Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania właściwości tribologicznych ceramiki borkowej w temperaturach do 800°C

Laszkiewicz-Łukasik J., Jaworska L., Putyra P., Cygan S., Cyboroń J.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 2CD

213--222

PL

Ceramic borides materials have a unique properties such as high hardness, Young Modulus, chemical and oxidation resistance and high melting point. Particularly diborides are characterized by stability, thanks to strong chemical bonds and relations about atomic radius between metal and boron. Tantalum diboride have also high density and melting point above 3000°C. This properties makes TaB2 potentially useful in application including defense and chemical industries, cutting tools, machine parts working at high temperatures. These applications requires to check selected properties of materials at high temperatures. This paper presents results of tribological research of tantalum diboride, using ball-on-disc method. The starting material is a sinter of TaB2 obtained by reactive sintering using SPS method. Sintering parameters were 2100°C and 30 minutes. Obtained material has an apparent density of 11.22 g/cm3, the Young's modulus of 500 GPa and Vickers hardness of 19.5 GPa. Friction coefficient and wear indicator were determined. The tests were carried out in the range from room temperature up to 800°C. Microscopic observations and Vickers hardness after tribological tests were carried out. Friction coefficient of tantalum diboride compact at temperatures ranging from room temperature to 600°C was in the range from 0.57–0.75. Temperature increase to a value of 800°C resulted in a significant decrease in the value of the tested coefficient to 0.16. Wear rate of tantalum diboride samples decreased gradually with temperature increase of tribological tests (from 284 through 260 to 173 mm3/N·m). However at a temperature of 600°C and 800°C there was a rapid decrease in the wear ratio to the value of 32 mm3/N·m and 52 mm3/N·m.

EN

Materiały ceramiczne o osnowie borków metali przejściowych charakteryzują się wysokim modułem Young’a i twardością, odpornością na działanie czynników chemicznych, odpornością na utlenianie, a także wysoką temperaturą topnienia. Szczególnie dwuborki metali grup IV, V i VI charakteryzują się trwałością ze względu na silne wiązania chemiczne. Dwuborek tantalu odznacza się dużą gęstością 12,65 g/cm3 oraz temperaturą topnienia powyżej 3000°C. Właściwości te determinują zastosowanie tego materiału w przemyśle zbrojeniowym, chemicznym oraz na narzędzia skrawające i części maszyn pracujące w wysokich temperaturach. Praca dotyczy badań właściwości tribologicznych dwuborku tantalu metodą ball-on-disc w temperaturach od pokojowej do 800°C. Materiał do badań stanowiły spieki dwuborku tantalu wytworzone metodą spiekania reakcyjnego SPS z mieszaniny proszków tantalu i boru. Procesy spiekania prowadzono w temperaturze 2100°C w czasie 30 minut. Otrzymane materiały charakteryzowały się gęstością 11,22 g/cm3, modułem Younga 500 GPa i twardością 19,5 GPa (HV1). Wyznaczono wartości współczynnika tarcia i wskaźnika zużycia w temperaturach pokojowej, 200°C, 400°C, 600°C, 800°C. Po przeprowadzonych testach tribologicznych powierzchnie próbek zostały poddane obserwacjom za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego oraz mikroanalizie rentgenowskiej EDS, a także pomiarom twardości. Współczynnik tarcia spieku dwuborku tantalu w temperaturach z zakresu od pokojowej do 600°C mieścił się w zakresie od 0,57 do 0,75. Podwyższenie temperatury do wartości 800°C spowodowało znaczący spadek badanego współczynnika do wartości 0,16. Ponadto stwierdzono obniżenie stopnia zużycia próbek dwuborku tantalu wraz ze wzrostem temperatury prób tribologicznych (od 284 przez 260, do 173 mm3/N·m). Zużycie tribologiczne próbek z dwuborku tantalu po próbach w temperaturze 600 i 800°C mieściło się w zakresie od 28,19 mm3/N·m do 52,20 mm3/N·m

2

Osady ściekowe w spiekach ceramicznych

Żygadło M., Latosińska J.

Wodociągi - Kanalizacja

|

2009

|

nr 9

46-46

3

Effect of sewage sludge addition on porosity of lightweight expanded clay aggregate (leca) and level of heavy metals leaching from ceramic matrix

Latosińska J., Żygadło M.

Environment Protection Engineering

|

2009

|

Vol. 35, nr 2

189-196

EN

The results of using municipal sewage sludge as a component of porous ceramic sinters are described. Due to high porosity the ceramic sinters can be widely applied and we have focussed on ecological aspect of this application. The results of the gaseous pollutant emission measurements carried out during industrial test are presented. Metal leaching from the end product was also tested. It was found that metals were fixed within the sinter structure. The ash matter from sludge was embodied into the solid phase

PL

Przedstawiono wyniki badań nad wykorzystaniem komunalnego osadu ściekowego jako komponentu porowatego spieku ceramicznego. Spiek charakteryzuje się zwiększoną porowatością i może znaleźć wielorakie zastosowanie. Uwagę skoncentrowano na aspekcie ekologicznym. Podano wyniki emisji zanieczyszczeń gazowych zmierzone podczas próby technicznej w zakładzie przemysłowym. Badano także ługowanie metali z otrzymanego produktu. Stwierdzono, że metale zostały unieruchomione w strukturze spieku. Substancja popiołowa zwarta w osadzie wbudowała się w fazę stałą.

4

Współspalanie osadów ściekowych - wymogi, korzyści, zagrożenia

Latosińska J., Żygadło M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2008

|

T. 11, nr 2

194-205

PL

Unijne i polskie regulacje prawne ograniczają przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych oraz deponowanie ich na składowiskach odpadów. Alternatywą wykorzystania przyrodniczego osadów może być utylizacja termiczna. Obróbka termiczna osadów powoduje powstawanie niebezpiecznych odpadów ostatecznych. Współspalanie osadów ściekowych istotnie ogranicza generowanie tych odpadów. Przedstawiono wykorzystanie osadu ściekowego jako dodatku do produkcji porowatego spieku ceramicznego. Osad ściekowy charakteryzuje się zawartością substancji organicznych od 30 do 85% s.m. Substancje te stanowią źródło potencjalnej energii i mogą być wykorzystane jako środek porotwórczy spieku ceramicznego. Badania wykazały, że wykorzystanie osadu ściekowego w produkcji sztucznego kruszywa jest metodą bezodpadową.

EN

The UE and Polish legislation limits of sewage sludge agricultural use and its deposit on landfills. Thermal utilization can be an alternative method to agricultural use of sewage sludge. Thermal treatment of sewage sludge generates final hazardous wastes. Co-combustion of sewage sludge significantly reduces the amount of final wastes. The utilization of sewage sludge as addition to the mass of ceramic sinters is presented. The sewage sludge contains 30 ÷ 85% of organic matter. The organic matter is the source of potential energy and can be used as expanding addition in ceramic mass. The authors concluded that utilization of sewage sludge in production of artificial aggregate is a waste free method.

5

Odporność na pękanie spieków ceramicznych stosowanych na ostrza narzędzi skrawających

Szutkowska M.

Prace Instytutu Obróbki Skrawaniem. Zeszyty Naukowe

|

2005

|

nr 85

1-126

PL

W pracy przestawiono problematykę pomiaru odporności na pękanie spieków ceramicznych na przykładzie spieku alfa-Al2O3 i kompozytu ziarnistego z układu Al2O3-ZrO2. W ramach badań własnych wyznaczono odporność na pękanie według różnych metod pomiarowych. Przeprowadzone obliczenia i pomiary własne pozwalają na weryfikację i ocenę przydatności zaproponowanych metod do wyznaczania KIC dla reprezentatywnych spieków ceramicznych, stosowanych na ostrza narzędzi skrawających. Odporność na pękanie wyznaczono w oparciu o bezpośredni pomiar długości pęknięć powstających w narożach odcisku wgłębnika twardości Vickersa przy zastosowaniu różnej siły obciążającej wgłębnik. Obliczenia porównawcze odporności na pękanie KIC wykonano według wzorów zaproponowanych przez różnych autorów. Odporność na pękanie otrzymano również stosując zmodyfikowaną metodę bezpośredniego pomiaru długości pęknięć Vickersa, podczas ich stabilnego wzrostu, na powierzchni próbki w kształcie belki poddanej trójpunktowemu statycznemu zginaniu. Według tej metody określono współczynnik chi, charakteryzujący koncentrację naprężeń szczątkowych, wytworzonych w otoczeniu odcisku wgłębnika twardości Vickersa. Obserwacje przemieszczeń i odkształceń w płaszczyźnie oraz pozapłaszczyznowych przeprowadzono przy zastosowaniu interferometrii siatkowej. Odporność na pękanie wyznaczono także metodą wgłębnikowo-wytrzymałościową, podczas niestabilnego rozwoju pęknięć. Wartości KIC otrzymane z bezpośredniego pomiaru długości pęknięć Vickersa porównano z wartościami KIC otrzymanymi metodą konwencjonalną na próbkach typu SENB (ang. Single Edge Notched Beam) z pojedynczym karbem w kształcie "U", wytworzonym na drodze mechanicznej. Podczas stabilnego rozwoju pęknięć prowadzono też badania zachowania się krzywych R, charakteryzujących zmianę KR ze wzrostem pęknięcia. Określono parametry podkrytycznego wzrostu pęknięcia. Zbadano odporność materiału na wykruszenia powstające pod wpływem działania pęknięć bocznych, przy różnych wartościach sił obciążających wgłębnik twardości Vickersa. Próby eksploatacyjne przeprowadzono w procesie skrawania przy użyciu płytek wieloostrzowych, wykonanych z kompozytu ziarnistego z układu Al2O3-10% masy ZrO2N* (ZrO2 niestabilizowany), charakteryzującego się najwyższą odpornością na pękanie. Zastosowane płytki wykazały dobre właściwości użytkowe badanego materiału. Wyniki otrzymane z analizy badań pozwalają na ocenę przydatności spieków ceramicznych na ostrza narzędzi skrawających. Rozwiązanie przedstawionego problemu badawczego ma duże znaczenie technologiczno-produkcyjne, gdyż pozwala na wprowadzenie wiarygodnej kontroli jakości wyrobów narzędziowych i stwarza "narzędzie" do dalszych badań technologicznych w zakresie specjalnych spieków ceramicznych stosowanych do obróbki skrawaniem.

EN

A specific characteristic in fracture toughness measurement of advanced ceramics with particular reference to alpha-Al2O3 and Al2O3-ZrO2 composites has been presented. Own investigations determined the fracture toughness according to various methods. The carried out analysis and own measurements allow verifying and evaluating the usefulness of the proposed methods to determine the KIC of the representative cutting ceramics. Fracture toughness has been determined from direct measurement of the crack length, developed during the Vickers indentation test, as a function of indenter's load. Comparative calculations of the fracture toughness KIC have been performed according to analytical approaches proposed by different researchers authors. The modified method of direct crack measurement has also been used for determination of the fracture toughness. The method is based on the observation of the controlled crack growth on the tensile surface of the beam in the static three point bending test. According to this method the coefficient of the chi characterizing the residual indentation stress concentration around the Vickers hardness indent has been determined. Observations of in-plane and normal (out of plane) displacements and strains were made on using interferometry method. The fracture toughness was assessed by means of indentation strength in bending (ISB) method during unstable crack extension. The values of the KIC from Vickers cracks were compared with those obtained by conventional method on the mechanically notched specimen type SENB (Single Edge Notched Beam) with single "U" type notch. Further, investigations of R-curve behaviour, characterising change of KR with the crack growth were extended, during stable growth of cracks. The parameters of subcritical crack growth were determined. Chipping compliance of the advanced ceramics under different loads applied to the Vickers hardness indenter was tested. Operation tests made in cutting conditions using indexable inserts produced with Al2O3-10 wt.% ZrO2 N* (unstabilised ZrO2), have exhibited the highest fracture toughness. The tested inserts have offered better functional properties of these materials. Results, obtained from analysis, permit to evaluate ceramics usefulness for cutting tools edges. The research results allow not only introducing the reliable quality assurance of tools but also offering intelligent and practical technique for further technological investigations of the range of special tool ceramics.

6

Fermentacja etanolowa z komórkami drożdży unieruchomionymi na porowatym spieku ceramicznym

Janiszyn Z., Dziuba E., Rosiek G., Horczak S.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2005

|

Nr 4s

33-34

EN

Investigations on ethanol fermentation with Saccharomyces cereuisiae cells immobilized on the porous ceramic carrier have been carried out. The results indicated that immobilized Saccharomyces cereuisiae cells efficiently produced ethanol. The fermentation activity of free and adsorbed cells was similar.