Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermal Expansion of ZrO2-20 mol% Gd2O3

Kang Kweonho, Hong Seok-Min, Lee Changhwa, Cho Yongjun

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 3

909--912

EN

The thermal expansion of a ZrO2-20 mol% Gd2O3 pellet has been systematically investigated using a thermo-mechanical analyzer in the temperature range of 293-1773 K. Variations in the thermal expansion coefficient and density upon temperature change were calculated using the thermal expansion data. The average linear thermal expansion coefficient of theZrO2-20 mol% Gd2O3 pellet was found to be 9.522 × 10-6 K-1 in the range of 298-1073 K. This value is smaller than that of ZrO2 and larger than that of Gd2O3. Further, with an increase in temperature to 1773 K, the density of ZrO2-20 mol% Gd2O3 pellet was found to decrease to 94.98 % of the initial density at 293 K.

2

Mechanical strength indicators of polyurethane adhesive in lightweight floor systems

Karpiesiuk Jacek

Technical Transactions

|

2020

|

Vol. 117, iss. 1

art. no. e2020024

EN

The article describes the basic features of the lightweight floor system with heat-dissipating lamellas (LFS-L) that do not require screeds and are used in the design of radiant heating. It was assumed that reactive polyurethane adhesive constitute the connection layer between the ceramic tile floor and the thermal insulation substrate, which is covered with aluminium foil. This type of construction has not been fully tested for mechanical strength. To define it, for example, using the finite element method, strength indicators of the tested adhesives which were not used in any of the previous studies discussed in this paper should be determined, such as Young's modulus E, Poisson's ratio ν and linear thermal expansion coefficient α. This article presents research methods by which these data were determined. Module E and the ν ratio were determined in the compression strength test of cylindrical samples of polyurethane adhesive. Coefficient α was determined by using digital image correlation in the Aramis system, placing the prepared adhesive samples in a thermal chamber.

3

Pomiar rozszerzalności materiałów o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej metodą analizy termomechanicznej (TMA)

Fedelich Nicolas

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2020

|

R. 25, nr 1

20--25

PL

Uważa się, że oznaczanie współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE) materiałów o niskim CTE metodą analizy termomechanicznej (TMA) jest trudne i daje niedokładne wyniki. W niniejszym artykule na przykładzie inwaru opisano, w jaki sposób można wykonać ten pomiar, i wskazano spodziewane niepewności.

4

Właściwości termofizyczne staliwa 30MCDB64-M oraz 30NSCDV86-M w stanie odlewanym

Homa Marta, Pirowski Zenon, Turalska Patrycja, Bitka Adam, Jaśkowiec Krzysztof

Journal of Applied Materials Engineering

|

2019

|

Vol. 59, no. 2

71--79

PL

W pracy przedstawiono wyniki kompleksowych badań właściwości termofizycznych staliwa 30MCDB64-M oraz 30NSCDV86-M w stanie odlewanym, w tym przewodnictwo temperaturowe, przewodność cieplną, ciepło właściwe, rozszerzalność cieplną oraz zmianę gęstości w funkcji temperatury. Pomiary przewodnictwa temperaturowego wykonano za pomocą Laserowej Analizy Impulsowej (LFA) w zakresie temperatury 25−1000°C. Badania kalorymetryczne w temperaturze od 25°C do 1300°C przeprowadzono metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC), podczas gdy zmiany rozszerzalności cieplnej, współczynnika rozszerzalności cieplnej oraz pomiar zmiany gęstości w funkcji temperatury wyznaczono metodą dylatometryczną (DIL) w zakresie temperatury od 25°C do 900°C. Zmianę przewodności cieplnej w funkcji temperatury wyznaczono za pomocą algorytmów matematycznych oprogramowania Netzsch LFA Analysis 4.8.5.

EN

This paper presents the results of complex investigations into the thermophysical properties of 30MCDB64-M and 30NSCDV86-M cast steel, including temperature conductivity, thermal conductivity, specific heat, thermal expansion and the change of density in the function of temperature. Measurements of temperature conductivity were performed using Laser Flash Analysis (LFA) in the temperature range 25−1000°C. Calorimetric investigations at temperatures from 25°C to 1300°C were performed by Differential Scanning Calorimetry (DSC), while changes in thermal expansion, thermal expansion coefficient and the measurement of density change in the temperature function were determined by the dilatometric method (DIL) in the temperature range from 25°C to 900°C. Changes in thermal conductivity in the temperature function were determined using mathematical algorithms of the Netzsch LFA Analysis 4.8.5 software.

5

Pomijana rozszerzalność cieplna

Patoka K.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 1

78--79

6

Naprężenia w warstwowej konstrukcji zespolonej z materiałów o różnej rozszerzalności termicznej

Marcinkowski J.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 4

107--109

PL

W warstwowych konstrukcjach zespolonych mogą pojawić się duże naprężenia wywołane zmianą temperatury nie tylko wtedy, gdy konstruktorzy nie zadbali o swobodę deformacji całej konstrukcji czy jej fragmentu. Bardzo duże naprężenia mogą wystąpić także wtedy, gdy poszczególne elementy konstrukcji lub ich części zostały wykonane z materiałów o różnym współczynniku liniowej rozszerzalności termicznej. Taki przypadek został zaprezentowany w artykule. Wyprowadzono wzory analityczne na naprężenia i przemieszczenia wywołane zmianą temperatury w dwuwarstwowym pręcie zespolonym wykonanym z materiałów o różnym współczynniku liniowej rozszerzalności termicznej. Poprawność wyprowadzonych wzorów analitycznych zweryfikowano na wybranych przykładach za pomocą symulacji numerycznych. Wykazano, że zmiana temperatury może doprowadzić do znacznego zwiększenia naprężeń w obu warstwach elementu zespolonego.

EN

Significant stresses evoked by the temperature change can appear in layered, composite constructional members not only in cases when the designers have forgotten to ensure the freedom of deformations of the whole structure or its segment. Comparatively large stresses can appear also when particular structural members or their parts were fabricated from materials of different coefficients of thermal expansion. Such a case is presented in this paper. Analytical formulae on stresses and displacements evoked by the temperature change in two layered, composite rod fabricated from materials of different coefficients of thermal expansion is presented. Correctness of the derived formulae has been verified on the chosen examples by means of numerical simulations. It has been revealed that in some circumstances a temperature change can lead to the significant increase of stresses in both layers of the composite, structural member.

7

Thermophysical properties of selected vermicular graphite cast iron alloy

Homa M., Sobczak N., Turalska P., Bruzda G., Bacior M., Warmuzek M., Polkowska A.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2017

|

Vol. 57, no. 4

345--350

EN

The paper presents the results of thermophysical properties of selected vermicular graphite cast iron with nominal chemical composition of 3.70 C; 2.30 Si; 0.44 Mn; 0.054 P; 0.015 S; 0.017 Mg (wt. %). The comparative studies of the alloy were performed using differential scanning calorimetry, dilatometry and laser flash analysis. The calorimetric investigations proved that upon the heating to melting temperature (~1200°C), four endothermic transformations take place: 1) ferromagnetic → paramagnetic at 742°C, 2) pearlite → austenite at 824.2°C, 3) allotropic transformation of bcc ferrite to fcc austenite at 802°C, 4) melting at 1173.1°C. The character of the dilatometric curve shows small deviation at the temperature above 810°C corresponding to the pearlite → austenite transformation. The values of thermal diffusivity and thermal conductivity change throughout the entire examined temperature range. Both curves showed a changeover from negative to positive trends between 700 and 800°C. This effect might be associated with the pearlite → austenite transformation.

8

Influence of carbon and oxygen on properties of Cu-C-O composites

Strąk C., Olesińska W., Siedlec R.

Materiały Elektroniczne

|

2016

|

T. 44, nr 1

7--19

EN

The basis od this project was to produce volumetric composites using copper, copper oxide as well as commercial graphene powders and thermally reduced graphene oxide, on which copper oxide (CuO) was deposited by electrochemical bath. The graphene powders were annealed in an oxygen-free atmosphere and underwent Spark Plasma Sintering. The outcome composites were first copper-plated and then using silver solders (AG-Sn) welded to corundum ceramics. We examined the microstructure, physical and thermal properties of the composite itself and also the microstructure and flexural strength of the obtained joints. These studies helped us indicate the effect of carbon and oxygen on the changes of the thermal expansion coefficient in Cu-C-O composites.

PL

Kompozyty objętościowe wykonano stosując proszki miedzi, tlenku miedzi oraz handlowego grafenu i zredukowanego termicznie tlenku grafenu, na których osadzano tlenek miedzi metodą strącania z kąpieli elektrochemicznej. Proszki grafenu poddano obróbce termicznej w atmosferze beztlenowej, a następnie spieczono z nich kształtki stosując technikę SPS (Spark Plasma Sintering). Uzyskane kompozyty spajano z ceramiką korundową za pomocą lutów srebrowych (Ag-Sn). Przed procesem spajania kompozyty poddano procesowi galwanizacji miedzią. Zbadano mikrostrukturę, właściwości fizyczne i cieplne samego kompozytu oraz mikrostrukturę i wytrzymałość uzyskanych złączy. Na podstawie przeprowadzonych badań określono wpływ węgla i tlenu na zmiany współczynnika rozszerzalności cieplnej kompozytów Cu-C-O.

9

Piece kaflowe. Cz. 2. Wpływ WRC na trwałość pieców kaflowych

Pieczarowski H.

Szkło i Ceramika

|

2014

|

R. 65, nr 6

26--27

10

Wpływ stosunku molowego Na2O do K2O na podstawowe właściwości szkliw porcelanowych

Gasek K., Partyka J., Gajek M.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 2

146--150

PL

Szkliwa ceramiczne stosowane w przemyśle wyrobów sanitarnych muszą gwarantować nie tylko wystarczająco wysoką jakość otrzymywanych powierzchni szkliwionych, ale również wyróżniać się odpowiednimi parametrami technologicznymi. Jednym z ważniejszych czynników determinujących właściwości szkliw jest odpowiednio dobrany skład chemiczny. Dokładne określenie roli poszczególnych składników szkliwa jest konieczne, by osiągnąć lepszą funkcjonalność szkliwionych wyrobów, a także aby móc modyfikować wybrane właściwości powierzchni szkliwionych wyrobów, wpływając dodatnio na ich jakość. W niniejszej pracy badano wpływ zmiennej zawartości tlenku sodu i potasu na właściwości technologiczne szkliw. Przygotowano pięć szkliw, których składy różniły się jedynie stosunkiem molowym Na2O do K2O. Zbadano podstawowe właściwości technologiczne szkliw: lepkość metodą spływu, temperatury charakterystyczne oraz współczynnik rozszerzalności cieplnej szkliw metodą dylatometryczną.

EN

Industrial applications of sanitary glazes require not only sufficiently high surface properties of glazed products, but also technological parameters allowing the reduction of production costs. Chemical composition belongs to the most important factors determining properties of glazes. Determination of the exact role of individual components of a glaze is essential to achieve better functionality of products, and to modify selected surface properties of the glazed products, positively affecting their quality. This applies also to understanding practical behaviour of glazes during real industrial firing cycles. In this work, the influence of variable amounts of Na2O and K2O on technological properties of glazes was investigated. Five experimental glazes that differed in a mole ratio of sodium and potassium oxides in the glaze composition were prepared. Viscosity, characteristic temperatures and thermal expansion coefficients were determined by means hot stage microscopy and dilatometry. The obtained results permitted to assign the transformation temperature for each glaze.

11

Nowe materiały ogniotrwałe o minimalnej rozszerzalności cieplnej

Pięta A., Jonas S., Drygalska E., Lis J., Czyżewska A., Krupa G., Skalska M.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

317--322

PL

Skład fazowy badanych materiałów ogniotrwałych oparty jest na dwuglinianie wapnia CaAl4O7, którego temperatura topnienia wynosi ok. 1760 °C. Materiały te charakteryzują się wyjątkowo niską rozszerzalnością cieplną, a w związku z tym wysoką odpornością na wstrząsy cieplne. Z chemicznego punktu widzenia ich bezkrzemianowy skład zapewnia zwiększoną odporność obmurza ogniotrwałego na atak ciekłych żużli i agresywnych stopów. W pracy zamieszczono wyniki badań mikrostruktury i właściwości cieplnych kompozytów ogniotrwałych otrzymywanych na bazie dwuglinianu Ca, zawierających ziarnisty dodatek wysokoogniotrwałego związku w postaci spinelu glinowo-magnezjowego MgAl2O4 (MA). Dodatkowo sprawdzono wpływ dodatku metalicznego Al na skurczliwość wypalania. Przeprowadzono identyfikację faz pojawiających się w tych układach metodą XRD, oznaczono porowatość oraz współczynniki rozszerzalności cieplnej w funkcji temperatury. Porównano ich rozszerzalność cieplną z powszechnie stosowanymi w przemyśle materiałami ogniotrwałymi.

EN

Phase composition of refractory materials under consideration is based on calcium dialuminate CaAl4O7 of a melting point of about 1760 °C. The materials show deeply depressed reversible thermal expansion. The low thermal expansion of the refractories is a precondition for securing a good thermal shock resistance of any lining. From the chemical point of view, the common merit of the studied refractories is their non-silicate chemical composition, very important if the molten slag or flux attack is taken into account. Some microstructural and thermal features of refractory composites based on calcium dialuminate and contained granular fractions of high refractory MgAl2O4 (MA) were studied. The effect of addition of metallic Al on the after-contraction was verified additionally. Identification of phases appearing in these systems was performed by XRD. Porosity and thermal expansion coefficients as a function of temperature were determined. The relations between the microstructure of the materials received and their thermal expansion were analyzed.

12

Dylatometryczna metoda detekcji efektów termomechanicznych w powłokach gradientowych CrCN/CrN

Myśliński P., Szparaga Ł., Gilewicz A., Olik R., Ratajski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

773--776

PL

W pracy rozwinięte zostały zagadnienia dotyczące wykorzystania metod termodylatometrycznych do celów projektowania i diagnostyki wielowarstwowych gradientowych powłok przeciwzużyciowych. Obiektem prowadzonych badań były powłoki gradientowe CrCN/CrN osadzone na podłożu ze stali szybkotnącej SW7M techniką PVD – metodą katodowego odparowania łukowego. Zakres badań obejmował analizę wpływu pobudzeń termicznych w systemach podłoże/powłoka gradientowa, prowadzonych na podstawie utworzonych termogramów diagnostycznych. W szczególności określony został związek pomiędzy zmianami wartości wprowadzonego ekwiwalentnego współczynnika rozszerzalności cieplnej po zadanych cyklach pobudzeń termicznych dla badanego systemu podłoże/powłoka gradientowa a poszczególnymi etapami wyżarzania. Ponadto określono wartości przemieszczeń liniowych podłoża wraz z osadzoną powłoką, będących wynikiem zadanych cyklów pobudzeń termicznych. Przeprowadzone badania wskazują na silny związek pomiędzy typem warstwy przejściowej a stanami naprężeń wewnętrznych w badanych systemach oraz stanowią informację o stanie przylegania powłoki do podłoża. Opracowana technika badań stanowi efektywną metodę diagnostyczną umożliwiającą ocenę stabilności termicznej w systemach podłoże/powłoka.

EN

The theme of paper are the issues concerning the use of thermodilatometric methods for the design and diagnostics of gradient multilayer antiwear coatings. The object of research were gradient coatings CrCN/CrN deposited by PVD technique on a high-speed steel HSS using cathodic arc evaporation method. Range of investigation included analysis of the influence of thermal loads on substrate/gradient coating systems, carried out under the created diagnostic thermograms. In particular, the dependence of changes of system’s relative equivalent thermal expansion coefficient as a function of annealing stages using created thermogram (graph of temperature changes) was determinated. In addition, the relationship between changes in the value of system’s substrate elongation as a function of annealing stages was also obtained. Research has indicated a strong correlation between the type of the transition layer, and the states of internal stress in the studied systems, and provide information about the state of adhesion of the coating to the substrate. The developed method is an effective diagnostic method that allows assessment of the thermal stability of the substrate/coating system.

13

Praktyczne znaczenie wyników badań termicznej wydłużalności rur polipropylenowych stabilizowanych warstwą aluminiową

Sabiniak H. G., Szyda A.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2011

|

T. 42, nr 9

364-366

PL

W artykule przedstawiono podsumowanie wyników badań teoretycznych i doświadczalnych termicznej wydłużalności rur polipropylenowych wzmocnionych perforowaną folią aluminiową [1,2]. Przedstawiono praktyczne znaczenie uzyska-nych wyników badań [3]. W artykule wskazano potencjalne obszary zastosowania rezultatów badań oraz ogólne zalecenia dla producentów, projektantów i wykonawców instalacji z tworzyw polimerowych.

EN

The article summarises the results of the theorelical and experimental research on thermal expansion of polypropylene tubes strengthened with perforated aluminium foil, as described in previous issues of Heat Engineering, Heating and Ventilation [1, 2]. The practical significance of the research results [3] has been presented. Potential application areas for the research results are indicated as well as the general recommendations for producers, designers and installers of polymer systems.

14

Zależność pomiędzy współczynnikiem rozszerzalności cieplnej a zużywaniem się elementów konstrukcji i narzędzi

Krawczyk J.

Tribologia

|

2007

|

nr 2

339-352

PL

Celem niniejszej pracy było wyznaczenie współczynników rozszerzalności cieplnej tworzyw na osnowie żelaza, stosowanych na narzędzia i elementy konstrukcji oraz porównanie uzyskanych wyników z opisanymi we wcześniejszych pracach mechanizmami ich zużywania się. Przedmiotem badań były dwie stale stosowane na rolki COS i materiał napawany na rolkach COS oraz pięć stali i sześć staliw stosowanych na walce hutnicze. Badania dylatometryczne wykonano na dylatometrze optycznym LS4. Pomiarów liniowego współczynnika rozszerzalności cieplnej badanych materiałów dokonano w dwóch zakresach temperatur: poniżej i powyżej przemiany austenitycznej. Porównanie przedstawionych w niniejszej pracy wyników pomiarów współczynnika rozszerzalności cieplnej 14 materiałów z wynikami badań mechanizmów zużywania się wykonanych z nich rolek COS oraz walców hutniczych prezentowanych we wcześniejszych publikacjach pozwala na zaobserwowanie korelacji między współczynnikiem rozszerzalności cieplnej i mikrostrukturą a skłonnością do rozwoju pęknięć ogniowych. Związki te można sformułować w postaci następujących wniosków: - Struktura austenityczna sprzyja zmęczeniu cieplnemu ze względu na duży współczynnik rozszerzalności cieplnej. - Istotnym czynnikiem wpływającym na wielkość pęknięć ogniowych w stalowych walcach hutniczych jest wielkość współczynnika rozszerzalności cieplnej, zwłaszcza w zakresie temperatur pomiędzy 600-700°C. - Im większy współczynnik rozszerzalności cieplnej w zakresie 600-700°C, tym skłonność do pęknięć zmęczeniowo-cieplnych stalowych walców hutniczych jest większa. - W walcach hutniczych głębokie pęknięcia zmęczeniowo-cieplne rozwijają się z płytkich pęknięć powstałych w wyniku korozji naprężeniowej, dopiero dalszy rozwój takich pęknięć zależy od współczynnika liniowej rozszerzalności cieplnej. - Stale nadeutektoidalne mogą wykazywać bardzo dużą skłonność do rozwoju bardzo głębokich pęknięć ogniowych wynikających z dużego współczynnika linowej rozszerzalności cieplnej przy temperaturach niewiele niższych od temperatury przemiany eutektoidalnej. Jeżeli w wyniku zintensyfikowania zużycia ściernego (dzięki występowaniu węglików drugorzędowych w ich mikrostrukturze, które działają jak ścierniwo) powierzchni walców wykonanych z takich stali, głębokość pęknięć powstających w wyniku korozji naprężeniowej nie będzie zachowana poniżej wielkości krytycznej, to będzie następował rozwój głębokich pęknięć ogniowych. - Rozszerzalność cieplna w zakresie temperatury 800-1000°C (w zakresie występowania w mikrostrukturze austenitu) najprawdopodobniej nie ma wpływu na rozwój pęknięć zmęczeniowo-cieplnych w głąb stalowych walców hutniczych, może natomiast ułatwić zarodkowanie takich pęknięć, zwłaszcza w przypadku braku płytkich pęknięć powstałych w wyniku korozji naprężeniowej. - Wzrost współczynnika rozszerzalności cieplnej w zakresie występowania austenitu zwiększa skłonność do tworzenia się pęknięć ogniowych w staliwnych walcach hutniczych. - Występowanie w mikrostrukturze staliw ledeburytu przemienionego ogranicza skłonność do pęknięć zmęczeniowo-cieplnych, - Występowanie w mikrostrukturze grafitu redukuje niekorzystny wpływ dużego współczynnika rozszerzalności cieplnej w zakresie austenitu na skłonność do tworzenia się pęknięć zmęczeniowo--cieplnych, - Należy dobierać materiał na walce hutnicze do pracy na gorąco tak, aby intensywność jego zużycia ściernego zapewniała zachowanie pęknięć powstałych w wyniku korozji naprężeniowej oraz w wyniku tworzenia się białej warstwy na poziomie poniżej wielkości krytycznej.

EN

The aim of this work was to determine thermal expansion coefficients of Fe-based alloys used for tools and structural components and to compare obtained results with the wear mechanisms of these materials described in previous works. Two steels used for CCS rolls and material welded on the CCS rolls surface as well as five steel grades and six cast steel grades used for mill rolls were used in this research. Dilatometric investigations were performed using optical dilatometer LS4. Thermal expansion coefficients of investigated materials were measured in the temperature ranges below and above the austenite transformation temperature. Comparison of the obtained in this work measurements of thermal expansion coefficient of 14 materials tested with the results of the research concerning the wear mechanisms in CCS rolls made of these materials as well as mill rolls investigated in previous works, allows to observe the correlation between thermal expansion coefficient and microstructure with susceptibility to thermal cracks. The following conclusions can be drawn from this research: - Austenitic structure is conducive to thermal fatigue because of high thermal expansion coefficient. - Important factor influencing the size of annealing cracks in steel rolls is value of thermal expansion coefficient, especially in the temperature range of 600-700°C. - The greater value of thermal expansion coefficient in the temperature range of 600-700°C, the greater susceptibility of steel rolls to thermal fatigue cracking. - In mill rolls, deep thermal fatigue cracks develop from shallow cracks, that were formed from in the result of stress corrosion. Further development of such cracks depends on linear expansion coefficient. - Hypereutectoid steels can exhibit substantial susceptibility to develop very deep thermal cracks resulting from high linear expansion coefficient at the temperatures not much lower than eutectoid reaction temperature. If in the result of intensification of wear of the surface of rolls made of such steels (due to existence of secondary carbides in their microstructure, acting as abradant), a depth of the cracks formed due to stress corrosion will not be kept below the critical value, then a development of deep annealing cracks will occur. - Thermal expansion in the temperature range of 800-1000°C (where the austenite occurs in the structure) most probably does not influence the development of thermal fatigue cracking to the inside of mill rolls. However, it can facilitate the nucleation of such cracking, especially in the case of a lack of shallow cracks formed due to stress corrosion. - An increase of thermal expansion coefficient in the austenite temperature range increases the susceptibility to form annealing cracks in cast steel rolls. - An occurrence of the transformed ledeburite in cast steel structure restricts susceptibility to thermal fatigue cracks. - Presence of graphite in the structure reduces disadvantageous influence of high thermal expansion coefficient in the austenite range on susceptibility to thermal fatigue cracking. - While selecting the material for mill rolls working at high temperatures we should guarantee such intensity of wear that would keep the number of cracks formed due to stress corrosion or/and white layer formation below the critical value.

15

Właściwości mechaniczne i elektryczne porcelany cyrkonowej.

Potoczek M., Krauz M.

Szkło i Ceramika

|

2000

|

R. 51, nr 4

18-21

PL

Zbadano wpływ temperatury wypalania (1200-1400 stopni Celsjusza) na stopień zagęszczenia porcelany cyrkonowej otrzymywanej przy użyciu skalenia potasowego. Stwierdzono, że temperatura witryfikacji porcelany cyrkonowej wynosiła 1300 stopni Celsjusza. Próbki wypalone w tej temperaturze charakteryzowały się prawie zerową porowatością otwartą, a porowatość całkowita wynosiła 5,4%. Dla masy wypalonej w temperaturze 1300 stopni Celsjusza określono wybrane właściwości fizyczne ze szczególnym uwzględnieniem właściwości mechanicznych i elektrycznych. Właściwości te odpowiadały wymaganiom polskiej normy dla porcelany wysokoglinowej rodzaju 120. Dużą zaletą porcelany cyrkonowej jest niska wartość współczynnika rozszerzalności cieplnej, dobra odporność na zmiany temperatury a także niska wartość tangensa kąta stratności dielektrycznej.

EN

The influence of temperature firing (1200-1400 degrees centigrade) on densification degree of zircon - feldspar porcelain was studied. The vitryfication point was found as 1300 degrees centigrade. The samples fired at this temperature had the open porosity nearly zero and the total porosity was 5,4%. Certain physical properties in particular the mechanical and electrical ones were determined for the porcelain mass fired at 1300 degrees centigrade. The properties satisfied the requirements of the Polish Standard for alumina porcelain of kind 120. Low value of the linear thermal expansion coefficient, good thermal shock resistance and small electrical loss factor are the valuable advantages of zircon porcelain.

16

Mikrostruktura kompozytów ziarnistych z osnową tetragonalnych polikryształów ZrO2 i wtrąceniami węglikowymi.

Faryna M.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 2

62-75

PL

Tetragonalne polikryształy tlenku cyrkonu (TZP) charakteryzują się znaczną wytrzymałością mechaniczną i jedną z najwyższych wśród tworzyw ceramicznych odpornością na pękanie. Istotną z użytkowego punktu widzenia cechą tego materiału jest jego znaczna odporność na ścieranie. Okazuje się, że cecha ta może być wydatnie poprawiona wprowadzaniem do osnowy TZP wtrąceń węglików. Równocześnie obserwuje się w takich układach wzrost odporności na pękanie w porównaniu do czystej osnowy. Wyjaśnienie tego zjawiska leży w rozpoznaniu mikrostruktury tworzyw oraz zjawisk na kontakcie osnowa-wtrącenie. Zagadnieniom tym poświęcona była niniejsza praca. Uzyskane wyniki sprowadzają się do trzech grup problemów. Były to: a) opracowanie modelu kompozytu ze szczególnym uwzględnieniem stanu naprężeń wewnątrz tworzywa, b) weryfikacja modelu i próba powiązania wyników badań w transmisyjnym i skaningowym mikroskopie elektronowym z własnościami tworzyw, c) opracowanie metody przygotowywania cienkich folii kompozytów zdatnych do obserwacji w transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Różnice współczynników rozszerzalności cieplnej wtrąceń i osnowy powodują powstawanie naprężeń w tworzywach. Dla analizowanych przypadków materiałów z wtrąceniami WC, TiC, (Ti, W)C, CrxCy i Cr2O3 oceniono wielkości tych naprężeń. Wykonane badania pozwoliły lepiej zrozumieć korzystne własności nowej klasy tworzyw, jaką są kompozyty z osnową TZP i wtrąceniami WC, TiC, (Ti, W)C, CrxCy i Cr2O3. Niewątpliwie wpłynie to na dalsze udoskonalenie tych materiałów.

EN

Tetragonal zirconia polycrystals (TZP) show good mechanical properties, i.e. high fracture toughness and strength. Such a material revels also better wear resistance comparing with other types of ceramics. All important mechanical properties can be significantly improved by the incorporation of hard and stiff carbide inclusions into the TZP matrix. Dense bodies with WC, TiC, (Ti, W)C, CrxCy and Cr2O3 additives were widely investigated during this work. Higher fracture toughness in these systems was correlated with the microstructure and interphase boundary behaviour. There were three main aims of this work: a) to present a theoretical model of composites, paying particularly attention to stress distribution around ridgid inclusion in a sinterable matrix, b) to verify this model by electron microscopy investigations (both transmission and scanning) and correlate the results with mechanical properties of the composites, c) to elaborate a new way of the thin foil preparation in the composite samples containing two phases with different thermal expansion coefficients. The differences of these coefficients create internal stresses in the studied materials. They are negative in the zirconia matrix and positive in the inclusions. The values of stresses in the systems containing TZP with WC, TiC, (Ti, W)C, CrxCy and Cr2O3 additives were also calculated in this work. The results allow us to understand better the processes undergoing in these composites during sintering, mainly, to recognise the factors responsible for the toughness increase.