Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Determination of the subcritical crack growth parameters in ZrO2-Al2O3 composite under different environmental conditions

Wojteczko A., Naróg Ł., Pędzich Z.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

496--497

EN

The presence of the water, also in the form of water vapour, can significantly decrease the ceramic material strength. It occurs due to subcritical crack growth phenomenon. Especially susceptible to the stress corrosion are oxide materials. Test were carried out by the Constant Stress Rate method, in the air and the water environment, for the ZrO2 – 10 vol. % Al2O3 composite.

PL

Obecność wody, również w postaci pary wodnej, może znacząco wpływać na obniżenie wytrzymałości materiałów ceramicznych. Ma to miejsce z powodu występo-wania zjawiska pękania podkrytycznego. Szczególnie podatne na korozję naprężeniową są materiały tlenkowe. Badania przeprowadzono metodą stałego przyrostu naprężeń, w powietrzu oraz środowisku wodnym, dla kompozytu ZrO2 – 10 obj. % Al2O3.

2

The Influence Of The Way Of Alumina Addition On Properties Improvement Of 3YSZ Material

Drożdż E., Jelonek M., Wyrwa J., Rękas M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

999--1002

PL

Tlenek cyrkonu (IV) stabilizowany itrem (YSZ) jest jednym z najlepiej poznanych tlenkowych materiałów ceramicznych stosowanych jako składnik zarówno elektrolitów stałych jaki i materiałów anodowych dla stałotlenkowych ogniw paliwowych (SOFC). W pracy zostały porównane właściwości tradycyjnie produkowanego (poprzez mechaniczne mieszanie tlenków) kompozytu Al2O3/3YSZ z właściwościami analogicznych materiałów wytworzonych metodą cytrynianową oraz impregnacji oraz z właściwościami czystego 3YSZ. Otrzymane materiały badano metodami dyfrakcji rentgenowskiej, skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z jednoczesną analizą EDX, spektroskopii impedancyjnej oraz wykonano analizę gęstości próbek. Wyniki badań pokazały iż niezależnie od sposobu wprowadzenia Al2O3 do układu, kompozyty Al2O3/3YSZ wykazują wyższe przewodnictwo niż czysty 3YSZ. Ponadto stwierdzono, biorąc pod uwagę możliwość zastosowania badanych materiałów jako materiał anodowy w IT-SOFC, iż najbardziej obiecujące właściwości mikrostrukturalne oraz elektryczne posiadają materiały kompozytowe otrzymane metodą cytrynianową.

3

Effect Of The Gadolinium Oxide Addition On The Electrical Properties Of Tetragonal Zirconium Dioxide

Cyran J., Wyrwa J., Drożdż E., Dziubaniuk M., Rękas M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

993--998

EN

The aim of this work was examination of gadolinium-doped 3YSZ electrical and structural properties. Such materials may be used as electrolytes in intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFC). First step of the research was synthesis of 3YSZ with different contents of gadolinium (0.25; 0.5; 1.0 at %). Prepared materials were characterized by high porosity. No effect of gadolinium addition on grain size was observed. The experimentally determined values of grain interiors electrical conductivities for gadolinium doped samples are comparable to grain interior conductivities of gadolinium free tetragonal zirconia. On the other hand, a clear effect of gadolinium addition on electrical conductivity of grain boundaries was observed. It was found that 3YSZ containing 0.25 at. % Gd was the most promising from the investigated materials as a solid electrolyte for IT SOFC.

PL

Celem pracy było zbadanie strukturalnych i elektrycznych właściwości dwutlenku cyrkonu stabilizowanego 3% mol. tlenkiem itru (3YSZ) z dodatkiem gadolinu. Tego typu materiał może znaleźć zastosowanie jako elektrolit w średniotemperaturowych stało-tlenkowych ogniwach paliwowych (IT-SOFC). Pierwszym etapem badań była synteza 3YSZ z różną ilością wprowadzonego gadolinu (0.25; 0.5; 1.0 at %). Otrzymane materiały charakteryzowały się wysoką porowatością. Nie zaobserwowano wpływu dodatku gadolinu na wielkość ziaren. Wyznaczone eksperymentalnie wartości przewodnictwa objętości ziaren są porównywalne z wartością przewodnictwa objętości ziaren wykazywanego przez czysty 3YSZ (bez dodatku gadolinu). Z drugiej strony, zaobserwowano znaczny wpływ dodatku gadolinu na przewodnictwo po granicach ziaren. Stwierdzono również, że 3YSZ zawierający 0.25% at. gadolinu był najbardziej obiecującym z badanych materiałów pod kątem zastosowania jako elektrolit w IT – SOFC.

4

Modyfikacja właściwości TiAl cząstkami ZrO2

Biesiada K., Olszyna A.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 5

823-828

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad modyfikacją właściwości TiAl, przede wszystkim zwiększeniem odporności materiału na kruche pękanie poprzez wprowadzenie do osnowy cząstek ceramicznych tetragonalnego tlenku cyrkonu (TZ-3Y). Technika wytwarzania materiałów kompozytowych TiAl + x% ZrO2 obejmuje: mieszanie proszków, suszenie, granulowanie, prasowanie jednoosiowe (p = 20MPa), dogęszczanie izostatyczne (p = 120 MPa), oraz spiekanie swobodne próbek( T=1300°C ÷ 1350°C/ 1 h w próżni p = 10^-4 Pa, argonie) lub spiekanie pod ciśnieniem (T = 1250°C/ 1 h, p = 35 MPa) (rys. 3). Oznaczono właściwości fizyczne kompozytów TiAl + x% ZrO2, takie jak: gęstość, porowatość, nasiąkliwość metodą hydrostatyczną (rys. 4 - 7). Przeprowadzono jakościową analizę fazową kompozytu TiAl -I- 40 % wag. ZrO2, która wykazała występowanie następujących faz: tetragonalny, jednoskośny tlenek cyrkonu (śladowe ilości), TiAl, Al2TiO5, Al2O3 (rys. 8). Zbadano własności wytrzymałościowe: stałe sprężystości (E, G, v) (rys. 10-12) twardość (HV) i odporność na kruche pękanie sposobem Vickersa (rys. 13-14). W wyniku spiekania kompozytu TiAl + x %ZrO2 (x = 0, 10, 20, 30, 40% wag. ZrO2) pod ciśnieniem (p = 35 MPa), otrzymano materiały o twardości 586 HV10 i wysokim współczynniku intensywności naprężeń, K(IC) = 126 MPa x m^1/2 (wartość dla kompozytu TiAl + 40 % wag. ZrO2). Bardzo wysokie wartości współczynnika intensywności naprężeń obserwowane w kompozytach TiAl-ZrO2 spowodowane są obecnością ziaren tetragonalnego tlenku cyrkonu - wzmocnienie w wyniku przemiany fazowej t-ZrO2 ->j-ZrO2, a także obecnością ziaren Al2TiO5 oraz ZrO2 - odchylanie i mostkowanie pęknięć.

EN

The study is concerned with the modification of the properties of TiAl, in particular aimed at improving the fracture toughness of this material, by introducing ceramic particles of the tetragonal zirconium oxide (TZ-3Y) into its matrix. The technological operations involved in the production of the TiAl + x %ZrO2 composite are: mixing of starting powders, drying the mixture at T = 90 °C, granulating, uniaxial pressing at p = 20 MPa, isostatic compacting at p = 120 MPa, and free sintering at T= 1300 ÷ 1350°C in vacuum or argon for 1 h or hot pressing at T = 1250°C, p = 35 MPa for 1 h (Fig. 3). The physical properties of the TiAl + x % ZrO2 composites thus produced, such as the density, porosity and absorptivity were determined using the hydrostatic method (Figs. 4 -7). The phases identified in the TiAl + 40 wt. % ZrO2 composite by a qualitative phase analysis were: tetragonal and monoclinic (traces) zirconium oxides, TiAl, Al2TiO5, Al2O3 (Fig. 8). The strength properties of the composite, such as the modulus of elasticity (E, G, v), hardness (HV) and fracture toughness, were examined using the Vickers method (Figs. 10-14). The TiAl+x%ZrO2 (x = 0, 10, 20, 30, 40 wt.%) composites hot-pressed under a pressure of 35 MPa show a high hardness of 586 HV10 and a high stress intensity factor K(IC) of 126 MPa ź m^1/2 (the latter value was measured in the TiAl + 40 wt. % ZrO2 composite). The very high values of the stress intensity factor measured in the TiAl-ZrO2 composites can be attributed to the presence of the tetragonal zirconium oxide grains (hardening due to the phase transformation t-ZrO2 ->j-ZrO2) and also presence distribution of the Al2TiO5 and Al2O3 grains (crack deviation and bridging).

5

Modyfikacja właściwości faz międzymetalicznych z układu Ti-Al cząstkami tetragonalnego tlenku cyrkonu

Biesiada K., Olszyna A.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

249-252

PL

W pracy porównano wyniki badań nad modyfikacją właściwości Ti3Al oraz TiAl cząstkami tetragonalnego tlenku cyrkonu (TZ-3Y). Celem badań było zwiększenie odporności na kruche pękanie spieków faz międzymetalicznych. Z surowców wyjściowych tj. proszków Ti3Al, TiAl, ZrO2 (TZ-3Y) otrzymano w wyniku spiekania kompozyty Ti3Al+x%ZrO2, TiAl+x%ZrO2 (x=0,10,20,30,40% wag.) Oznaczono właściwości fizyczne kompozytów takie jak: gęstość, porowatość, nasiąkliwość, skład fazowy oraz własności wytrzymałościowe: stałe sprężystości (E, G, upsilon), twardość, odporność na kruche pękanie oraz energię pękania. Przeprowadzono także obserwacje mikrostruktur. W wyniku spiekania pod ciśnieniem otrzymano materiały o wysokiej twardości (HV) i wysokim współczynniku intensywności naprężeń (KIC): 710 HV10, KIC=45 MPa rad m (wartości dla kompozytu Ti3Al+40%wag.ZrO2), 586 HV10, KIC=126 MPa rad m (wartości dla kompozytu TiAl+40%wag.ZrO2).

EN

The study is compare with the modification of the properties of Ti3Al and TiAl by introducing ceramic particles of the tetragonal zirconium oxide (TZ-3Y). The aim of investigation was the enlargement fracture toughness sintered intermetallic phases. With the starting powders Ti3Al, TiAl, ZrO2 (TZ-3Y) are received during sintered hot pressing Ti3Al+x%ZrO2, TiAl+x%ZrO2 (x=0, 10, 20, 30, 40% wt.) composites. Marked the physical properties of the Ti3Al+x%ZrO2, TiAl+x%ZrO2 composites, such as the density, porosity, absorbability, phase constitution and the strength properties: modulus of elasticity (E, G, upsilon), hardness, fracture toughness and crack energy. Observations of the microstructures are also conducted. During sintered hot pressing are received materials of high hardness (HV) and high critical stress intensity factor (KIC): 710 HV10, KIC=45 MPa rad m (value for Ti3Al+40% wt. ZrO2 composite), 586 HV10, KIC=126 MPa rad m (value for TiAl+40% wt. ZrO2 composite).