Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure and mechanical properties of porous Ti-6Al-4V composites with bioceramics fabriced by spark plasma sintering

Dudek A., Klimas M.

Composites Theory and Practice

|

2014

|

R. 14, nr 1

23--28

EN

Substantial progress in the field of materials used for medicine has be observed in recent years, driven by the higher demand for these types of materials. Promising prospects are offered by composite materials that allow for unlimited modelling of the properties in materials used for specific medical applications. The focus of the investigations presented in this paper is placed on metallic-ceramic composites based on a titanium alloy matrix (Ti-6Al-4V) with a 20 wt.% addition of aluminium oxide (Al2O3), hydroxyapatite ceramics (Ca10(PO4)6(OH)2) and YSZ (zirconia stabilized with 8 wt.% yttria Y2O3) obtained using the spark plasma sintering method. The specimens were compressed at 35 MPa and sintered in a shielding gas (argon) medium at the temperature of 1000°C in an SPS HP 5 apparatus manufactured by FCT for 25 min. The obtained composites were subjected to microstructural analysis using an Axiovert light microscope and X-ray quality analysis using a D8 DISCOVER Bruker diffractometer. Hydrostatic weighing in deionized water according to the PN-EN ISO 2738:2001 standard was also used to evaluate the density (apparent and relative), porosity (open and total) and water absorption capacity. The topology of the surface of the metallic-ceramic composites was determined using a Hommel T1000 profilometer. The mechanical properties (microhardness) were measured using a semi-automatic microhardness tester (FM-7, FutureTech) with a Vickers indenter at a load of 100 G. The resistance to wear was evaluated by means of a ball wear testing stand. In this study, Ti6Al4V/HAp(ZrO2, Al2O3) composites were prepared using spark plasma sintering (SPS) to obtain highly compact composites. The aim of the study was to evaluate the ability of spark plasma sintering to obtain metallic-ceramic composites based on titanium alloy with an addition of inert ceramics and bioactive ceramics for medical applications.

PL

W ostatnim czasie można zauważyć ogromny postęp w dziedzinie materiałów dla medycyny, niejako wymuszony zwiększonym zapotrzebowaniem na tego typu materiały. Ogromną nadzieję upatruje się w materiałach kompozytowych pozwalających na swobodne modelowanie właściwości elementów predestynowanych do konkretnych zastosowań medycznych. Przedmiotem badań przedstawionych w niniejszym artykule są wytwarzane metodą iskrowego spiekania plazmowego (SPS - spark plasma sintering) kompozyty metaliczno-ceramiczne na osnowie stopu tytanu Ti-6Al-4V z 20% mas. dodatkiem tlenku aluminium (Al2O3), ceramiki hydroksyapatytowej (Ca10(PO4)6(OH)2) oraz ceramiki cyrkonowej YSZ (tlenek cyrkonu modyfikowany 8% mas. tlenku itru Y2O3). Próbki prasowano przy ciśnieniu 35 MPa i spiekano w atmosferze gazu ochronnego (argonu) w temperaturze 1000°C w urządzeniu typu SPS HP 5 firmy FCT przez 25 min. Otrzymane kompozyty poddano analizie mikrostrukturalnej przy użyciu mikroskopu świetlnego Axiovert, rentgenowskiej analizie jakościowej na dyfraktometrze rentgenowskim D8 DISCOVER Bruker, oceniono metodą ważenia hydrostatycznego w wodzie dejonizowanej (zgodnie z normą PN-EN ISO 2738:2001) ich gęstość (pozorną i względną), porowatość (otwartą i całkowitą) oraz nasiąkliwość. Określono ponadto topografię powierzchni otrzymanych kompozytów metaliczno-ceramicznych, stosując profilometr Hommel T1000, oceniono właściwości mechaniczne (mikrotwardość) przy wykorzystaniu półautomatycznego mikrotwardościomierza Microhardness Tester FM-7 firmy FutureTech z zastosowaniem wgłębnika Vickersa przy obciążeniu 100 G, jak również ich odporność na ścieranie za pomocą kulotestera. Celem przeprowadzonych badań było określenie przydatności metody iskrowego spiekania plazmowego do wytwarzania kompozytów metaliczno-ceramicznych na bazie stopu tytanu z dodatkiem ceramiki inertnej oraz bioaktywnej do zastosowań medycznych.

2

Optycznie stymulowana luminescencja detektorów hybrydowych

Mandowska E., Tkaczyk S., Biernacka M., Mandowski A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 10

112-114

PL

Optycznie stymulowana luminescencja (OSL) jest wykorzystywana do wyznaczania dawki promieniowania jonizującego absorbowanego przez próbkę w trakcie ekscytacji. Najbardziej popularnymi detektorami OSL są kryształy Al2O3:C i BeO. Do pewnych zastosowań ważne jest użycie detektora w postaci dużej, elastycznej folii (np. w medycynie). Opracowano nowe detektory OSL umieszczając mikrokrystality Al2O3:C w organicznej matrycy polimerowej. W artykule prezentujemy wyniki badań nowo syntetyzowanych detektorów hybrydowych.

EN

Optically stimulated luminescence (OSL) may be used for estimating dose of absorbed radiation. The most popular OSL detectors are made of Al2O3:C as well as BeO crystals. For some applications (e.g. in medicine) it would be desirable to construct detectors in the form of higharea flexible foils. New OSL detectors were developed by incorporating Al2O3:C microcrystallites into organic (polymer) matrix. The article presents studies of newly synthesised hybrid detectors.

3

Nanoporowata struktura tlenku aluminium w anodyzacji jedno i dwuetapowej

Juchim S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 7

155--157

PL

W artykule porównano parametry fizyczne nanoporowatej matrycy z tlenku aluminium wykonanej w technice dwuetapowej, z parametrami podobnej matrycy uzyskanej w uproszczonej technologii jednoetapowej. Analizie poddano przebieg zmian parametrów elektrycznych obwodu anodyzacji w obu technologiach a także przeprowadzono obrazowanie powierzchni za pomocą mikroskopu typu FE-SEM.

EN

In the paper is presented a comparison of physical parameters of alumina template made by use of one (simplified) and two-step anodisation. The analyze was taken on the electrical parameters of anodisation circuits of both of the technologies and the visualization of surface was carried on by means of FE-SEM microscope.

4

Design and Analysis of A Multi Band Electrically Small Antenna Using Ceramic Material Substrate

Ullah M. H., Islam M. T., Mandeep J. S., Misran N.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 1a

271--274

EN

A Multi band modified S shaped electrically small microstrip patch antenna on Aluminium tri-oxide ceramic substrate is designed and analyzed in this paper. The proposed microstrip line fed miniature patch antenna designed by using high frequency electromagnetic solver and the computed results are analyzed by using finite element method. It is observed from obtained results that, the achieved -10 dB return loss bandwidth 410 MHz in Ku band and 350 MHz in K band, 1.5dBi average gain in total operating band, 97.3% of average efficiency are achieved for Ku and K applications. Furthermore, the co-cross polarization of radiation pattern and the current distribution along surface the radiating patch of the proposed antenna are analyzed.

PL

W artykule przedstawiono projekt wielopasmowej prostokątnej anteny mikropaskowej o elektrycznie małych rozmiarach na podłożu ceramicznym z trójtlenku aluminium. W pracy wykorzystano pakiet programowy do obliczania pól elektromagnetycznych wysokich częstotliwości, a otrzymane wyniki poddano analizie metodą elementów skończonych.

5

Tribological properties of Cu based composite materials strengthened with Al2O3 particles

Kaczmar J., Granat K., Grodzka E., Kurzawa A.

Archives of Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 12, iss. 2s

33--36

EN

In the present work copper was strenghtened with 20 and 30 vol. % of alumina particles characterized by diameter of 3-6μm. The copper based composite materials were manufactured by the squeeze casting method. Preheated preforms made from Al2O3 particles were placed in the desired place in the heated cast die and the squeeze casting process with liquid copper was performed applying the infiltration pressure of 90MPa and pressure was kept for 10-15s until solidification was complete. The microstructure and physical properties: Brinell hardness (HBW) and density were characterized. Metallografic examinations showed that alumina particles were uniformly distributed in the copper matrix. Hardness of 208 HBW for composite materials containing 30 vol.% of particles was achieved. Wear investigations were performed applying the tribological pin-on-disc tester. Friction forces between copper based composite materials containing 20 and 30 vol. % of Al2O3 particles and cast iron were registered and wear was determined on the base of the specimen mass loss after 1.0, 3.5 and 8.5 km friction distance.

6

Wytwarzanie i charakteryzacja cienkich warstw tlenku hafnu dla zastosowań w technologii MOSFET w węgliku krzemu

Taube A., Korwin-Mikke K., Gutt T., Małachowski T., Pasternak I., Wzorek M., Łaszcz A., Płuska M., Rzodkiewicz W., Piotrowska A., Gierałtowska S., Sochacki M., Mroczyński R., Dynowska E., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 9

117-120

PL

W pracy przedstawiono wyniki charakteryzacji cienkich warstw tlenku hafnu wytwarzanych metodą ALD. Zbadano wpływ wygrzewania na parametry elektrofizyczne warstw HfO₂ oraz HfO₂/SiO₂ oraz wpływ zastosowania warstwy podkładowej na właściwości elektryczne struktur MIS z warstwa tlenku hafnu osadzoną na węgliku krzemu. Zastosowanie warstwy podkładowej z SiO₂ znacznie poprawiło parametry kondensatorów MIS na węgliku krzemu, zmniejszając prąd upływu oraz gęstość ładunku efektywnego w dielektryku. Zaobserwowano zwiększenie się pola przebicia do wartości 7.2 MV/cm. Wygrzewanie warstw HfO₂/SiO₂ w temperaturze 400°C zwiększyło ich niezawodność oraz zredukowało gęstość stanów powierzchniowych do 4×10¹¹ eV⁻¹ cm⁻². Wygrzewanie warstw HfO₂ w 400°C obniżyło prąd upływu przy jednoczesnym zwiększeniu względnej przenikalności elektrycznej.

EN

This work presents the results of characterization of thin hafnium oxide films fabricated by ALD. Effect of annealing on physical properties on HfO₂ and HfO₂/SiO₂ layers, as well as effect of introduction of pedestal layers on properties of 4H-SiC MIS capacitor was investigated. Introduction of SiO₂, pedestal layer improved properties of 4H-SiC MIS capacilors, causing decreasing of leakage current and effective charge density in the insulator. Electric breakdown field was increased from 4 7 to 7.2 MV/cm. Annealmg of HfO₂/SiO₂ layers m 400°C improved reliability and reduced density of interface traps. Annealing of HfO₂ - layers m 400°C caused decreasing of leakage current and increased of relative permittivity.

7

Model testera do badań tribologicznych w ruchu posuwisto--zwrotnym

Bara M., Służałek G., Bąkowski H.

Mechanik

|

2009

|

R. 82, nr 1

64-65

PL

W pracy przedstawiono model testera do badań tribologicznych oraz model, rozkład naprężeń i odkształceń skojarzenia ślizgowego warstwy tlenku aluminium z tworzywem PEEK/BG. Badania przeprowadzono dla ruchu posuwisto-zwrotnego w warunkach tarcia technicznie suchego przy średniej prędkości ślizgania 0,3 m/s oraz nacisku jednostkowym 0,3 MPa. Przedstawione wyniki badań MES stanowią uzupełnienie testów tribologicznych skojarzenia ślizgowego.

EN

In this article presented the model of tribological tester and distribution of stresses and strains in sliding pair of the aluminum layer with PEEK/BG material. The investigations have been carried out for to-and-from motion with friction in air conditions for average planing speed 0,3 m/s and unit pressure 0,3 MPa. Results of investigations by means of FEM are tribological tests complement in sliding pair.

8

Properties of composite alluminium oxide-graphite layers obtained by an electrolytic method

Bara M., Skoneczny W.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2008

|

Vol. 32, nr 3

61-68

EN

The paper presents the mechanical properties of composite aluminium oxide-graphite surface layers. The layers were obtained by an electrolytic method, on a EN AW-5251 aluminium alloy substrate, in electrolytes with different graphite concentrations. The layers produced were subjected to tests with use of scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results of tests concerning the microstructure, thickness and microhardness of the layers are presented.

PL

W pracy przedstawiono właściwości mechaniczne kompozytowych warstw powierzchniowych tlenek aluminium-grafit. Warstwy otrzymano metodą elektrolityczną na podłożu stopu aluminium EN AW- 5251, w elektrolitach o różnym stężeniu grafitu. Wytworzone warstwy poddano badaniom przy zastosowaniu elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) oraz spektrometrii fotoelektronów (XPS). Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i morfologii powierzchni oraz grubości i mikrotwardości warstw.

9

Zjawiska cieplne podczas tarcia materiałów kompozytowych

Posmyk A., Służałek G., Myalski J.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

179-183

PL

Przedstawiono wybrane właściwości cieplne użytych do badań tribologicznych materiałów kompozytowych na osnowie aluminium i jego stopów. Dokonano badań ze stykowym pomiarem temperatury w pobliżu strefy tarcia w skojarzeniach żeliwa z wybranymi materiałami kompozytowymi i osnowy. Przebadano aluminium (A199,95), stop AK12, stop AK12 zbrojony tlenkiem aluminium i amorficznym węglem szklistym. Dokonano symulacji przepływu ciepła generowanego tarciem, wykorzystując jednopunktowe źródło ciepła, i obliczono rozkład temperatur w pobliżu strefy tarcia. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono istotne różnice temperatur w pobliżu strefy tarcia dla różnych materiałów. Różnice te zależą od rodzaju i cech stereologicznych fazy zbrojącej. Najwyższa temperatura panuje w skojarzeniu z kompozytem zawierającym cząstki tlenku aluminium, a najniższa w skojarzeniu z czystym aluminium i kompozytem z amorficznym węglem szklistym.

EN

In this paper thermal properties of composite materials with aluminium and their alloys matrix used for tribological testing are presented (Tables 1 and 2). The tribological tests with measurement of temperature near the friction zone in pairing of cast iron against chosen matrix and composite materials were made. Aluminium alloy AK12 reinforced with aluminium oxide (Al2O3) and amorphous carbon (WS) were tested. The results are presented in Table 3. The simulation of the heat flow generated through the friction under the assumption of one-point heat source was made. The results are presented in Figure 5. For the statistical estimation of the contact surface between the sliding parts measurements of the stereological parameters of the reinforcing phase (RP) were made using the 3D profilmeter (Figs. 2 and 3). Friction generated heat comes from the point sources number of, which depends on the topography and stereological parameters of the reinforcing phase. Quantity of the friction generated heat depends on the friction coefficient, which depends on topography and chemical composition of the surfaces of sliding parts. The heat flow carried away from the friction area depends on the thermal properties of the contacting parts. The reinforcing parts project over the matrix surface more then 1 [micro]m (Fig. 3) and they are in contact with the sliding partner. As a results the local stresses and strains increase in cast iron as well as the friction coefficient does. The thermal conductivity coefficient of aluminia (AI2O3) is considerably lower then the one of aluminium. Therefore local thermal peaks take place in the friction area of the cast iron, wearing against composite materials. They are much higher then the ones during wearing against aluminium or silumin (AISi alloy, Table 3). On the base of the test the significant differences between the temperatures near the friction area were found (Table 3). Some results were obtained by theoretical simulation based on Fourier-Kirchhoff heat transfer function (Fig. 5). These differences depended on the type of the reinforcing phase and its stereological parameters. The highest temperature was measured in case of aluminia, and the lowest in case of pure aluminium.

10

Zmiany topografii i skladu powierzchni w wyniku tarcia suchego w układzie stal 45.- tlenek aluminium

Sułek M. W., Jedynak R.

Tribologia

|

1999

|

nr 6

1013-1019

PL

Obserwowane zmiany współczynnika tarcia w funkcji czasu(drogi tarcia) oraz nacisku jednostkowego i ich interpretacja na podstawie wyników badań chropowatości i składu warstwy wierzchniej. Stwierdzono wpływ tych charakterystyk ma M a także wykazano .że głównym czynnikiem rożnicującym powierzchnie polerowaną i niepolerowaną mogą być oddziaływanie adhezyjne metal ceramika.

EN

The observed changes in the coefficient of frictionas a function of time(friction path) and unit pressure are interpreted on the basis of the results of roughness examination and surface layer composition.It fas been found that these characteristics affect m .IT has been indicated that metal ceramics adhesive interreaction are the main factor distinguishing and unpolished surfaces.

11

Tarcie suche w układzie stal 45-tlenek aluminium

Sułek M. W., Jedynak R.

Tribologia

|

1999

|

nr 6

1005-1011

PL

Dla układu stalowy trzpień-ceramiczna tarcza dokonano pomiaru współczynnika tarcia w funkcji czasu tarcia. Niniejszy artykuł opisuje wyniki tego eksperymentu. Obserwowany jest wzrost M wraz z czasem szczególnie w fazie początkowej oraz niewielki wzrost wraz ze wzrostem obciążenia. Tarcze wykonane z polerowanego tlenku aluminium charakteryzują się mniejszym współczynnikiem tarcia w stosunku do tarcz niepolerowanych.

EN

The coefficient of friction was measured as a function of friction time for the steel pin-ceramic disks system. This article presented results of this investigation.It was observed that m increases with time partculary in the initial phase and there in a slight increase with an increase in load.A Polished aluminium oxide disk exhibits a lower coefficient of friction than unpolished disks.

12

Wybrane właściwości warstw natryskiwanych plazmowo na podłoże aluminiowe.

Białucki P.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

412-415

PL

Warstwy metalowe natryskiwano z proszków stopowych na osnowie żelaza oraz na osnowie niklu. Na warstwy ceramiczne użyto tlenku aluminium Al2O3/3%TiO2 oraz tlenku cyrkonu ZrO2/20%Y2O3. Próbki podłoża przygotowano ze stopów aluminium gat. PA6, AK12 i AK20. Na podstawie badań stwierdzono, że przyczepność warstw do podłoża aluminiowego jest znacznie niższa niż do podłoża stalowego. Za pomocą zgrzewania oporowego warstw można osiągnąć ok. 20% wzrost przyczepności. Z badań metalograficznych wynika, że w tworzeniu zgrzeiny udział bierze przede wszystkim materiał podłoża, natomiast warstwa natryskana praktycznie nie ulega nadtopieniu. Badania cieplne wykazały dużą wrażliwość połączenia warstwa-podłoże na działanie wysokich lub cyklicznie zmieniających się temperatur. Najlepsze własności w tych warunkach wykazały próbki z warstwą na osnowie niklu gat. NiAl70/30.

EN

Sprayed metals layer consisted of different materials: iron based powder and nickel based powder. Aluminium oxide Al2O3/3%TiO2 and zirconium oxide ZrO2/20%Y2O3 were applied as ceramic layers. Substrate specimens were prepared from aluminium alloys of PA6, AK12 and AK20. On the basis of research it was stated that the bond strength to aluminium substrates was significantly weaker than to steel substrates. With the use of spot resistant welding it was possible to increase bonding by 20%. Metallographic examinations proved that the spot consists mainly of the substrate materials whereas sprayed layers were hardly melted. Heating tests revealed high sensibility of layer-substrate joint to high temperature or to changing temperature. The best properties in such conditions showed specimens with nickel alloy layers of NiAl170/30.

13

Badanie odporności na zużycie wybranych powłok natryskiwanych detonacyjnie.

Babul W., Janecki J.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

444-446

PL

W pracy opisano wyniki tribologicznych badań powłok metalicznych natryskiwanych metodą detonacyjną. Badaniom poddano powłoki węglika wolframu, węglika chromu oraz tlenku aluminium. Powłoki, natryskiwane na cylindryczną część próbki imitującej czop łożyska, poddano tarciu po powierzchni wycinka panwi ze stopu łożyskowego. Stwierdzono, że największą odporność na zużycie ma powłoka węglika chromu, współpracująca ze stopem łożyskowym na osnowie miedzi. Badania spektrofotometryczne dowiodły, że warstwa wierzchnia panwi wzbogaca się w węgiel przechodzący selektywnie z węglika chromu, stwierdzono też selektywne przenoszenie miedzi do ww. powłoki węglika chromu. Wysunięto hipotezę, że duża trwałość skojarzenia węglik chromu stop łożyskowy jest wynikiem, w określonej mierze selektywnego przenoszenia węgla i miedzi, co zmniejsza opór tarcia.

EN

The paper presents the results of tribologic investigations of metallic coatings sprayed with detonation method. Coatings made of tungsten carbide, chromium carbide and aluminium oxide were examined. These coatings sprayed on cylindrical part of a sample, imitating bearing pivot, were subjected to friction process with a bearing metal surface of a part of bearing. It was stated that the highest wear resistance has the coating made of chromium carbide, operating with copper-based bearing metal layer. Spectrophotometric investigations showed that such a bearing surface layer is enriched with carbon that is selectively transferred from chromium carbide and copper is selectively transferred into chromium carbide coating. It was found that durability of chromium carbide and bearing metal joint is the result of selective transfer of carbon and copper what reduces frictional resistance.