Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of the amorphous content of laser cladding Ni-Nb-Zr/CaF2 on microstructure and properties

Liang X., Cheng Y., Cheng X., Jiang Y., Kulik T., Ferenc J.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2018

|

no. 4

33--40

EN

Ni-Nb-Zr/CaF2 amorphous coating was prepared on the surface of SA283GRA steel by adopting a high-power laser cladding system. The results show that the Ni-Nb-Zr/CaF2 coating obtained by laser cladding has a good metallurgical bonding with the matrix of SA283GRA and the amorphous phase was obtained. The different amorphous content was obtained with varied laser power. With the increase of laser power, the dilution rate of the coating gradually increases, the amorphous phase content in the cladding coating decreased gradually, and crystallization near the substrate is significant in the laser coating. As the cladding coating is far from the substrate, the content of amorphous phase increases gradually, and the cladding coating has high thermal stability. The hardness of the Ni-Nb-Zr/CaF2 amorphous coating prepared by a laser power of 4 kW is up to the highest value of 890 HV, which is about 4.7 times that of the base material. The electrochemical corrosion results show that the corrosion resistance of the amorphous layer is better than that of the substrate in NaCl solution with 3.5% corrosive medium. The Ni-Nb-Zr/CaF2 laser coating has a relatively strong amorphous forming ability.

PL

Amorficzną powłokę Ni-Nb-Zr/CaF2 otrzymano na powierzchni stali SA283GrA metodą natryskiwania laserowego, z wykorzystaniem laserów dużej mocy. Uzyskane wyniki badań wykazały, że powłoka Ni-Nb-Zr/CaF2 charakteryzuje się dobrą przyczepnością do podłoża stalowego SA283GrA, a faza amorficzna jest otrzymywana w strefie przypowierzchniowej. Wykazano, że moc wyładowania laserowego istotnie wpływa na zawartość fazy amorficznej. Wraz ze wzrostem mocy lasera zawartość fazy amorficznej w strefie przypowierzchniowej zmniejsza się stopniowo, a stopień krystalizacji powłoki w pobliżu podłoża wzrasta. Zawartość fazy amorficznej zwiększa się gradientowo w funkcji odległości od podłoża. Największą twardość powłoki amorficznej Ni-Nb-Zr/CaF2 890 HV uzyskano z wykorzystaniem lasera o mocy 4kW, tj. ≈4,7 razy większą w stosunku do materiału podłoża. Wyniki badań odporności korozyjnej metodą elektrochemiczną wykazały, że w roztworze NaCl z 3,5% odporność na korozję strefy przypowierzchniowej zawierającej fazę amorficzną jest większa niż odporność korozyjna podłoża. Wykazano również, że faza amorficzna Ni-Nb-Zr/CaF2 ma stosunkowo dużą zdolność do formowania się w strefie przypowierzchniowej i charakteryzuje się dużą stabilnością temperaturową.

2

Application of graphene and newly developed amorphous alloys in current transformers for railway applications

Petruk O., Szewczyk R., Winiarski W., Nowicki M.

Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika

|

2016

|

Y. 113, iss. 1-E

131--137

EN

Paper present practical solutions based on the utilization of graphene and amorphous alloys for construction of DC current transformer. Proposed solution is competitive as for the metrological properties and overall dimensions, and is well suited for the measurements of large currents in the railway traction. Use of amorphous alloys as magnetic materials for low-hysteresis and highpermeability cores, and development of highly sensitive graphene-based Hall effect sensors, allow for substantial improvements in the open feedback loop DC current transformers construction. In order to verify the usefulness of the developed DC current transformer, its characteristic was investigated. High linearity of the sensor is confirmed by the R-square parameter exceeding 0.99. The repeatability of the measurements was in the range of 1%. The properties of these materials raise the prospect of changes in the construction of the DC current transformers and open up the perspective of a number of innovative projects in the railway industry, in the current measurements area.

PL

Artykuł przedstawia praktyczne zastosowanie grafenu i stopów amorficznych w aplikacji przekładnika prądu stałego. Zaproponowane rozwiązanie jest konkurencyjne co do parametrów metrologicznych i geometrycznych oraz jest dostosowane do pomiaru prądów o wysokim natężeniu występujących w kolejnictwie. Wykorzystanie magnetyków amorficznych jako materiałów do wykonania rdzeni, które charakteryzują się znaczną przenikalnością magnetyczną i znikomą histerezą, oraz wysokoczułych hallotronów wykonanych z grafenu pozwala na poprawę właściwości przekładników prądu stałego z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego. W celu sprawdzenia użyteczności skonstruowanego przekładnika została zbadana jego charakterystyka. Liniowość charakterystyki w badanym zakresie potwierdzono współczynnikiem determinacji liniowej wynoszącym 0,99. Uzyskano powtarzalność pomiarów na poziomie 1%. Właściwości użytych materiałów budzą perspektywę zmian w obszarze budowy przekładników prądowych i otwierają perspektywę wielu innowacyjnych projektów w kolejnictwie w obszarze pomiaru prądu.

3

Microstructure And Magnetic Properties Of The FeZr(Y)NbCuB Amorphous Alloys

Gondro J., Błoch K., Nabiałek M., Waltters K., Szota M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

1071--1074

EN

In this paper, the results of investigations are presented, into the microstructure and magnetic properties of the following amorphous alloys in the as-quenched state: Fe82Zr7Nb2Cu1B8 and Fe86Zr4Y3Nb1Cu1B5. The studied material was produced in the form of thin ribbons of 3 mm width and 20 μm thickness. The structure and microstructure of the samples have been investigated by means of Mössbauer spectrometry and X-ray diffractometry. In addition, the magnetic properties of these materials have been determined, i.e. the low-field magnetic susceptibility, and the magnetisation as a function of temperature and magnetising field. On the basis of the performed investigations, it has been found that a minor change in the quantities of elements favouring amorphisation, such as: Zr and Y, has an influence on the value of the Curie temperature and the magnetic properties of the resulting alloys. It should be noticed that the changes, introduced in the chemical composition of the alloys, don’t change the combined volume of these elements, i.e. Zr7 and Zr4Y3.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i mikrostruktury oraz właściwości magnetycznych stopów amorficznych Fe82Zr7Nb2Cu1B8, Fe86Zr4Y3Nb1Cu1B5 w stanie po zestaleniu w postaci cienkich taśm o szerokości 3 mm i grubości 20 μm. Strukturę oraz mikrostrukturę próbek badano wykorzystując spektrometrię mössbauerowską i spektroskopię rentgenowską. Dokonano również pomiarów właściwości magnetycznych, takich jak: niskopolowa podatność magnetyczna, magnetyzacja w funkcji temperatury i funkcji pola magnesującego. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że niewielka zmiana amorfizatorów takich jak: cyrkon i itr znacząco wpływa na wartość temperatury Curie, a także wpływa na właściwości magnetyczne tych stopów. Należy zwrócić szczególną uwagę na fakt, że wprowadzone zmiany składowe nie zmieniają ich ilości tzn. Zr7 i Zr4Y3.

4

Novel, Fe-based functional bulk amorphous materials obtained using suction casting method

Nabiałek M.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

171--175

EN

Amorphous materials exhibit good biocompatibility, exceptional strength properties and excellent resistance to corrosion. Good surface development, in these types of functional materials is quite important in case of implants. Studies of surface development for the different shapes of the studied samples proved to be interesting with respect to application these alloys for implants. In the material in the form of a tube, there are two areas that will overgrown with tissue, which may result in better integration of the implant with an organic environment. Summing up the iron-based alloys have the potential to be an alternative to titanium alloys, which are currently widely used in all kinds of implants. Compared to these alloys have much better strength properties, and most importantly, greater resistance to corrosion.

PL

Materiały amorficzne wykazują dobrą biozgodność i wykazują wyjątkowe parametry wytrzymałościowe oraz bardzo dobrą odporność na korozję. Rozwinięcie powierzchni w takich typach materiałów funkcjonalnych jest dość istotne i w przypadków implantów bardo pożądane. W przyszłości jest planowane wykonanie dodatkowych badań dla prezentowanego w pracy stopu, w szczególności dla próbek wytwarzanych w postaci rurek, które mogą stanowić dobry budulec na implanty. W materiale w postaci rurki są dwie powierzchnie, które będą obrastały tkanką, co może wpłynąć na lepszą integrację implantu ze środowiskiem organicznym. Podsumowując, stopy na bazie żelaza mogą w przyszłości stanowić alternatywę dla stopów tytanu, które są obecnie powszechnie wykorzystywane we wszelkiego rodzaju implantach. W porównaniu z tymi stopami mają znacznie lepsze parametry wytrzymałościowe i co najważniejsze większą odporność na korozję.

5

Effect of rapid quenching on the copper wheel surface on the microstructure, surface development and microhardness of Fe86Zr7Nb1Cu1B5 amorphous ribbons

Nabiałek M.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

176--178

EN

Using the production technology of amorphous thin ribbons, consisting of unidirectional cooling of liquid alloy should be taken into account the quality of obtained surface, depending on the side of obtained ribbon. It was noted that for Fe86Zr7Nb1Cu1B5 alloy, obtained in the form of a tape, roughness profile and microhardness were different, depending on the side of tape. Ra and Rt parameters were significantly higher for the matte side of the tape, that is, the one formed in direct contact with the copper wheel. The surfaces development, microhardness and corrosion resistance are important parameters with regard to the use of metallic alloys in medicine. It is known, that amorphous alloys materials are highly resistant to corrosion, and well suited as the material for implants. Materials in the form of tapes of varying mechanical properties, that depend on side of tape can be used in the future in many types of industries, such as: medicine, military, energy, sports and many others.

PL

Stosując technologię wytwarzania cienkich taśm amorficznych polegającą na jednokierunkowym chłodzeniu ciekłego stopu należy brać pod uwagę jakość powierzchni otrzymywanych taśm z uwzględnieniem strony taśmy. Zauważono, że dla badanego stopu Fe86Zr7Nb1Cu1B5 wytworzonego w formie taśmy profil chropowatości oraz mikrotwardość różniły się w zależności od strony, z której badano taśmę. Parametry Rt i Ra były znacznie większe dla matowej strony taśmy, czyli tej jaka powstaje w bezpośrednim kontakcie z miedzianym kołem. Rozwinięcie powierzchni, mikrotwardość oraz odporność na korozję są parametrami istotnymi, jeśli chodzi o zastosowania stopów metalicznych w medycynie. Wiadomo, że stopy amorficzne są materiałami wysoce odpornymi na korozję i dobrze sprawdzają się jako materiał na implanty. Materiały w formie taśm o zmiennych parametrach mechanicznych zależących od strony taśmy mogą być w przyszłości wykorzystane w wielu dziedzinach przemysłu, np.: medycynie, wojsku, energetyce, sporcie i wielu innych.

6

Influence of Annealing on the Microstructure and Magnetic Properties in Amorphous Alloys

Pietrusiewicz P., Nabiałek M., Szota M., Dośpiał M., Błoch K., Gondro J., Gruszka K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

663--666

EN

The influence of isothermal annealing on the magnetisation process in strong magnetic fields of the amorphous Fe61Co10Y8Ni1B20 alloy ribbons was investigated. Samples in the form of ribbons were produced by rapid quenching of liquid alloy on a rotating copper wheel. In order to study the relaxation process, the investigated Fe61Co10Y8Ni1B20 samples were subjected to annealing below the crystallisation temperature at 700 K for 1 h and then at 770 K for 3.5 h. The structure of the samples was examined by X-ray diffraction measurements (XRD). It was found, that all of measured samples in the as-cast state and after thermal treatment, were amorphous. On the basis of virgin magnetisation curve analysis, the type, size and density of structural defects occurring in the investigated samples were determined. It was found that after the first stage of annealing, decay of linear defects (pseudo-dislocation dipoles) into smaller, more thermodynamically stable, point defects occurs. The presence of point like defects was also confirmed after the second stage of annealing.

PL

W pracy badano wpływ izotermicznego wygrzewania na proces magnesowania w silnych polach magnetycznych amorficznego stopu Fe61Co10Y8Ni1B20 w postaci taśmy. Materiał do badań wytworzono metodą szybkiego chłodzenia ciekłego stopu na miedzianym wirującym bębnie. Próbki stopu Fe61Co10Y8Ni1B20 poddano dwukrotnemu wygrzewaniu: 1) w temperaturze 700 K przez 1 godzinę. 2) w temperaturze 770 K przez 3,5 godziny. Strukturę taśm w stanie po zestaleniu i po obróbce termicznej badano za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego. Wyniki analizy rentgenowskiej wykazały, że badane taśmy były w pełni amorficzne. Pomiar krzywych M-H wykonano za pomocą magnetometru wibracyjnego. Na podstawie analizy krzywych pierwotnego namagnesowania określono rodzaj, wielkość i gęstość defektów strukturalnych występujących w badanej taśmie. Na ich podstawie stwierdzono, że po pierwszym etapie wygrzewania nastąpił rozpad defektów liniowych (pseudodyslokacyjnych dipoli) na mniejsze bardziej stabilne termodynamicznie defekty punktowe, których obecność stwierdzono również po drugim etapie wygrzewania.

7

The effect of heat treatment on the magnetic properties of Fe82Zr7Nb2Cu1B8 amorphous alloy

Gondro J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 61, nr 2

244--249

EN

urpose: This paper presents the results of investigations into the: microstructure, magnetic properties and thermal stability of amorphous Fe82Zr7Nb2Cu1B8 alloy in the state prevailing after solidification and a multi-stage heat treatment process. Design/methodology/approach: The investigated alloy was obtained in the form of thin ribbons of width 3 mm and thickness approximately 20 μm. The required ingots of alloy were obtained by arc-melting high-purity component elements. The structure and microstructure were examined using Mössbauer spectroscopy and transmission electron microscopy. The microstructure study confirmed the amorphicity of the investigated alloy. The thermal stability was determined on the basis of DSC (Differential Scanning Calorimetry) plots. Also measurements were taken of the magnetic properties, such as magnetic susceptibility and magnetization as a function of temperature and magnetizing field. Findings: Samples of the investigated Fe82Zr7Nb2Cu1B8 alloy were found to be amorphous, both in the as-quenched state and after a multistage thermal annealing process. The sample with the lowest value of hyperfine field induction on the 57Fe was found to possess the lowest value of Curie temperature, it is related to the so-called invar effect. The sample of the investigated alloy that had been subjected to the annealing process, at temperatures of 573 K and 600 K for 15 minutes exhibits the biggest change in the magnetic entropy. Practical implications: The paper disscus the effect of heat treatment on the magnetic properties of Fe82Zr7Nb2Cu1B8 amorphous alloy. Originality/value: The paper presents some researches of the Fe-based amorphous alloys obtained by arc-melting high-purity component elements.

8

Properties ribbon amorphous Fe73Ti5Y3B19 and Fe73Co5Y3B19 produced by melt-spinning

Zdrodowska B., Kwarciak P., Szota M., Nabiałek M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 61, nr 1

20--28

EN

Purpose: The purpose of the study is to examine the mechanical properties of Fe73Ti5Y3B19, and Fe73Co5Y3B19 alloys and to carry out the comparative examination of the bright side of these alloys. Design/methodology/approach: The Fe73Ti5Y3B19, Fe73Co5Y3B19 alloys were produced by the melt-spinning method. This method involves rapid cooling of the metal on a spinning copper cylinder. The cooling rate required for obtaining the amorphous alloy ranges from 105 to 106 K/s. The above-mentioned method is popular and often used; however, in order to obtain alloys of an amorphous structure, its should assured that the conditions for obtaining amorphous materials, as set by A. Inoe, are satisfied. Findings: Mechanical properties, such as microhardness, roughness, abrasive wear with the use of a ball tester, have been described and the X-ray diffraction has been determined in the paper. Research limitations/implications: The effect of the investigation are differences in mechanical properties found between the examined alloys. Practical implications: The amorphous Fe73Ti5Y3B19, Fe73Co5Y3B19 alloys find application in the power industry, where there are used for transformer cores.

9

Properties of Fe73Ni5Y3B19 amorphous ribbon produced by melt-spinning

Zdrodowska K., Kwarciak P., Szota M., Nabiałek M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 61, nr 2

381--387

EN

Purpose: The purpose of the study is to examine the mechanical properties of Fe73Ni5Y3B19, alloy and to carry out the comparative examination of matt and glossy sides of those alloys. Design/methodology/approach: The Fe73Ni5Y3B19, alloy have been produced by the melt-spinning method which involves rapid cooling of the metal on a spinning copper cylinder. The cooling rate has required for obtaining the amorphous alloy ranges from 10 5 to 106 K/s. The above-mentioned method is popular and often used; however, in order to obtain alloys of amorphous structure, it should be assured that the conditions for obtaining amorphous materials, as set by A. Inoe, are satisfied. Findings: Mechanical properties, such as microhardness, roughness, abrasive wear with the use of a ball tester, have been described and the X-ray diffraction has been determined in the paper. Research limitations/implications: Analyzed modernization of the machine refers to pin on disc, disc-disc, block and disc unit sliding friction processes. Practical implications:The Fe73Ni5Y3B19 amorphous alloys find the application in the power industry, where they are used for transformer cores.

10

Thin-layered amorphous Fe73Co5Y3B19 strip produced by the melt-spinning method

Zdrodowska K., Kwarciak P., Jędryka J., Szota M., Nabiałek M.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

401--404

EN

The purpose of the study was make thin-layered amorphous Fe73Co5Y3B19 strips and examine their mechanical properties. Amorphous alloys were made by the melt-spinning method, which consists in rapid cooling of the metal on a spinning copper cylinder. The cooling rate required for obtaining the amorphous alloy ranges from 105 to 106 K/s. In the paper results of metallographic examinations, microhardness tests, tribological resistance tests using a ball tester, surface roughness proﬁle examinations, as well as an X-ray analysis are presented. All examinations and tests were done for both side of the tape. The mat side of tape is formed on the drum and its properties differ from the glossy side. Interesting are the results of the balltester tribological resistance tests, where a difference in abrasion between the both material sides is visible. The lesser abrasions on the glossy side are caused by a surface layer that occurs there. In contrast, the abrasions on the mat side are relatively greater. It can be claimed that the differences in the examined properties between the mat and the glossy side of the amorphous Fe73Co5Y3B19 alloy occur as a results of different cooling conditions. This is directly associated with the production method.

PL

Celem pracy było wytworzenie cienkowarstwowych amorﬁcznych taśm stopu Fe73Co5Y3B19 i badanie ich właściwości mechanicznych. Amorﬁczne stopy były wykonane metodą zestalenia ciekłego stopu, która polega na szybkim chłodzeniu metalu na wirującym miedzianym bębnie. Wymagana szybkość chłodzenia w celu uzyskania stopów amorﬁcznych wynosi od 105 do 106 K/s. W artykule przedstawiono przeprowadzone badania metalograﬁczne, badania mikrotwardości, próby tribologiczne za pomocą kulotestera, pomiary chropowatości powierzchni proﬁlu, jak również analizę rentgenowską. Wszystkie badania i próby zostały wykonane dla każdej strony taśmy. Strona matowa taśmy powstaje na powierzchni bębna, a jej właściwości mechaniczne znacząco różnią się od właściwości strony błyszczącej. Interesujące są wyniki badań właściwości tribologicznych, w których różnica w ścieraniu między stronami materiału jest widoczna. Mniejsze wytarcia na błyszczącej stronie są spowodowane przez warstwę powierzchniową. W przeciwieństwie do tego, wytarcia na stronie matowej są głębsze. Można stwierdzić, że różnice w badanych właściwościach między matową i błyszczącą stroną amorﬁcznego stopu Fe73Co5Y3B19 występują w wyniku różnych warunków chłodzenia. Jest to bezpośrednio związane ze sposobem wytworzenia materiału.

11

Zastosowanie magnetyków amorficznych do budowy magnetosprężystych sensorów sił rozciągających

Salach J., Bieńkowski A., Szewczyk R., Jackiewicz D., Frydrych P., Kolano-Burian A.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2012

|

R. 16, nr 2

556-560

PL

W referacie omówiono możliwości wykorzystania stopów amorficznych o składzie Fe77Cr2B16Si5 do budowy sensorów sił rozciągających. W opracowanych sensorach uzyskano równomierny rozkład naprężeń rozciągających działających w kierunku osi magnesowanego rdzenia pierścieniowego. Przedstawione wyniki wykazały wysoką czułość magnetosprężystą stopu o składzie Fe77Cr2B16Si5, poddanego działaniu naprężeń rozciągających. Ponadto stwierdzono, że czułość magnetosprężysta rośnie w wyniku przeprowadzenia relaksacji termicznej - wyżarzania stopu amorficznego.

EN

Paper presents possibilities of utilizing Fe77Cr2B16Si5 amorphous alloy in development of magnetoelastic tensile stresses sensors. In presented sensors the uniform distribution of tensile stresses was achieved. These stress were perpendicular to the direction of magnetizing field in the ring-shaped core. Presented results indicated high magnetoelastic sensitivity of Fe77Cr2B-16Si5 amorphous alloy under tensile stresses. Moreover it was indicated, that magnetoelastic sensitivity increases due to thermal relaxation - annealing of amorphous core.

12

Amorphous Al-Fe and Al-Nb powders processed by mechanical alloying

Dąbrowska S., Oleszak D., Świerczyńska M. B., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

543--545

EN

The results on fabrication and characterization of Al-based amorphous alloyed powders are presented. For powders manufacturing mechanical alloying technique has been applied, starting from the mixture of powders of pure crystalline elements. Al80Fe20 and Al60Nb40 (at. %) powder mixtures have been subjected to milling in a ball mill. Phase transformations taking place during milling have been analysed by X-ray diffraction studies (Fig. 1 and 2). In both compositions an amorphous alloy was a final product of the process. The density of the obtained alloyed powders has been measured as 3,33 and 5,01 g·cm–3 for Al80Fe20 and Al60Nb40, respectively. The shape of the particles and their size have been estimated by light microscopy method (Fig. 3 and 4). The manufactured powders have revealed a globular morphology, without tendency for agglomeration. The particle size has been estimated as 10÷20 μm for Al80Fe20 alloy and below 10 μm for Nb-containing alloy. Calorimetric studies correlated with X-ray diffraction technique have allowed for thermal stability determination of the synthesized Al60Nb40 amorphous alloy (Fig. 5 and 6). This alloy has revealed high thermal stability and its crystallization temperature has been measured as 908°C (heating rate 40°C·min–1). The performed microhardness measurements have shown that Nb-containing alloy has significantly higher microhardness (1130 HV0,02) than Fe-containing one (600 HV0,02).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wytworzenia i scharakteryzowania amorficznych proszków stopowych na osnowie aluminium. Do ich wytworzenia zastosowano metodę mechanicznej syntezy, wychodząc z mieszaniny krystalicznych proszków czystych pierwiastków. Mieleniu w młynku kulowym poddano mieszaniny o składzie Al80Fe20 i Al60Nb40 (% at.). Przemiany fazowe towarzyszące procesowi mechanicznej syntezy śledzono za pomocą dyfrakcyjnych badań rentgenowskich (rys. 1 i 2). Produktem finalnym w obu procesach był stop o strukturze amorficznej. Wytworzone proszki stopowe charakteryzowały się gęstością odpowiednio 3,33 oraz 5,01 g·cm–3. Wykorzystując technikę mikroskopii świetlnej określono kształt i oszacowano wielkość cząstek badanych proszków stopowych (rys. 3 i 4). Zsyntezowane proszki charakteryzowały się morfologią globularną i nie wykazywały tendencji do aglomeracji. Wielkość cząstek proszku Al- 80Fe20 wynosiła 10÷20 μm, natomiast dla proszku Al60Nb40 było to poniżej 10 μm. Badania kalorymetryczne w połączeniu z dyfrakcyjnymi badaniami rentgenowskimi posłużyły do określenia stabilności termicznej stopu zawierającego niob (rys. 5 i 6). Stop ten wykazywał wysoką stabilność termiczną, bowiem jego temperatura krystalizacji wynosiła 908°C (przy szybkości nagrzewania 40°C·min–1). Przeprowadzone pomiary mikrotwardości wykazały, że stop zawierający niob cechuje się większą mikrotwardością (1130 HV0,02) niż stop z żelazem (600 HV0,02).

13

Microstructure and soft magnetic properties of Fe61Co10Y8Me1B20 (where Me = W, Zr or Nb) amorphous alloys

Pietrusiewicz P., Nabiałek M., Szota M., Perduta K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 1

265-270

EN

The microstructure and the soft magnetic properties of the multi-component Fe61Co10Y8Me1B20 amorphous alloys (where Me = W, Zr or Nb) have been investigated; the samples were in the form of ribbons of 3 mm width and 30 µm thickness. The samples were produced using a single-roller melt-spinning method. The alloy composition was investigated using an X-ray diffractometer. The amorphous nature of the entire volume of all the as-quenched samples was confirmed. From the magnetic measurements performed using the ‘LakeShore’ vibrating sample magnetometer, magnetic parameters such as: coercivity, saturation of the magnetization for the as-quenched samples were derived. All of the investigated alloys displayed good soft magnetic properties, making them perfect materials for magnetic cores. The core losses for different values of magnetic field and operating frequency were also measured. It was shown that the investigated alloys featured lower core losses than commercially-used classical FeSi steel.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i właściwości magnetycznych wieloskładnikowych stopów amorficznych o składach Fe61Co10Y8Me1B20 (Me = W, Zr, Nb) w postaci taśm o szerokości 3 mm i grubości około 30 µm. Badane materiały otrzymano metodą szybkiego chłodzenia ciekłego stopu na wirującym walcu miedzianym. Za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego zbadano strukturę wytworzonych materiałów. Z badań tych wynika, że otrzymane w stanie po zestaleniu próbki były w pełni amorficzne. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów wykonanych przy użyciu magnetometru wibracyjnego określono wartość: pola koercji, magnetyzacji nasycenia. Straty energii na przemagnesowanie oraz maksymalną przenikalność magnetyczną wyznaczono przy zastosowaniu aparatury, w której wykorzystuje się metodę transformatorową. Pomiar wykonano w zmiennym polu magnetycznym i przy różnych częstotliwościach. Badania te wykazały, że wytworzone szkła metaliczne w stanie po zestaleniu cechują się znacznie mniejszymi stratami na przemagnesowanie niż klasyczne blachy transformatorowe FeSi.

14

Evaluation of the microstructure and magnetic properties of Fe73Me5Y3B19 (where Me = Ti or Nb) amorphous alloys

Nabiałek M., Pietrusiewicz P., Szota M., Dośpiał M., Jędryka J., Szota K., Lesz S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 1

223-227

EN

The results of microstructure and magnetic properties studies of the amorphous Fe73Me5Y3B19 (where Me = Ti or Nb) alloys are presented The samples of the investigated alloys were produced in the form of ribbons with thickness of approximately 30 um by unidirectional cooling of the liquid material on a rotating copper wheel. Both investigated alloys, in the as-quenched state, were fully amorphous which was verified using a ‘Bruker’ X-ray diffractometer. Static hysteresis loops, measured using ‘LakeShore’ vibrating sample magnetometer (VSM), were typical as for soft magnetic ferromagnets. The Fe73Nb5Y3B19 and Fe73Ti5Y3B19 alloys were characterized by relatively high values of saturation of the magnetization (1.25 T and 1.26 T, respectively) and low coercivity field (16 A/m and 47 A/m, respectively). The core losses obtained for the investigated alloys were significantly lower than for commercially used FeSi transformer steels. Both alloys also exhibited excellent time and temperature stability of the magnetic properties (within the investigated temperature range), as confirmed by measurements of magnetic susceptibility and its disaccommodation.

PL

Celem pracy było zbadanie mikrostruktury oraz właściwości magnetycznych czteroskładnikowych stopów Fe73Me5Y3B19 (gdzie Me = Ti lub Nb) o strukturze amorficznej, otrzymanych techniką ultraszybkiego zestalania ciekłego stopu na miedzianym obracającym się bębnie. Strukturę odlanych taśm badano za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego firmy "Bruker". Z pomiarów tych wynika, że obydwa czteroskładnikowe stopy w stanie po odlaniu były amorficzne. Statyczne pętle histerezy zmierzone przy użyciu magnetometru wibracyjnego (VSM) firmy "LeakeSchore", były typowe jak dla ferromagnetyków magnetycznie miękkich, a wytworzone stopy Fe73Nb5Y3B19 i Fe73Ti5Y3B19 cechowały się względnie wysoką magnetyzacją nasycenia (odpowiednio: 1.25 T i 1.26 T) i małym polem koercji (odpowiednio: 16 A/m i 47 A/m). Straty energii potrzebnej na jeden cykl przemagnesowania dla obydwu badanych stopów były znacznie mniejsze niż dla komercyjnie produkowanych stali transformatorowych FeSi. Wytworzone stopy wykazywały dobrą stabilność czasową oraz temperaturową właściwości magnetycznych (w wyznaczonym zakresie temperatur), któwą określono na podstawie pomiarów podatności magnetycznej i jej dezakomodacji.

15

Wpływ materiału rdzenia na właściwości funkcjonalne dwuosiowego grubowarstwowego czujnika transduktorowego

Frydrych P., Szewczyk R., Salach J., Trzcinka K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 9a

53-55

PL

W referacie przedstawiono nowe, miniaturowe, dwu-osiowe czujniki transduktorowe. Przedstawiono także wyniki badań charakterystyk czujników z rdzeniami z taśm amorficznych o dwóch różnych składach chemicznych: Fe67Co18Si1B14 i Fe40Ni50Mo8B2. Rdzenie kształtowano zarówno w technologii fotolitografii, jak i poprzez wykrawanie. Wyniki pomiarów wskazują, że opracowane czujniki charakteryzują się wysoką czułością, niewielką niepewnością wskazań i niewielkim poborem mocy, co wskazuje na możliwość ich zastosowania w systemach mobilnych.

EN

Paper presents new, miniature, two-axis fluxgate sensors. Characteristics of sensors with core made of amorphous alloys Fe67Co18Si1B14 and Fe40Ni50Mo8B2 formed with photolitography and cutting technology are presented. Results indicate, that developed sensors exhibit high sensitivity, low uncertainty as well as low power consumption.

16

Mikrostruktura stopów Fe73Me5Y3B19 (gdzie Me=T1, Co lub Ni) w postaci taśm produkowanych przy użyciu metody jednokierunkowego chłodzenia ciekłego stopu na miedzianym wirującym walcu

Nabiałek M. G., Szota M., Pisarek J.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2011

|

nr 2

25-27

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań struktury przeprowadzonych dla czteroskładnikowych stopów Fe73Me5Y3B19 gdzie Me = Co, Ni i Ti w postaci taśm o grubości około 30 ?m. Materiał badawczy wytworzony został w atmosferze gazu ochronnego metodą jednokierunkowego zestalania ciekłego stopu na miedzianym wirującym walcu. Badania strukturalne przeprowadzone zostały za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego firmy "BRUKER" i klasycznego spektroskopu mössbauerowskiego firmy "POLON". Na podstawie wykonanych badań doświadczalnych przy użyciu dyfraktometru rentgenowskiego stwierdzono, że otrzymane w drodze gwałtownego chłodzenia taśmy stopów Fe73Me5Y3B19 (gdzie Me = Co i Ni) posiadają strukturę częściowo skrystalizowaną, a próbka trzeciego stopu Fe73Ti5Y3B19 jest w pełni amorficzna. Natomiast informacja o strukturze badanych stopów uzyskana na podstawie badań mössbauerowskich, posiadających znacznie wyższą rozdzielczość niż badania rentgenowskie nie daje takich samych rezultatów.

EN

These paper presents the results of investigation of the microstructure and magnetic properties of Fe73Me5Y3B19 (where Me = Co or Ti) alloys in the form of ribbon with a thickness of 30 žm. The materials for investigation were manufactured using the technique of continuous casting of a liquid alloy on the rotating copper cylinder. The structural investigation were carried out using "BRUCKER" company X-ray diffractometer and classical Mossbauer spectroscopy of "POLON" company. Based on experimental studies performed using X-ray diffractometer was found that obtained by rapid soolinb Fe75Ti5Y3B19 alloy tapes (where Me = Co or Ni) have a partially crystallized structure, and the third sample Fe73Ti5Y3B19 alloy is fully amorphous. While information about the structure of alloys tested based on research obtained Mossbaure spectroscopy, with much higher resolution than the X-ray examination does not confirm the earlier results.

17

Magnetyczne właściwości oraz struktura czteroskładnikowych amorficznych stopów Fe73Co5Y3B19 i Fe73Ti5Y3B19 odlewanych w postaci taśm

Nabiałek M. G.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2011

|

nr 1

21-23

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury oraz właściwości magnetycznych stopów Fe73Me5Y3B19 (gdzie Me = Co lub Ti) w postaci taśm o grubości 30 ?m. Materiał do badań uzyskano stosując technikę ciągłego odlewania płynnego stopu na miedzianym wirującym walcu. Celem badań było określenie wpływu zamiany magnetycznego kobaltu na niemagnetyczny tytan. Wytworzone stopy, jak wskazują wykonane badania są ferromagnetykami wykazującymi tak zwane miękkie właściwości magnetyczne. Stop z dodatkiem tytanu posiadał strukturę amorficzną, natomiast drugi z badanych stopów jest częściowo skrystalizowany. Magnetyzacja nasycenia taśm była względnie wysoka i wynosiła około 1.25 T. Lepszą temperaturową stabilność stanu ferromagnetycznego wykazywał stop częściowo skrystalizowany z dodatkiem magnetycznego kobaltu.

EN

These paper presents the results of investigation of the microstructure and magnetic properties of Fe73Me5Y3B19 (where Me = Co or Ti) alloys in the form of ribbon with a thickness of 30 ?m. The samples were obtained using the technique of continuous casting of a liquid alloy on the rotating copper cylinder. The aim of this study was to determine the effect of 5% substitution in atomic composition of magnetic cobalt for non-magnetic titanium. It was found that, the investigation alloys are ferromagnetic showing the so-called soft magnetic properties. Alloys with the addition of titanium had an amorphous structure, while the second investigated alloys was partially crystallized. Saturation of the magnetization for obtained ribbons was relatively high and equal about to 1.25 T. A better thermal stability of the ferromagnetic state displayed a partially crystallized alloy with the addition of magnetic cobalt.

18

Influence of Sn, Fe and Ag addition on amorphization and thermal stability of mechanically alloyed CuTiZrNi alloys

Oleszak D., Dąbrowska S., Kulik T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

499-501

EN

The influence of chemical composition on the amorphization and thermal stability of mechanically alloyed CuTiZrNi elemental powder mixtures was studied. The basic Cu47Ti34Zr11Ni8 composition was modified by replacing Ni by Sn and replacing Zr by Fe or Ag. In all cases, except the last one, the alloys characterized by amorphous structure have been synthesized. When Ag replaces Zr, the formation of Cu based solid solution has been observed. For amorphous alloys, the strong influence of the added element on the crystallization temperature and activation energy of crystallization have been observed. The obtained results confirm, that the differences in atomic radii between the elements and the negative values of enthalpy of mixing for the corresponding pairs of elements, promote the amorphization of the powder mixtures subjected to mechanical alloying.

PL

Z powodzeniem przeprowadzono procesy mechanicznej syntezy wybranych stopów na osnowie miedzi, badając wpływ składu chemicznego (dodatek Sn, Fe i Ag) na ich zdolność do amorfizacji i stabilność termiczną. Zastąpienie w amorficznym stopie bazowym o składzie Cu47Ti34Zr11Ni8 niklu cyną, nie pogorszyło jego zdolności do amorfizacji, jednocześnie znacznie zwiększyło stabilność termiczną. Wprowadzenie do stopu 11% at. Fe lub Ag w miejsce cyrkonu spowodowało zróżnicowany skutek. Dodatek żelaza nie wpłynął na możliwość amorfizacji, obniżył jednak stabilność termiczną stopu (temperaturę krystalizacji i energię aktywacji procesu krystalizacji). Natomiast zastąpienie cyrkonu srebrem skutkowało uzyskaniem w procesie mechanicznej syntezy stopu o strukturze roztworu stałego na osnowie miedzi. Uzyskane wyniki potwierdziły, że zróżnicowanie wielkości promieni atomowych i ujemne wartości entalpii mieszania poszczególnych par pierwiastków, silnie wpływają na proces amorfizacji stopów.

19

Ball milling amorphization and consolidation of NiTiZrNb and NiNbTiZrCoCu alloys

Dutkiewicz J., Lityńska-Dobrzyńska L., Maziarz W., Czeppe T., Góral A., Grzonka J.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

502-505

EN

Two compositions of nickel rich alloys containing Ni49.5Ti20.5Nb15Zr15 and Ni53Nb20Ti10Zr8Co5Cu3 (in at. %) were ball milled in a high energy planetary mill for 40 hours starting from pure elements. DSC measurements have shown almost complete amorphization with a high intensity exothermic crystallization peak at 590°C for the first composition and at 620°C for the second one. The X-ray diffraction confirmed amophization of milled powders showing only broad amorphous hallow. HRTEM studies allowed to identify nanocrystalline inclusions in milled powders of size below 5 nm, mostly of Ni7Ti2 phase, however in a few cases Ni30Ti9Zr or Ni2Zr phases can also be matched to a distance and mutual angles of fringes in high resolution micrographs. Hot pressing in vacuum of the amorphous powders at temperature just below crystallization allowed to consolidate powders at very low porosity below 1%. The average hardness of the first alloy was near 820 HV and that of the other one was slightly lower, however at low ductility. The HRTEM studies shown nanocrystalline particles of size up to 30 nm with the same tendency as in ball milled powders identified as nickel rich phases.

PL

Dwa stopy zawierające Ni49,5Ti20,5Nb15Zr15 i Ni53Nb20Ti10Zr8Co5Cu3 (w % at.) mielono w wysokoenergetycznym planetarnym młynku kulowym przez 40 godzin, rozpoczynając od czystych składników. Badania mikrokalorymetryczne wykazały silne maksima od krystalizacji w temperaturze odpowiednio 590°C i 620°C dla pierwszego i drugiego stopu. Badania metodą dyfrakcji rentgenowskiej potwierdziły prawie wyłączną obecność fazy amorficznej w mielonych proszkach, jakkolwiek badania metodą wysokorozdzielczej transmisyjnej mikroskopii elektronowej HRTEM pozwoliły na identyfikację cząstek nanokrystalicznych o wielkości do 5 nm fazy Ni7Ti2 oraz faz Ni30Ti9Zr lub Ni2Zr na podstawie odległości i kątów pomiędzy płaszczyznami atomowymi. Prasowanie na gorąco mielonych proszków w temperaturze poniżej krystalizacji pozwoliło na ich konsolidację przy niskiej porowatości (poniżej 1%) o twardości około 820 HV. Badania HRTEM pozwoliły na stwierdzenie wzrostu cząstek nanokrystalicznych do wielkości około 30 nm z tendencją tworzenia faz wysokoniklowych.

20

Modeling of magnetic properties of bulk amorphous alloys using an artificial neural network tool

Szota M., Borkowski S., Nabiałek M.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2010

|

Vol. 15, no 2

571-578

EN

This paper presents the possibility of using neural networks model for designing magnetic properties of bulk amorphous alloys. In recent years large quantity of data has been published about production methods of bulk metallic glasses (BMG). The most popular methods are: suction casting (Inoue and Tao, 1995; Ma et al., 2005) and injection casting (Park and Kim, 2004). From the microstructure investigation it was found that samples obtained as plates in contrast to rods have full amorphous microstructure. Samples as rods were partially crystallized. This process is complex and difficult as multi-parameter changes are non-linear. This fact and lack of mathematical algorithms describing this process make modeling properties of bulk amorphous-alloys by traditional numerical methods difficult or even impossible. In this case, it is possible to use an artificial neural network. Using neural networks for modeling is caused by several net features: non-linear character, the ability to generalize the results of calculations different from the learning data set, lack of need of mathematical algorithms describing influence of input parameters changes on modeling materials properties. The neural network structure is designed and specially prepared by choosing input and output parameters of the process. The method of neural network learning and testing, the way of limiting net structure and minimizing learning and testing error are discussed. Such a neural network model, after putting desirable values of bulk amorphous alloys properties in the output layer, can give answers to a lot of questions about production process. The practical implications of the neural network models are the possibility of using them to build control system capable of on-line process control and supporting engineering decision in real time. The originality of this research is a new idea to obtain desirable bulk amorphous alloys properties after crystallization process. The specially prepared neural network model could be a help for engineering decisions made in real time.