Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Review on properties of aluminium metal matrix composites

Subramaniam Balasubramani, Purusothaman Vijay Rengaraj, Karuppusamy Sibi Mayuran, Ganesh Shree Hari, Markandan Raj Kumar

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2020

|

Vol. 4, No 1

57--66

EN

Nowadays, the global industries producing mechanical components are moving towards the usage of composites to reduce weight at the same time without compromising with characteristics of the material being used. This new combination of material provides specific desired properties when combined with various reinforcement materials like SiC, B4C, Al2O3, MgO etc., It is widely used in various industries like aerospace, automobile and marine industries. This property specific tailorable metal matrix composite with Al7075 as the base material can be fabricated using various techniques such as stir casting, high end ball milling, ultrasonic assisted casting, powder metallurgy, squeeze casting friction stir casting etc., out of which stir casting method is preferred by many researchers as stir casting method is seen to provide better distribution of reinforcement particles throughout the metal matrix. It is evident from the research of various authors that when the base material Al7075 is reinforced with the above-mentioned ceramic, it is found that there is a decrease in density and increase in hardness, compressive strength and wear resistance. Here, both physical and mechanical behaviour of aluminium reinforced composites with the effect of the particle size changes, effects after reinforcement and other processing and fabrication methods have been discussed.

2

Ocena właściwości i kształtowania ubytkowego kompozytu PTFE-brąz

Mazurkiewicz A.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 6

1034--1038

PL

W artykule przedstawiono analizę struktury i wybrane właściwości kompozytu PTFE-brąz cynowy. Ważnym elementem kształtowania nowoczesnymi technologiami jest możliwość obróbki materiałów, szczególnie kompozytów. Główną trudność w obróbce kompozytów powoduje złożoność budowy materiałów. Przedstawiono możliwe problemy występujące w obróbce skrawaniem, wynikające z różnic właściwości mechanicznych składników budowy kompozytu. Te czynniki wpływają na pracę narzędzi związaną z przechodzeniem przez granicę fazową na styku cząstka-osnowa oraz na dokładność wytwarzania wyrobu. Również stosowane w obróbce kompozytów technologie laserowe mogą wpływać na dokładność wytworzonego kształtu, ze względu na różne właściwości fizyczne osnowy i wzmocnienia kompozytu.

EN

The article presents an analysis of the structure and selected properties of the PTFE tin bronze composite. An important element in the shaping using modern technologies is ability to machine materials, particularly composites. The main difficulty in the composite processing is complexity of the materials structure. Presented have been possible problems in machining, arising from differences in mechanical properties of the construction components of the composite. These factors affect the work of the tools associated with going through the phase boundary at the particle-matrix junction, and on the accuracy of produced shape. Laser technologies used in composite processing may also affect shape accuracy, due to different physical properties of the matrix and reinforcement of the composite.

3

Design, fabrication and characterization of ceramic-metal composites: an overview

Konopka K.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 2CD

137--145

EN

Composites are used for many different products in numerous industries applications. They satisfy the demand for new materials which combine dissimilar materials and represent properties which are not achievable by separate material. Among of them are ceramic matrix composites, especially with metal phase. Different systems have been developing. During the last years the composites with Al2O3, ZrO2 ceramic matrix and metals as Ni, Mo, Cu, W, Co have been intensively studied. Metallic particles embedded into ceramic matrix improved mechanical properties such as the toughness, the hardness and the wear resistance. Moreover, other properties as magnetic or electrical of ceramic-metal composites can be significantly changed. Because of that, ceramic- metal composites are considered as structural and functional materials. The final properties of ceramic-metal composites depend on their microstructure, which should be optimize by the design of metal size and distribution into ceramic matrix and selection of the fabrication method. This paper attempts to review the microstructures of ceramic-metal composites based on own experimental results. The following issues will be discussed: design the metal particles distribution into ceramic matrix, opportunities of processing in creating microstructures and fabrication of composites with complex shape and high dimensions, interactions in ceramic/metal interfaces, toughening mechanisms and properties of composites.

PL

Z kompozytów wykonywane są elementy wykorzystywane do różnych zastosowań przemysłowych. Wynika to z możliwości uzyskania w nich właściwości nie spełnianych przez pojedynczy materiał. Wśród kompozytów o osnowie ceramicznej intensywne prace prowadzone są nad kompozytami z wprowadzoną faza metaliczną. Do częściej badanych układów zalicza się ceramikę Al2O3 oraz ZrO2 w połączeniu z metalami jak Ni, Mo, Cu, W czy Co. Wprowadzenie cząstek metalu do osnowy ceramicznej zapewnia zwiększenie odporności na kruche pękanie przy zachowaniu wysokiej twardości. Jednocześnie inne właściwości, jak elektryczne czy magnetyczne, mogą być modyfikowane. Dlatego też coraz częściej kompozyty ceramika-metal są postrzegane jako materiały o możliwości zastosowania jako konstrukcyjne i funkcjonalne. Właściwości kompozytów ceramika-metal zależą od ich mikrostruktury, która powinna być optymalizowana poprzez proces projektowania rozmiaru i rozmieszczenia cząstek metalu w osnowie ceramicznej oraz dobór metody wytwarzania. W artykule przedstawiono przegląd mikrostruktury kompozytów ceramika-metal bazując na własnych pracach w tym zakresie. Analizowano sposób rozmieszczenia cząstek metalu w osnowie ceramicznej, zalety metod wytwarzania pozwalające na wykonywaniu złożonych kształtów próbek kompozytowych oraz o dużych rozmiarach. Omówiono oddziaływania na granicy międzyfazowej ceramika/metal oraz mechanizmy odpowiedzialne za wzrost odporności na kruche pękanie, jak i właściwości kompozytów.

4

Starzenie termooksydacyjne kompozytów polietylenu małej gęstości z różnym udziałem wodorotlenku magnezu

Wojtala A., Semeniuk I., Szablicki D.

Przemysł Chemiczny

|

2011

|

T. 90, nr 10

1834-1838

5

Właściwości kompozytów polimerowych w zależności od rodzaju wzmocnienia

Żuchowska D.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 219

57--68

PL

Omówiono niektóre właściwości kompozytów termoplastycznych i nanokompozytów polimerowych na podstawie prac przeglądowych i monografii z ostatnich kilku lat. Podano przykładowe struktury nanonapełniaczy warstwowych (montmorylonitu) i sferycznych (krzemionki) oraz właściwości nanokompozytów termoplastów inżynierskich oraz kauczuku. W szczególności omówiono wpływ napełniaczy/nanonapełniaczy oraz opóźniaczy palenie (antypirynów) na odporność kompozytów na zapalenie oznaczoną za pomocą różnych metod. Omówiono kryteria oceny przydatności na palenie polimerów i kompozytów polimerowych jak również przedyskutowano zagadnienie związane z toksycznością produktów rozkładu kompozytów podczas palenia (degradacji).

EN

Some properties of thermoplastic composites and polymer nanocomposites are discussed based on review articles and monographs from the last few years. As examples structures of layer nanofillers (montmorilonite) and spherical nanofillers (silica) as well as properties of nanocomposites of engineering thermoplastics and rubber are given. The effect of fillers/nanofillers and flame retardants on fire resistance of composites measured with various methods is discussed. Assessment criteria of fire susceptibility of polymers and polymer composites are also discussed. Some problems connected with toxicity of composites decomposition products during combustion are presented.

6

Relacje pomiędzy wytrzymałością na ścinanie międzylaminarne a wytrzymałością pouderzeniową kompozytów polimerowych

Leda H.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 219

123--147

PL

W rozdziałach wprowadzających omówiono wybrane właściwości kompozytów z osnową epoksydową wzmocnioną włóknami szklanymi typu E, włóknami węglowymi T 300 lub włóknami aramidowymi typu Twaron. Kompozyty z włóknami węglowymi bez preparacji (C) wykazały większe wartości wytrzymałości na ścinanie i małe wartości wytrzymałości na ściskanie i wytrzymałość pouderzeniową. Kompozyty z włóknami węglowymi z powłoką epoksydową (CEPO) miały mniejsze wartości wytrzymałości na ścinanie i większe wartości wytrzymałości na ściskanie i wytrzymałość pouderzeniową. Kompozyty z włóknami CEPO wykazywały w próbach niskoenergicznego uderzenia wartości wytrzymałości na ściskanie i wytrzymałość pouderzeniową porównywalne z najlepszymi wartościami uzyskanymi dla kompozytów włókna szklane E / osnowa Araldit F. W pomiarach właściwości kompozytów wykonanych z przeterminowanej żywicy epoksydowej Aralid F obniżenie właściwości mechanicznych w kompozytach z włóknami węglowymi było większe niż w kompozytach z włóknami szklanymi lub aramidowymi.

EN

In the introductory chapters, a selected properties of thick selection composite plates made of epoxy resin reinforced by E glass fibers, T 300 carbon fibers or Twaron aramide fibers are presented. Composites reinforced by standard untreated carbon fibers (C) have high ILSS and low compressive and low past impact strength. Composite reinforced by carbon fibers coated with thin epoxy layer (CEPO) indicated low ILSS and high compressive and low past impact strength. In low energy impact test, the CEPO /epoxy resin showed properties comparable with the highest compressive and post impact strength of E glass fibers / Araldite F epoxy resin composites. the use of overdue epoxy Araldite F resin results in lowering mechanical properties in more expressed ratio for carbon / epoxy plates yhen for glass or aramide fibers / epoxy plates.

7

Niektóre zastosowana i właściwości techniczne nanokompozytów polimerowych

Bursa J., Rydarowski H.

Zeszyty Naukowe. Chemia i Technologia Chemiczna / Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy

|

2006

|

z. 11

17-21

PL

Celem badań przedstawionych w artykule była weryfikacja właściwości technicz-nych kompozytów otrzymanych poprzez wprowadzenie glinokrzemianu i dysper-gowanie go do poziomu nanometrycznego. W pracy omówiono część wyników badań, związanych z modyfikacją polipropylenu za pomocą gotowych glinokrze-mianów. Osiągnięto wzrost modułu sprężystości i wytrzymałości na rozciąganie przy znacznym spadku wydłużenia. Pomiary wykazały ponadto wzrost stabilności termicznej i trudnopalności badanych materiałów.

EN

The main task of our experimental work was to verify the properties of technical composite materials, produced by an introduction of aluminosilicates and its dispersion to the nano-level. A part of results of experimental modification of polypropylene by use of aluminosilicates was also presented in this work. An increase of elastic modulus and of tensile strength, by significant lowering of elongation at break was observed for those composite materials. An increase of thermal stability and of fire resistance was also noted for the investigated composites.

8

Properties of composites in dynamical compression test

Gronostajski J., Gronostajski Z., Wiewiórski P., Polak S.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

717-720

EN

In the paper the investigations of behaviour of different elements used for increase of passive safety of cars in dynamic loading were performed by using elaborated measuring system of ,,Crash-Test". The system has been based on two laser transmitters with special detectors. The advantage of presented method is the simplicity as well as possibility of high accelerations recording thanks to contactless measuring method. Elaborated system was used to test the energy absorption by the car body elements of symmetrical square profiles, of single and double walls, empty and with plastics foam. It has been found that the intensity of energy dissipation by applied elements increases with an increase of plastics foam density. The most regular deformation of elements and the best energy dissipation take place when plastics foam density is over 60 kg/m3. Unreasonable increase of plastics foam density causes decrease of plastic displacement of the elements and simultaneous significant increase of acceleration and active force that is a dangerous solution for safety of car users. The best solution is to find such density and kind of foam to obtain at low acceleration the lowest possible deformation of elements.

PL

W pracy przedstawiono badania zachowania się różnych elementów o przekroju kwadratowym, przeznaczonych do zwiększenia bezpieczeństwa biernego pojazdów, przy pomocy systemu nazwanego "Crash-Test". W opracowanym systemie zastosowano dwa nadajniki laserowe, specjalne detektory oraz układy elektroniczne. Przedstawiona metoda charakteryzuje się prostotą i możliwością rejestrowania bardzo dużych przyśpieszeń dzięki zastosowaniu bezstykowej metody pomiarów. Opracowany system został zastosowany do analizy zachowania się próbek wykonanych z blachy o różnych profilach, jedno- i dwuwarstwowych, pustych i wypełnionych tworzywami sztucznymi o różnej gęstości podczas dynamicznego spęczania na młocie spadowym. Stwierdzono, że intensywność absorpcji energii zwiększa się ze wzrostem gęstości tworzyw sztucznych, przy czym najbardziej regularne odkształcenie i najlepszą dyssypację energii uzyskano dla gęstości wynoszącej ponad 60 kg/m3. Nadmierne zwiększenie gęstości tworzyw niebezpiecznie zwiększa przyśpieszenie co może zagrażać bezpieczeństwu użytkowników pojazdów

9

Manufacturing and properties of hybrid SiC(p)-C(f)/Al composite

Imielińska K., Le Petitcorps Y.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

141-144

EN

New, hybrid SiC(p)/C(f)/Al-Si composite, candidate for tribological applications has been proposed. The composite was obtained by pressure infiltration of continuous 3D carbon fibre preform with SiC(p)/Al-Si participate composite. The presence of carbon preform acted as a filter for liquid SiC(p)/Al-Si composite and permitted the formation of surface layer rich in SiC (up to 45%) which resulted in the reduction of weight loss in dry sliding over steel as well as in minimizing the smearing effect of aluminum on the counterface surface which reduced heating of the sliding surface.

PL

Przedstawiono nowy kompozyt hybrydowy o zbrojeniu preformą z ciągłego włókna węglowego 3D nasycaną ciekłym stopem AL-Si7Mg wzmocnionym ziarnami SiC(p) (15%vol.) za pomocą infiltracji pod ciśnieniem. Peforma szklana odgrywała rolę filtra dla ciekłego kompozytu aluminiowego, zatrzymującego węglik krzemu na powierzchni, co powodowało zwiększenie jego koncentracji do 45%. Uzyskano obniżenie ubytku masy w procesie tarcia suchego o stal oraz zminimalizowanie efektu przechodzenia Al na powierzchnię przeciwpróbki, dzięki czemu obniżono nagrzewanie się powierzchni trących.

10

Fabrication, microstructure and properties of Al-Si-Fe-Cu in situ composites

Imielińska K., Le Petitcorps Y.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 5

815-819

EN

In search of cost effective fabrication techniques of metal matrix composites (MMCs) the concept of in situ precipitation of the reinforcement in the metal matrix was proposed and developed during the last decade. This paper reports the results of study on fabrication and characterization of novel, low-cost aluminum matrix composites by in situ precipitation of reinforcement (intermetallics), using liquid Al-Si alloys as well as the powders of Fe and Cu as precursor elements for intermetallics. Incorporation of 5 wt % Fe and 5 wt % Cu powders into the Al-Si alloys followed by stir casting and gravity casting lead to the formation of intermetallic phases Al4FeSi (V(f) = 15 ÷ 35%) of 250 ÷ 350 H(v) (0.02), constituting the effective reinforcement of Al alloy [1,4]. Ultrasonic vibrations applied during solidification of composites have been found to refine significantly the precipitates of the hypoeutectic Al-Si matrix composite (Fig. 4). The composites exhibited significantly improved wear resistance (Fig. 5), hardness (Fig. 6) and compression behaviour (Fig. 9, 10), when compared with matrix alloys. The mechanism of wear in dry sliding of in situ composite as well as pure matrix material has been analysed. The novel in situ composites are proposed as the cost effective candidate materials for industrial applications, provided that the porosity of composites is reduced.

PL

W poszukiwaniu tanich kompozytów na bazie stopów Al powstała koncepcja otrzymywania kompozytów in situ o osnowie stopu Al-Si w reakcji ciekłego stopu Al-Si (Al-Si11, Al-Si25) z proszkiem Fe [1, 4]. Powstałe wydłużone wydzielenia AlFe4Si w stopie AlSi25 [1] o niezbyt wysokiej twardości (rys. 2) stanowią skuteczne wzmocnienie stopu pod względem twardości, sztywności i wytrzymałości na ściskanie, jak też obniżonej ścieralności [4]. Jednak znaczny rozmiar wydzieleń (rzędu setek mikronów) powoduje zwiększoną kruchość stopu. W prezentowanej pracy zmodyfikowano proces otrzymywania tych samych kompozytów zastępując część proszku Fe proszkiem Cu (5 %), w wyniku czego dla stopu Al-Si11 uzyskano cienkie, wydłużone wydzielenia, których obecność poprawiła znacznie właściwości kompozytu przy ściskaniu (rys. 9) w stosunku do materiału otrzymanego poprzednio, w którym wydzielenia miały kształt owalny. W celu rozpoznania dalszych możliwości modyfikacji mikrostruktury kompozytu przeprowadzono próbę rozdrobnienia wydzieleń przez zastosowanie specjalnej metody krzepnięcia z odziaływaniem drgań ultradźwiękowych w czasie jego krzepnięcia. Udało się uzyskać wydzielenia fazy wzmacniającej o długości 10 ÷ 15 mm (rys. 4). W pracy zbadano też odporność na zużycie ścierne w warunkach tarcia suchego na dwóch różnych stanowiskach badawczych. Uzyskano zmniejszenie zużycia próbek kompozytu o zmodyfikowanej strukturze (rys. 5). Przeanalizowano mechanizmy powstawania ubytków przy ścieraniu w kompozycie i materiale nie wzmocnionym. Otrzymane materiały mają szansę zastosowania w przemyśle pod warunkiem zmniejszenia porowatości odlewów.

11

Polymer/clay nanocomposites

Nour M. A.

Polimery

|

2002

|

T. 47, nr 5

326-331

EN

Polymer/clay nanocomposites consisting of a polymer matrix and a dispersed montmorillonite clay (MMT) were discussed. Use of MMT as filler for thermosetting and thermoplastic polymers improves rheological, structural and thermal properties of the resulting materials. Aminoacids, alkylammonium ions, silanes, imidazole salts and crown ethers were characterized as dispersion facilitator's modifying the MMT structure. The polymer matrices discussed include Polyamide 6, polyimides, epoxy resins, polystyrene and polypropylene. Resulting composites characterized by XRD and TEM. Flammability and thermal properties of the nanocomposites are of special importance. Combination of excellent barrier properties and transparency has led to wider application of the polymer/MMT nanocomposites in packaging.

PL

Omówiono nanokompozyty polimerowo-glinkowe złożone z matrycy polimerowej oraz zdyspergowanej w niej glinki - montmorylonitu (MMT). Zastosowanie MMT jako napeł-niacza polimerów termoutwardzalnych i termoplastycznych prowadzi do poprawy właściwości Teologicznych, strukturalnych i termicznych tych materiałów. Scharakteryzowano związki użyte do modyfikacji MMT w celu ułatwienia jego zdyspergowania w matrycy polimerowej; są to mianowicie aminokwasy, jony alkiloamoniowe, silany, sole imidazoliowe i etery koronowe. Przedstawiono nanokompozyty, w których jako matrycę polimerową stosowano poliamid 6, poliimidy, epoksydy, polistyren lub polipropylen. Omawiane kompozyty charakteryzuje się metodą rentgenograficzną i mikroskopii elektronowej. Spośród właściwości nanokompozytów wyróżniono palność oraz właściwości termiczne. Połączenie doskonałych właściwości barierowych i przezroczystości pozwala na coraz szersze zastosowanie nanokompozytów polimer/ MML do opakowań.

12

Możliwości i efektywność eksploatacji materiałów kompozytowych w technice lotniczej i kosmicznej

Kostrub V. A.

Problemy Eksploatacji

|

2000

|

nr 1

239-244

PL

W artykule przedstawiono znaczenie i właściwości kompozytowych materiałów hybrydowych i ich zastosowania w technice lotniczej i kosmicznej. Zilustrowano efekt zastosowania kompozytów i uzasadniono potrzebę ich wdrożenia w technice kosmicznej. Omówiono także technologię wytwarzania kompozytów i możliwości ich zastosowania w produkcji cywilnej.

EN

Article presents the role and characteristics of hybrid composite materials and their implementation in the air and space technology. The effect of such material use and justification of their application was illustrated. Possibilities of composite materials implementation in civil production were described.