiany martenzytycznej i utwardzenia wydzieleniowego stosunkowo miękkiego, niskowęglowego martenzytu. Stale nierdzewne utwardzane wydzieleniowo, powszechnie zwane stalami PH, łączą w sobie wysoką wytrzymałość z doskonałą odpornością na korozję. W pracy przeprowadzono badania spiekania rozpylanego wodą proszku stali nierdzewnej 17-4 PH przeznaczonej do utwardzenia wydzieleniowego. Prostopadłościenne kształtki prasowano na prasie hydraulicznej pod ciśnieniem 600 MPa, a następnie spiekano w horyzontalnym dylatometrze Netzsch 402 C w atmosferze wodoru, wodór/ azot oraz w próżni w zakresie temperatury 1240÷1340°C. Stosowano różne szybkości nagrzewania do temperatury izotermicznego spiekania w zakresie 1÷20°C/min. Na podstawie przebiegu krzywych dylatometrycznych prze- prowadzono analizę zagęszczenia badanych kształtek w zależności od zastosowanych parametrów spiekania. Stwierdzono, że tworzenie się podczas spiekania wysokotemperaturowego ferrytu rpc δ znacznie aktywuje zagęszczenie spiekanych kształtek w porównaniu ze strukturą krystalograficzną rsc γ austenitu.

EN

The alloy 17-4 PH is a precipitation-hardenable martensitic stainless steel. In fact conventional PM process up to now has not been considered as an acceptable method for manufacture structural parts from 17-4 PH powders due to their inability to produce component with near-full sintered densities. However, the undertaken research indicate that it is possible to obtain high density of sintered compacts by the conventional pressing and sintering technique. In the present work water atomized powder delivered by Ametex were compacted and sintering in different atmosphere: hydrogen, hydrogen/ nitrogen and vacuum. The aim of present work was to establish relation between the sintering densification of 17-4 PH alloy powder as a function of sintering atmosphere and temperature-time schedule. Base on experimental results it was found that sintering atmosphere and temperature play an important role in different densification behaviours of investigated powders. The higher shrinkage was obtained after sintering under vacuum, while sintering temperature influence the delta ferrite formation which on the other hand favorable pore shrinkage and results in higher densification.