Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of porosity on thermal properties of TiB2-based Cu cermets obtained by ball milling and containerless HIP

Litwa P., Perkowski K., Kobus I., Ziemnicka-Sylwester M., Czujko T., Varin R. A.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 3

109--114

EN

The effect of porosity on microstructure and thermal properties of titanium diboride (TiB2) based cermets with Cu binder was investigated. It has been demonstrated a good wettability of the TiB2–Cu interfaces which allows for heat flow through it easily but formed microporosity (25÷32 %) and related structural defects in the sintered cermets affects the thermal conductivity. The specific heat changes exponentially with temperature and amounts to 0.37 J∙g–1K–1 at 298 K for the TiB2–Cu (20 vol. %) cermet with the lowest porosity. The X-ray diffraction (XRD) analysis confirmed that TiB2–Cu is the stable system and there was no reaction between TiB2 and Cu. The dependence of microstructure and composition on thermal properties of sintered the TiB2–Cu cermet alloys was discussed.

PL

Porowatość ma zasadniczy wpływ na przewodnictwo cieplne spieków, powodując zwiększenie przewodności w zależności od porowatości otwartej oraz składu kompozytu. Pory mogą także pełnić rolę sorbentów gazów, przede wszystkim helu i trytu wydzielanych pod wpływem promieniowania w reakcji absorpcji neutronów w materiałach o dużym przekroju czynnym z fazą TiB2, B4C lub ZrB2, co może zminimalizować stopień pęcznienia i w efekcie ryzyko fragmentacji materiału absorbującego. Badanie kompozytów z dodatkiem miedzi umożliwia zwiększenie współczynnika przewodzenia ciepła, co wspomaga także transfer ciepła wytworzonego przez reakcje jądrowe w materiałach absorbujących do chłodziwa oraz zapewnia utrzymanie temperatury poniżej ich temperatury topnienia. Celem pracy było przede wszystkim określenie wpływu zmian porowatości na mikrostrukturę i właściwości cieplne spieków TiB2– Cu wytworzonych w procesie mielenia mechanicznego i zagęszczania proszków. W celu obniżenia temperatury konsolidacji proszku TiB2 wytworzono cermetale o zawartości Cu od 10÷30% obj. Ze względu na słabe właściwości zwilżające Cu (Θ = 140°) w celu intensyfikacji procesów transportu masy przeprowadzono prasowanie izostatyczne na gorąco pod wysokim ciśnieniem (200 MPa) po wstępnym zagęszczaniu proszków na zimno.

2

The Dehydrogenation Process of Destabilized NaBH4-MgH2 Solid State Hydrie Composites

Czujko T., Varin R. A., Zarański Z., Wroński Z. S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 2

539-552

EN

The composite behaviour of sodium borohydride – magnesium hydride mixtures was investigated. Mutual influence of both hydrides on their decomposition process was studied. The (NaBH4+MgH2) composite hydride system was synthesized in a wide range of compositions by controlled mechanical (ball) milling in a magneto-mill. In effect, nanocomposites having nanometric grain sizes of the constituent phases residing within micrometric-sized particles were produced. The dehydrogenation process of obtained composites was investigated by Differential Scanning Calorimetry (DSC) method. It is shown that the hydrogen desorption temperature of the composite constituent with the higher desorption temperature in the (NaBH4+MgH2) system substantially decreases linearly with increasing volume fraction of the constituent having lower desorption temperature which is similar behavior to well-known composite Rule-of-Mixtures (ROM) for structural composites. It is also shown that in the (NaBH4+MgH2) composite the constituents such as MgH2 and NaBH4 decompose separately and destabilization of the composite constituent with a higher desorption temperature is unrelated to the formation of MgB2 intermetallic phase. Therefore, the improved dehydrogenation properties for NaBH4 is likely due to the presence of nanostructured metallic Mg which acts as a catalyst. It is also shown that, most likely, the NaBH4 constituent act as a catalyst for the accelerated decomposition of MgH2.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zachowań kompozytowch mieszaniny borowodorek sodu – wodorek magnezu, gdzie ocenie poddano wzajemne oddziaływanie obu wodorków na ich proces dekompozycji. Układ kompozytów wodorkowych (NaBH4+MgH2) syntetyzowany był w szerokim zakresie składów, poprzez kontrolowane mielenie mechaniczne (kulowe), w młynku magnetycznym. W efekcie powyższego procesu wytworzono nanokompozyty, których składniki fazowe posiadają ziarna o nanometrycznej wielkości, wystepujące w mikrometrycznych cząstkach. Proces odwodorowania uzyskanych kompozytów badano z wykorzystaniem metody kalorymetrycznej DSC (Differential Scanning Calorimetry). Wykazano, że temperatura desorbcji wodoru składnika kompozytu o wyższej temperaturze dekompozycji w układzie (NaBH4+MgH2) istotnie obniża się liniowo wraz ze wzrostem udziału objętościowego składnika o niższej temperaturze dekompozycji, zachowując się w sposób podobny do obowiazującej dla kompozytów strukturalnych reguły mieszanin ROM (Rule-of-Mixtures). Wykazano ponadto, iż w kompozycie (NaBH4+MgH2) jego składniki, MgH2 i NaBH4, dekomponuja oddzielnie i destabilizacja składnika o wyższej temperaturze desorbcji nie jest związana z powstawaniem fazy międzymetalicznej MgB2. Stąd też poprawa właściwości do odwodorowania NaBH4 jest prawdopodobnie spowodowana obecnoącią nanostrukturalnego, metalicznego Mg, który działa katalitycznie. Dodatkowo wykazano, że NaBH4 najprawdopodobniej działa katalitycznie na przyspieszenie dekompozycji MgH2.

3

The effects of microstructural modification by mechanical milling on hydrogen desorption from magnesium hydride

Varin R. A., Czujko T., Wronski Z. S., Calka A.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 2

529-536

EN

Nanostructured hydrides fabricated by mechanical (ball) milling offer a promising alternative to hydrogen storage in compressed or liquid form. However, ball milling brings about both beneficial and detrimental effects to their hydrogen desorption characteristics. These effects have been studied in the ball milled magnesium hydride, MgH2. A beneficial effect is that the refinement of the hydride powder particle size and the gamma-MgH2 phase residing within the powder particles, acting additively, are responsible for a substantial reduction of hydrogen desorption temperature of MgH2 hydride. A detrimental effect is a reduction of the hydrogen storage capacity after nanostructuring of MgH2 by ball milling. Both effects are presented and discussed. In particular DSC hydrogen desorption curves at the heating rate of 4°C/min of the ABCR powder as received, milled in hydrogen for (a) 0.25 to 5h and (b) 10 and 20h and finally cycled, XRD patterns of MgH2 (Tego Magnan registered trademark) powders milled continuously for 100h, desorption curves under 0.1 MPa H2 at various temperatures of commercial MgH2 powder Tego Magnan registered trademark milled continuously for 20h are presented in the paper.

4

Structural and functional intermetallics - an overview.

Varin R.A.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 1

11-18

EN

This overview presents the current status of the research and development of both structural and functional intermetallics. On the one hand, the discussion is focused on commercialization and existing industrial applications of intermetallics. Within this frame the applications of titanium aluminides (TiAl) for turbocharger rotors and exhaust valves in automotive industry are being discussed. Advances in the application of TiAl alloys for the next generation of turbine blades in aerospace/aircraft segment are presented. The entire spectrum of nickel and iron aluminide alloys developed commercially by the Oak Ridge National Laboratory (USA) and the examples of their application in various segments of industry are thoroughly discussed. Some inroads made in the application of directionally solidified (DS) multiphase niobum silicides (Nb3Si + Nb5Si3) insitu intermetallic composites with the goal of pushing the service temperature envelope of turbine blades to ~ 1200-1300 degrees centigrade are also discussed. On the other hand, various topics in basic or curiosity driven research of titanium aluminides and trialuminides, iron aluminides and high temperature structural silicides are discussed. Some very recent findings on the improvements in fracture toughness and strength of titanium trialuminides and magnetic behaviour of unconventionally cold-worked iron aluminides are highlighted. The topic of functional intermetallics is limited to the systems most suitable for hydrogen storage applications. A perspective on the directions of future research and development of intermetallics is also provided.

PL

Praca przedstawia w sposób przeglądowy aktualny stan badań i rozwoju konstrukcyjnych oraz funkcjonalnych stopów na osnowie faz międzymetalicznych. Z jednej strony dyskusja skupia się na komercjalizacji i dotychczasowych zastosowaniach faz międzymetalicznych w przemyśle. W obrębie tych zagadnień omawiane są aplikacje stopów na osnowie fazy TiAl na odlewy wirników układu turbodoładowania oraz zawory wylotowe dla przemysłu motoryzacyjnego. W pracy przedstawiono również zalety zastosowania stopów TiAl na nowej generacji łopatki turbin w przemyśle kosmicznym i lotniczym. Omówiono szerokie spektrum niklowych i żelazowych aluminidków komercyjnie rozwijanych przez Oak Ridge National Laboratory (USA), a także zaprezentowano przykłady ich zastosowania w przemyśle. Dyskutowane są zastosowania wielofazowych, insitu kompozytów Nb3Si + Nb5Si3 otrzymywanych za pomocą krystalizacji kierunkowej, które pozwalają podnieść temperaturę pracy łopatek turbin do ~1200-1300 stopni Celsjusza. Z drugiej strony w artykule poruszane są różne zagadnienia natury podstawowej i kuriozalnej, które są siłą napędową badań aluminidków tytanowych, żelazowych, trójskładnikowych na osnowie tytanu i wysokotemperaturowych faz międzymetalicznych z udziałem krzemu. W pracy przedstawiono wyniki ostatnich badań dotyczących poprawy odporności na kruche pękanie i wytrzymałości trójskładnikowych aluminidków tytanowych, a także opisano zachowanie magnetyczne aluminidków żelazowych poddanych zgniotowi na zimno. Zagadnienia z obszaru funkcjonalnych faz międzymetalicznych ograniczono do układów odpowiednich dla zastosowań do magazynowania wodoru. W artykule przedstawiono również perspektywiczne kierunki badań i rozwoju stopów na osnowie faz międzymetalicznych.