PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 28

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Content available Manufacturing of ZrO2-Ni graded composites via centrifugal casting in the magnetic field
Wachowski M., Kosturek R., Winkler H., Miazga A., Lada P., Kaszuwara W., Konopka K., Zygmuntowicz J.
Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences
|
2020
|
Vol. 68, nr 3
539--545
EN
The paper presents the possibility of fabricating ceramic-metal composites by an innovative method of centrifugal slip casting in the magnetic field. It was examined whether the use of this method would allow obtaining a gradient concentration of metal particles in the ceramic matrix. In the applied technique, the horizontal rotation axis was used. The study investigated the effect of solid phase content on the properties and microstructure of the products. Water-based suspensions with 35, 40, 45 and 50 vol.% of solid-phase content were prepared with 10 vol.% additional of nickel powder. The viscosity of prepared slurries was considered. The gradient distribution of nickel particles in the zirconia matrix was observed on SEM. Vickers hardness of ZrO2-Ni composites has been measured. The research revealed that the physical properties depend on the volume fraction of solid content and increase as the volume of solid content increases.
2
Content available The possibility of producing graded Al2O3-Mo, Al2O3-Cu, Al2O3-W composites using CSC method
Wachowski M., Kaszuwara W., Miazga A., Konopka K., Zygmuntowicz Justyna
Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences
|
2019
|
Vol. 67, nr 2
179--184
EN
The subject of the study was the production and characterization of three ceramic-metal graded composites, which differed in addition of the metallic phase. The following composites systems were investigated: Al2O3-Mo, Al2O3-Cu, Al2O3-W. Composites were produced by centrifugal slip casting method. This technique combines the classic casting of the slurry into porous molds with the action of centrifugal force. As a result, sleeve-shaped shapes with a metallic phase gradient were obtained. X-ray phase analysis have not revealed new phases in the produced composites. The type of metallic phase and its distribution in the ceramic matrix influenced the hardness of the produced composites.
3
Content available remote Microstructure and hardness of Al2O3-ZrO2-Ti composites
Rozbiegała E., Miazga A., Lada P., Zygmuntowicz J., Konopka K.
Composites Theory and Practice
|
2018
|
R. 18, nr 1
57--62
EN
The aim of this work was to fabricate Al2O3-ZrO2-Ti composites by slip casting and to analyse the influence of a pure titanium addition on the microstructure and density of the composites. For this purpose, two groups of samples were prepared by slip casting, with and without titanium. Experiments were performed using the samples: Al2O3 + 10 vol.% ZrO2 and Al2O3 + 10 vol.% ZrO2 + 10 vol.% Ti. The composites were characterized by XRD and SEM. Moreover, the density was measured using the Archimedes method. The hardness was measured as well. The obtained composites had a homogeneous microstructure and high relative density. It was found that a phase transformation in ZrO2 occurred. The titanium content as a ductile phase can slightly reduce the Vickers hardness of the composites.
PL
Celem pracy było wytworzenie kompozytów Al2O3-ZrO2-Ti metodą odlewania z mas lejnych (slip-casting) oraz analiza wpływu dodatku czystego tytanu na mikrostrukturę i gęstość kompozytów. Przygotowano dwa zestawy próbek, różniących się brakiem lub obecnością dodatku tytanu: Al2O3 + 10% obj. ZrO2 oraz Al2O3 + 10% obj. ZrO2 + 10% obj. Ti. Wytworzone kompozyty charakteryzowano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej oraz skaningowej mikroskopii elektronowej. Zagęszczenie kompozytów wyznaczono metodą Archimedesa, natomiast twardość zmierzono metodą Vickersa. W badanych kompozytach otrzymano jednorodną mikrostrukturę oraz wysokie zagęszczenie. Zauważono również obecność przemiany fazowej zachodzącej w dwutlenku cyrkonu. Dodatek fazy plastycznej w postaci tytanu nieznacznie obniżył gęstość oraz twardość badanych kompozytów.
4
Content available remote Al2O3-Mo functionally graded material obtained via centrifugal slip casting
Zygmuntowicz J., Baczyńska A., Miazga A., Kaszuwara W., Konopka K.
Materiały Ceramiczne
|
2017
|
T. 69, nr 2
73--77
EN
Al2O3-Mo functionally graded material (FGMs) was fabricated successfully by a centrifugal slip casting method. An aqueous ceramic slurry containing 50 vol.% of the solid phase and including 10 vol.% of the molybdenum particles was made. Consolidation was performed by using a centrifugal slip casting process at 3000 rpm for 1.5 h. The morphology and chemical composition of the produced composite were analysed using a scanning electron microscope equipped with an EDS detector. Moreover, the X-ray diffraction was made. The microstructural observation and the stereological analysis confirmed that the molybdenum particles are distributed in the material in a gradient way.
PL
Funkcjonalny materiał gradientowy z układu Al2O3-Mo zostały wytworzony metodą odlewania odśrodkowego mas lejnych. Wodną zawiesinę o zawartość fazy stałej 50% obj. przygotowano na bazie tlenku glinu i proszku molibdenu (10% obj.). Próbki formowano metodą odlewania odśrodkowego; parametry procesu były następujące: v - 3000 obr./min, czas - 1,5 godz. Charakterystyka mikrostruktury oraz składu chemicznego wytworzonego kompozytu została wykonana przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego z detektorem EDS. Przeprowadzono analizę fazową (XRD) kompozytu. Obserwacje mikrostruktury oraz analiza stereologiczna potwierdziły gradientowe rozmieszczenie cząstek molibdenu w wytworzonym kompozycie.
5
Content available remote Surface layer structure of Al2O3-Ni graded composites depending on gypsum mold porosity
Zygmuntowicz J., Miazga A., Konopka K., Kaszuwara W.
Composites Theory and Practice
|
2017
|
R. 17, nr 1
37--40
EN
The paper presents the influence of gypsum mold porosity as one of the process parameters allowing change in the gradient microstructure of composites obtained by centrifugal slip casting (CSC). This method combines the effects of slip casting and centrifugation. Composites made by centrifugal slip casting have the shape of hollow cylinders. Three types of gypsum molds with different porosity were used in the experiment. Alumina matrix graded composites with nickel particles were investigated. Slurries with a 45 vol.% solid content were consolidated using centrifugation at 1700 rpm. The composite properties were characterized using X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Selected physical properties of the sintered specimens were measured by the Archimedes method. Applying a reductive atmosphere (H2/N2) during sintering averted the formation of NiAl2O4. The research showed that the use of different gypsum molds has an influence on the microstructure of Al2O3-Ni composites. The presented results revealed that with an increase in gypsum mold porosity, the width of the zone with nickel particles in the composites increases. It was found that the maximum width of the zone with the metal particles was obtained by the composites produced using the gypsum mold with the highest porosity.
PL
Przedstawiono wpływ porowatości formy gipsowej jako jeden z parametrów procesu umożliwiający zmianę mikrostruktury gradientowej kompozytów otrzymanych w wyniku odlewania odśrodkowego mas lejnych. Metoda ta łączy w sobie odlewanie mas lejnych z działaniem siły odśrodkowej. Kompozyty wytwarzane metodą odlewania odśrodkowego mas lejnych charakteryzują się cylindrycznym kształtem. W eksperymencie do wytworzenia kompozytów zastosowano trzy rodzaje form gipsowych, różniące się między sobą porowatością. Zostały zbadane kompozyty o osnowie Al2O3 z cząstkami Ni. Zawiesiny o zawartości 45% obj. fazy stałej zostały skonsolidowane w procesie odlewania odśrodkowego przy prędkości 1700 obrotów na minutę. Kompozyty scharakteryzowano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej oraz skaningowego mikroskopu elektronowego. Wybrane właściwości fizyczne spieków zostały wyznaczone za pomocą metody Archimedesa. Zastosowanie atmosfery redukującej (H2/N2) podczas procesu spiekania prowadzi do uniknięcia pojawienia się fazy NiAl2O4. Badania wykazały, że zastosowanie różnych form gipsowych ma wpływ na mikrostrukturę kompozytów Al2O3-Ni, a w szczególności na grubość warstwy wierzchniej. Przedstawione wyniki wskazują, że wraz ze wzrostem porowatości formy gipsowej zwiększa się szerokość strefy zawierającej cząstki niklu w kompozytach. Stwierdzono, że kompozyt charakteryzujący się maksymalną szerokość strefy zawierającej cząstki metalu wytworzono przy użyciu formy gipsowej o najwyższej porowatości.
6
Content available remote Mechanical properties of ZrO2-Ti composite system
Łada P. M., Lewandowska D., Miazga A., Konopka K.
Composites Theory and Practice
|
2017
|
R. 17, nr 1
3--8
EN
The paper presents the characteristics of the ZrO2-Ti composite system, formed by the slip casting method. Samples were prepared from slurries with a 45 vol.% solid phase content and 0, 3 and 10 vol.% additions of titanium, respectively. The sintering process was executed in the inert atmosphere of argon at 1450°C with a 2-hour dwell time at the maximum temperature. Density and strength measurements of the green bodies and sintered samples were made. In order to determine the phase structures before and after the sintering process, X-ray analysis was conducted. Vickers hardness and fracture toughness for the sinters were measured. The addition of titanium particles to ZrO2 resulted in a slight decrease in hardness compared to the plain zirconia samples, while the fracture toughness of the composite samples increased. The tensile strength of the green bodies and sinters was at a similar level for the zirconia and composite samples. For the green bodies, the monoclinic ZrO2 phase and tetragonal ZrO2 were revealed. After sintering, only the tetragonal phase of zirconia was detected.
PL
Przedstawiono wybrane właściwości mechaniczne kompozytów z układu ZrO2-Ti wytwarzanych metodą odlewania z mas lejnych (ang. slip casting). W celu wykonania próbek przygotowano masy o zawartości 45% obj. fazy stałej z dodatkiem tytanu w ilości 0, 3 i 10% objętościowych. Badania zagęszczenia oraz wytrzymałości przeprowadzono na próbkach w stanie surowym oraz próbkach po spieczeniu w temperaturze 1450°C w atmosferze obojętnej argonu. W celu określenia budowy fazowej przeprowadzono badanie XRD dla próbek przed i po spieczeniu. Wykonano także pomiary twardości metodą Vickersa. Na ich podstawie wyliczono odporność na kruche pękanie. Dodatek tytanu spowodował nieznaczne obniżenie twardości przy wzroście odporności na kruche pękanie w stosunku do ceramiki cyrkonowej, nie zmienił za to wytrzymałości kształtek w stanie surowym. W próbkach przed spieczeniem zaobserwowano występowanie fazy jednoskośnej ZrO2, która nie pojawia się w próbkach po spieczeniu.
7
Content available remote Characterization of zirconia composites with nickel particles
Zygmuntowicz J., Miazga A., Łoś J., Konopka K.
Composites Theory and Practice
|
2017
|
R. 17, nr 2
109--113
EN
The aim of this paper was to characterize the microstructure and selected properties of Ni-3YSZ composites. The composites were prepared from a powder mixture containing 90 vol.% ZrO2 and 10 vol.% nickel powder. In the experiments the following powders were used: ZrO2 powder stabilized by 3 mol% Y2O3 from TOSOH ZIRCONIA 3YSZ of an average particle size less than 100 nm and density 6.05 g/cm3 and Ni powder from Sigma-Aldrich of an average particle size 1.5 µm and density 8.9 g/cm3. The samples were formed by uniaxial pressing. Two series of samples were fabricated with different sintering temperatures: series I was sintered at 1400°C and series II was sintered at 1600°C. The sintering process was conducted in an argon atmosphere. The structure of the samples was examined by X-ray diffraction (XRD) after sintering. The microstructure of the composites was investigated by scanning electron microscopy (SEM). The chemical composition was examined by energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The selected physical properties of the prepared composites was measured by the Archimedes method. The hardness was measured using Vickers hardness testing. Based on the hardness measurements the KIC values were determined. Uniaxial pressing and the sintering method enabled the manufacture of Ni-3YSZ composites. The microstructure observation revealed homogeneous distribution of the Ni particles in the ZrO2 matrix in both series. The XRD patterns of the composites after sintering at 1400°C (series I) and 1600°C (series II) show that the composites consisted of three phases: t-ZrO2, m-ZrO2 and Ni. It was found that the temperature of 1400°C is not sufficient to obtain Ni-3YSZ composites with a high relative density.
PL
Celem pracy było określenie mikrostruktury i wybranych właściwości kompozytów Ni-3YSZ. Kompozyty wytwarzano z mieszaniny proszku zawierającej: 90% obj. ZrO2 i 10% obj. proszku Ni. W eksperymencie zastosowano następujące proszki: proszek ZrO2 stabilizowany 3% mol Y2O3, firmy TOSOH ZIRCONIA 3YSZ o średniej wielkości cząstek mniejszej niż 100 nm i gęstości 6,05 g/cm3 oraz proszek Ni firmy Sigma-Aldrich o średnim rozmiarze cząstek 1,5 μm i gęstości 8,9 g/cm3. Próbki zostały uformowane w wyniku prasowanie jednoosiowego. Przygotowano dwie serie próbek o różnych temperaturach spiekania: serię I spiekano w temperaturze 1400°C, a serię II spieczono w temperaturze 1600°C. Proces spiekania prowadzono w atmosferze ochronnej argonu. Za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) określono skład fazowy wytworzonych kompozytów. Mikrostrukturę kompozytów zbadano z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Skład chemiczny określono za pomocą spektrometru dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (EDS). Wybrane właściwości fizyczne przygotowanych kompozytów zostały zmierzone z użyciem metody Archimedesa. Twardości kompozytów określono metodą Vickersa. Na podstawie pomiarów twardości wyznaczono wartość odporności na kruche pękanie (KIC). Metoda prasowania jednoosiowego pozwoliła na wytwarzanie kompozytów Ni-3YSZ. Obserwacje mikrostruktury ujawniły jednorodne rozmieszczenie cząstek Ni w osnowie ZrO2 w obydwu seriach. Na podstawie analizy fazowej stwierdzono, że wytworzone kompozyty po procesie spiekania w 1400°C (seria I) oraz 1600°C (seria II) charakteryzowały się obecnością trzech faz: t-ZrO2, m-ZrO2 i Ni. Stwierdzono, iż temperatura 1400°C nie wystarcza do uzyskania kompozytów Ni-3YSZ o wysokiej gęstości względnej.
8
Content available Microstructure Characterization of Composite from ZrO2 – Ti System
Łada P., Miazga A., Bazarnik P., Konopka K.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2017
|
Vol. 62, iss. 4
2045--2049
EN
In this work the microstructure analysis of composite from ZrO2 – Ti system were presented. For the preparation of the composite samples nanometric ZrO2 powder stabilized by 3 mol% of Y2O3 and micrometric titanium powder were used. The composites with 10 vol.% addition of titanium particles were prepared by slip casting method. The sintering process was conducted at 1450°C with 2 hours’ dwell time, in the inert atmosphere of argon. The microstructure observations were carried out with the use of SEM and STEM microscopes. The quantitative analysis and stereological characterization were performed. The SEM and STEM observations allowed characterizing the microstructure of composite samples. Especially, the interface between titanium particles and zirconia matrix was described. The growth of the zirconia grains around the Ti rich areas was observed. The increase of the zirconia grains size results from the reaction on the interface between titanium particle and zirconia matrix during the sintering process.
9
Content available Formowanie kompozytów gradientowych z układu ceramika-metal metodą odlewania odśrodkowego
Zygmuntowicz J., Miazga A., Konopka K., Kaszuwara W.
Szkło i Ceramika
|
2016
|
R. 67, nr 5
13--17
PL
Zapotrzebowanie na nowe materiały kompozytowe nieustanie się zwiększa. Rosną również oczekiwania odnośnie jakości nowych kompozytów oraz metod ich wytwarzania. Aktualnie kierunki rozwoju w zakresie wytwarzania materiałów kompozytowych koncentrują się na poprawie właściwości oraz opracowaniu nowych metod pozwalających wytwarzać kompozyty gradientowe. Głównym problemem stawianym przed inżynierami podczas projektowania kompozytów gradientowych jest kontrolowanie rozmieszczenia cząstek wzdłuż wybranego kierunku. Jedną z metod pozwalających uzyskać kompozyt gradientowy z układu ceramika-metal jest odlewanie odśrodkowe mas lejnych (ang. centrifugal slip casting). Metoda ta łączy w sobie klasyczne odlewanie z gęstwy z działaniem siły odśrodkowej. Pozwala na wytworzenie gotowego wyrobu w kształcie tulei. Wytworzone kompozyty charakteryzują się gradientową budową. Prace prowadzone były dla układu Al2O3-Ni. Na ich przekroju można dostrzec trzy strefy różniące się rozmieszczeniem cząstek niklu.
EN
Demands for new composite materials are continuously increasing, as well as quality requirements for the new composites and methods of their preparation. Currently, directions of development in the production of composite materials focus on improving the properties and inventing of new methods to produce graded composites. The main problem for the engineers designing functionally gradient composites, is to control distribution of the particles along the gradient direction. One of the method to obtain FGM ceramicmetal composite is the centrifugal slip casting. This method combines the classical slip casting with the centrifugal force. It allows the production of finished products in the shape of a hollow cylinder. This investigation was carried out for the Al2O3-Ni system. The resulting composites are characterized by microstructure with the gradient concentration of nickel particles, which has a three-zone microstructure.
10
Content available remote Wpływ składu chemicznego i morfologii na sorpcyjność materiałów porowatych
Riegert D., Radwan K., Rakowska J., Miazga A.
Materiały Ceramiczne
|
2016
|
T. 68, nr 1
22--27
PL
Wzrost rozwoju transportu, techniki i przemysłu powoduje coraz częstsze problemy z niekontrolowanymi rozlewami olejowymi, które mogą powodować skażenie środowiska, zanieczyszczając wody, gleby oraz powietrze. Istnieje szereg metod likwidacji rozlewów substancji ropopochodnych. Wśród najczęściej stosowanych metod ich usuwania jest zbieranie olejów przy użyciu sorbentów mineralnych. Ze względu na dostępność, łatwe stosowanie oraz cenę użytkownik ma możliwość wyboru takiego produktu, który będzie efektywny i nie będzie toksyczny dla środowiska. Według użytkowników najistotniejszym parametrem dla sorbentów, stosowanych zarówno na powierzchniach utwardzonych, jak i powierzchniach wód, jest chłonność. Dobre właściwości sorpcyjne sorbentu umożliwiają zastosowanie niewielkiej ilości materiału do zebrania stosunkowo dużego rozlewu olejowego. Celem artykułu jest pokazanie wpływu składu chemicznego oraz morfologii wybranych sorbentów mineralnych dostępnych na polskim rynku na ich właściwości sorpcyjne. W artykule zaprezentowano wyniki obserwacji z mikroskopii optycznej, skaningowej mikroskopii elektronowej, analizę jakościową składu chemicznego metodą EDS oraz badania chłonności wykonane metodą wagową.
EN
The development of transport, technology and industry results in more frequent problems with uncontrolled oil spill which could contaminate the environment, polluting at the same time water, soil and air. There are several methods of removing the spills of petroleum derivatives. Among the most commonly used methods to remove them is to collect oil with mineral sorbents. Due to availability, easy usage and accessible price the user is able to select such a product that will be effective and will not be toxic to the environment. According to the users, absorbency is the most important parameter for sorbents used both on paved surfaces and water surface. Good sorption properties of the sorbent make possible the use of small quantities of the product to collect a relatively large oil spill. The main aim of this article is to show the influence of the chemical composition and morphology of selected mineral sorbents which are available on the Polish market on their sorption properties. Presented are the results of optical microscopy observation, scanning electron microscopy, a qualitative analysis of the chemical composition by EDS and absorbency tests performed by the gravimetric method.
11
Processing and characterization of ceramic–metal composites obtained by centrifugal slip casting
Zygmuntowicz J., Miazga A., Kaszuwara W., Nowacki R., Konopka K.
Inżynieria Materiałowa
|
2016
|
Vol. 37, nr 5
240--244
EN
Hollow shaped cylinders have been prepared from alumina–nickel composites with a gradient distribution of Ni by centrifugal slip casting method from water based slurries containing Al2O3 and Ni powders, and sintered at 1400°C in reducing N2/H2 atmosphere. No new phases like nickel aluminate spinel were revealed by X-ray diffraction in the Al2O3–Ni graded composites. Scanning electron microscopy (SEM) observations showed the presence of gradient distribution of Ni particles within the cross-section of the samples. Hardness tests confirmed that the nickel particles are distributed in the composite in a gradient way.
PL
Celem pracy było wytworzenie metodą odlewania odśrodkowego mas lejnych kompozytów Al2O3–Ni z gradientem cząstek metalicznych. Scharakteryzowano mikrostrukturę oraz wybrane właściwości uzyskanych materiałów. Przeprowadzono badania twardości wytworzonych kompozytów. Badanie mikrostruktury próbek po obciążeniu pozwoliło na określenie przebiegu drogi oraz mechanizmu pękania. W celach porównawczych badania twardości zostały wykonane także dla próbek jednorodnych z Al2O3.
12
Content available remote ZrO2-Ni composites : properties and characterization
Zygmuntowicz J., Falkowski P., Miazga A., Konopka K.
Composites Theory and Practice
|
2016
|
R. 16, nr 4
249--254
EN
In recent years dynamic progress has been seen in almost all areas of engineering materials. It has contributed to the development of new, innovative materials such as composite materials. Nowadays, a great deal of research is focused on ceramic/metal composites due to their potential to be used in many applications. An example of such a material is ZrO2-Ni composites. This paper describes ZrO2-Ni composites formed by uniaxial pressing and sintering in an argon atmosphere. The microstructure, selected physical and mechanical properties such as hardness, fracture toughness and the biaxial strength of the composites were investigated. The sintered composites had a relative density close to 99% of the theoretical density. The distribution of the component phases was uniform. It was found that the presence of Ni particles affects the mechanical properties of the ZrO2 matrix. It was also revealed that the composites exhibit a lower bending strength than ceramic materials obtained under the same conditions. The composites show a decrease in hardness in regard to the hardness of monolithic ZrO2. The presence of Ni particles in the composites causes dissipation of propagating crack energy, which results in an increased fracture toughness value measured for ZrO2-Ni composites in comparison to the value obtained for monolithic zirconia.
PL
Dynamiczny postęp, jaki miał miejsce w ostatnich latach, widoczny jest praktycznie w każdym obszarze inżynierii materiałowej. Przyczynił się on do opracowania nowych materiałów, takich jak materiały kompozytowe. Obecnie, wiele badań dotyczy kompozytów ceramika/metal ze względu na ich duży potencjał aplikacyjny. Przykładem materiału z tej grupy jest kompozyt ZrO2-Ni. W artykule opisano kompozyty o osnowie tetragonalnego tlenku cyrkonu z dodatkiem niklu formowane na drodze prasowania jednoosiowego oraz spiekane w atmosferze argonu. W pracy opisano mikrostrukturę, wybrane właściwości fizyczne oraz właściwości mechaniczne, takie jak: twardość i odporność na kruche pękanie oraz wytrzymałość mechaniczną na zginanie otrzymanych spieków. Otrzymane spieki charakteryzowały się gęstością względną na poziomie 99% gęstości teoretycznej oraz jednorodnym rozmieszczeniem obu faz w mikrostrukturze kompozytu. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono wpływ cząstek Ni na właściwości mechanicznych ZrO2. Stwierdzono, że kompozyty wykazują niższą wytrzymałość na zginanie niż materiały ceramiczne uzyskiwane w tych samych warunkach. Kompozyty wykazują spadek twardości w odniesieniu do twardości monolitycznego ZrO2. Obecność Ni w kompozytach prowadzi do rozpraszania energii pęknięcia, co powoduje wzrost wartości odporności na kruche pękanie kompozytów ZrO2-Ni w porównaniu do wartości uzyskanych dla monolitycznego ZrO2.
13
Content available remote Fabrication of graded alumina-nickel composites by centrifugal slip casting
Zygmuntowicz J., Miazga A., Konopka K., Kaszuwara W.
Composites Theory and Practice
|
2016
|
R. 16, nr 1
3--7
EN
Microstructural graded hollow cylinders were processed and characterized using the developed method called centrifugal slip casting (CSC). Water based slurries containing alumina and nickel powders were tested in this work. Two series were produced by the CSC technique at mould rotational speeds of 1000 rpm. The samples were prepared with a solid content of 50 vol.% with 10 and 20 vol.% nickel particles with respect to the total solid volume, respectively. The microstructure along the radial direction of a cross-sectional sample was presented. No new phases were observed after sintering. Microstructural observation and EDS analysis showed two zones with various concentrations of Ni particles in both series along the radial direction of the cylinders.
PL
Z użyciem metody odlewania odśrodkowego mas lejnych wytworzono próbki w kształcie walca, które następnie scharakteryzowano. W niniejszej pracy badano zawiesiny wodne zawierające tlenek glinu oraz nikiel. Dwie serie zostały wytworzone techniką odlewania odśrodkowego z mas lejnych przy prędkości obrotowej 1000 rpm. Przygotowano próbki o zawartości 50% objętościowo zawartości fazy stałej, w tym udział fazy metalicznej wynosił odpowiednio 10 oraz 20% objętościowo. Przeprowadzono obserwacje mikrostruktury wzdłuż kierunku promieniowego na przekroju poprzecznym próbek. Nie zaobserwowano nowych faz po spiekaniu. Obserwacja mikrostruktury i analizy EDS wykazały obecność dwóch stref o różnej koncentracji cząstek Ni w obydwu seriach wzdłuż kierunku promieniowego cylindra.
14
Content available Quantitative Description of the Spinel Phase (NiAl2O4) Located into Al2O3 Matrix
Zygmuntowicz J., Miazga A., Konopka K.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2016
|
Vol. 61, iss. 2B
953--956
EN
The presented work focuses on the quantitative description of the spinel phase (NiAl2O4) located into Al2O3 matrix. Three series of samples were prepared. Series I, II and III containing following amount of nickel powder: 0.21% vol, 0.43% vol and 1.3% vol respectively. In order to obtain nickel aluminate spinel sintering was carried out in an oxidizing atmosphere (air). Based on the SEM observation and XRD analysis the presence of spinel phase was confirmed in all samples. Difference in volume fraction of the Ni in the compacts before sintering, resulted in the different content of the spinel phase in the final material. All tested composites were characterized by homogeneous distribution of NiAl2O4 in the whole volume of the material. The purpose of the study was also the use the stereological analysis to determine the shape parameters of new phase.
15
Content available Fabrication of ZrO2-Ti Composites by Slip Casting Method
Łada P., Falkowski P., Miazga A., Konopka K., Szafran M.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2016
|
Vol. 61, iss. 2B
1095--1100
EN
Slip casting is one of the most popular shaping method in ceramic technology which allows producing a large number of elements in small period of time. This shaping technique gives a possibility to fabricate ceramic or composite materials such as ZrO2-Ti. Ti with its properties (low density, high melting point, high-temperature strength, good corrosion resistance and others) combine with ZrO2 (high flexure strength, high compression resistance and very high KIC) can be considered for different applications as constructional and functional materials. For the preparation of such composite nanometric zirconium oxide powder stabilized by 3 mol% Y2O3 and micrometric titanium powder were used. Water-based slurries with 35, 40, 45 and 50 vol.% solid phase content were prepared with 3, 10 and 15 vol.% addition of titanium powder. Zeta potential and pH of prepared slurries were considered. The pH changes were tested as a function of Ti content. The viscosity of the prepared slurries was measured. The sedimentation tests for selected slurries were performed. The casting rate for slurry of 35% solid phase with 10 vol.% Ti was examined. These measurements showed good stability of slurries. With the increasing of the solid phase concentration the density of the green bodies increased. However, the increase of the content of Ti powder reduced the density of green body samples. For selected samples the SEM observations was carried out. Composites produced by slip casting were characterized by a homogenous distribution of Ti particles in the ZrO2 matrix.
16
Content available remote Forming graded microstructure of Al2O3-Ni composite by centrifugal slip casting
Zygmuntowicz J., Miazga A., Konopka K., Kaszuwara W., Szafran M.
Composites Theory and Practice
|
2015
|
R. 15, nr 1
44--47
EN
The aim of this study is to examine the possibility of fabricating ceramic-metal composites with a gradient concentration of metal particles from the Al2O3-Ni system. As the method of composite fabrication, centrifugal slip casting (CSC) was chosen. This method is a technique for powder processing, that combines the effects of slip casting and centrifugal casting. In this work one variant of the centrifugal casting method was used. The horizontal rotation axis was applied. Aqueous based slurries (with 50 vol.% content of solid phase) consisting of alumina and nickel powder (10 vol.%) were tested. The macroscopic as well SEM observations confirmed the gradient concentration of nickel particles in the composites.
PL
Celem niniejszej pracy było zbadanie możliwości wytwarzania kompozytów ceramiczno-metalowych z gradientem stężenia cząstek metalu z układu Al2O3-Ni. Jako metodę wytwarzania kompozytów wybrano odlewanie odśrodkowe mas lejnych (CSC). Metoda ta jest techniką przetwarzania proszku, która łączy w sobie metody: odlewania z gęstwy oraz odlewanie odśrodkowe. W pracy zastosowano metodę odlewania odśrodkowego w układzie z poziomą osią obrotu. Wodną zawiesinę o zawartość fazy stałej 50% obj. przygotowano na bazie tlenku glinu i proszku niklu (10% obj.) Makroskopowe oraz mikroskopowe obserwacje potwierdziły uzyskanie materiału z gradientem stężenia cząstek niklu.
17
Content available remote Morphology of nickel aluminate spinel (NiAl2O4) formed in the Al2O3-Ni composite system sintered in air
Zygmuntowicz J., Miazga A., Konopka K.
Composites Theory and Practice
|
2014
|
R. 14, nr 2
106--110
EN
The aim of this paper was to characterize the microstructure, especially the morphology of NiAl2O4 spinel phase in Al2O3-Ni composite system. The composites were prepared from the powder mixture contains: 90 vol. % of Al2O3 and 10 vol. % of nickel powder. Two series of samples were prepared: Series I with addition of nickel powder of average particle size 8.5 µm and Series II with addition of nickel powder of average particle size 1.5 µm. The presence of the spinel phase in composites was confirmed by both Xr-ay phase analysis and SEM observations. All tested samples were characterized by homogeneous distribution of NiAl2O4 phase in the whole volume of the material. The spinel has on oval shape with characteristic void inside. Two areas of spinel phase were identificated. The inner part is compact and consisted of large grains of spinel. In contrast, the outer part is porous and consisted of smaller grains of spinel. In aim to describe the spinel morphology the stereological analysis was done. Results showed that there is no evident influence of Ni initial grain powder size on the spinel formation and morphology. Formation of the spinel retarded the densification of the composites of Al2O3-Ni system.
PL
Celem niniejszej pracy była charakterystyka mikrostruktury, w szczególności morfologii fazy spinelowej NiAl2O4 w kompozytach z układu Al2O3-Ni. Wykonano dwie serie próbek różniących się między sobą średnią wielkością wyjściowo zastosowanych cząstek proszku niklu. Do przygotowania Serii I wykorzystano nikiel o średniej wielkości cząstek 8,5 µm, natomiast w II Serii użyto cząstek o średniej wielkości 1,5 µm. Na podstawie obserwacji SEM stwierdzono obecność fazy spinelowej w każdej z badanych serii, potwierdziły to również wyniki rentgenowskiej analizy fazowej badanych kompozytów. Wszystkie badane spieki cechowały się jednorodnym rozmieszczeniem fazy NiAl2O4 w całej objętości kompozytu. Faza spinelowa posiada owalny kształt z pustką w środku. Wyróżnić można dwa obszary. Wewnętrzny obszar spinelu jest zwarty i składa się z dużych ziaren spinelu. Przeciwnie, zewnętrzny obszar jest porowaty i złożony z drobniejszych ziaren spinelu. Do opisu morfologii spinelu została użyta analiza stereologiczna. Na podstawie tej analizy stwierdzono, że rozmiar użytego proszku Ni nie wpływa na formowanie i morfologię wytworzonego spinelu. Ponadto stwierdzono, że obecność fazy spinelowej utrudnia zagęszczenie kompozytu.
18
Content available remote Application of gelcasting method in ceramic-metal composite fabrication
Miazga A., Konopka K., Idźkowska A., Szafran M.
Composites Theory and Practice
|
2014
|
R. 14, nr 2
67--70
EN
An attempt has been made to prepare Al2O3/Ni composites with 1 vol.% metal particles by the gelcasting method. Alumina matrix composites with an addition of nickel particles, already used in industry, are produced by various methods. Unfortunately, there is a problem to obtain elements of a complex shape characterized by a uniform distribution of metal particles in a ceramic matrix. For this reason, the authors have attempted to apply the gelcasting method to produce an Al2O3 +1 vol.% Ni composite. The electrokinetic properties of the composite slurries and the influence of the presence of nickel have been studied. The microstructure of green and sintered samples were examined with a scanning electron microscope. Selected physical properties of the composite have been described. The material in the green state was characterized by a density of about 57%, and 97% after sintering, of the theoretical density. Nickel particles were uniformly distributed in the ceramic matrix. The performed studies have confirmed the possibility of using the gelcasting method to produce an alumina-nickel composite.
PL
Celem wytwarzania kompozytów ceramika/metal jest poprawa odporności na pękanie. Kompozyty o osnowie tlenku glinu z dodatkiem niklu są już obecnie materiałem stosowanym. Materiał ten wytwarzany jest różnymi metodami. Problemem niestety jest uzyskanie elementów o skomplikowanym kształcie charakteryzujących się jednorodnym rozmieszczeniem cząstek metalu w ceramicznej osnowie. Z tego powodu autorzy podjęli próbę aplikacji metody gelcasting do wytworzenia kompozytu Al2O3 + 1% obj. niklu. Przeprowadzone zostały badania właściwości elektrokinetycznych, wpływu obecności niklu oraz ilości incjatora na czas polimeryzacji. Próbki w stanie surowym oraz po procesie spiekania badano z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego. Określone zostały także wybrane właściwości fizyczne kompozytu. Materiał w stanie surowym charakteryzował się gęstością ok. 57%, natomiast po procesie spiekania 97% gęstości teoretycznej. Cząstki niklu były jednorodnie rozmieszczone w ceramicznej osnowie. Wykonane badania potwierdziły możliwość wykorzystania metody gelcasting w wytwarzaniu kompozytów Al2O3\Ni.
19
Content available remote Wpływ atmosfery spiekania na mikrostrukturę i właściwości kompozytów Al2O3-Ni
Konopka K., Kuczyński P., Miazga A., Riegert D.
Materiały Ceramiczne
|
2012
|
T. 64, nr 1
89-93
PL
W artykule przedstawiono wpływ atmosfery spiekania (powietrze, argon, wodór) na mikrostrukturę i wybrane właściwości kompozytów Al2O3-Ni. Kompozyty otrzymane były w procesie prasowania i spiekania proszków Al2O3 i Ni. Zastosowanie różnych atmosfer spiekania doprowadziło do zróżnicowanej budowy fazowej kompozytów. Kompozyty spiekane w atmosferze argonu oprócz Al2O3 i Ni charakteryzowały się obecnością NiO. Badania przy użyciu dyfrakcji rentgenowskiej ujawniły obecność NiO w warstwie zewnętrznej kompozytu. W przypadku spiekania w powietrzu stwierdzono obecność fazy spinelowej NiAl2O4 zarówno w warstwie zewnętrznej, jak i w środku próbki o czym świadczą charakterystyczna, niebiesko-turkusowa barwa próbki na całym jej przekroju oraz, potwierdzające obecność spinelu, badania dyfrakcji rentgenowskiej. Powstanie NiO oraz NiAl2O4 świadczy o procesie utleniania cząstek Ni na etapie konsolidacji. W przypadku spiekania w atmosferze argonu warstwa NiO powstaje na granicy międzyfazowej Ni/Al2O3 jako skutek absorpcji tlenu na powierzchni cząstek proszku Ni już na etapie mieszania i prasowania proszków. Natomiast spiekanie w atmosferze powietrza doprowadziło do utworzenia fazy spinelowej. W szczególności w warstwie zewnętrznej doszło do całkowitego przereagowania Ni i przejścia do spinelu NiAl2O4. Spiekanie w redukującej atmosferze H2 zapewnia dwufazową budowę kompozytu złożoną z rozmieszczonych w osnowie Al2O3 cząstek Ni. Różnice w budowie fazowej kompozytów powodują różnice w ich gęstości i porowatości, a także twardości. Najwyższą gęstość jak również twardość uzyskano w kompozytach spiekanych w H2.
EN
This paper presents the effect of sintering atmosphere (air, argon, hydrogen) on the microstructure and selected properties of Al2O3-Ni composites. The composites were obtained by pressing and sintering of Al2O3 and Ni powders. The use of different sintering atmospheres has led to composites of various phase compositions. The composites sintered in argon shown the presence of NiO in addition to Al2O3 and Ni. X-ray diffraction studies revealed NiO in an outer layer of the material. In the case of sintering in air, the NiAl2O4 spinel phase was detected, either on the sample surface and in the sample interior. The fact provides a characteristic blue-turquoise color of the sample throughout its cross section. The presence of NiAl2O4 was confirmed by X-ray diffraction studies. The formation of NiO and NiAl2O4 indicates oxidation of Ni particles during the consolidation process. In the case of sintering in argon, the NiO layer is formed at the Ni/Al2O3 interface as a result of oxygen absorption on the surface of Ni particles during mixing and pressing the powders. Sintering in air led to the formation of spinel. In particular, there was a complete transition of Ni to the spinel NiAl2O4 in the outer layer. Sintering in the reducing atmosphere of H2 provides a two-phase composite structure composed of nickel particles distributed in the Al2O3 matrix. Differences in the composite phase-compositions cause differences in their density, porosity and hardness. The highest density and hardness were obtained for the composites sintered in H2.
20
Content available remote Warstwy Ni-P z proszkami ceramicznymi jako faza dyspersyjna
Miazga A., Konopka K., Trzaska M., Biedunkiewicz A.
Materiały Ceramiczne
|
2012
|
T. 64, nr 1
94-97
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i niektórych właściwości niklowych warstw kompozytowych z fazą dyspersyjną w postaci proszków ceramicznych otrzymanych metodą zol-żel. Wykorzystane zostały dwa rodzaje proszków: nanometryczny węglik tytanu oraz wielofazowa mieszanina węglików i borków, w skład której wchodziły min. TiB2, B4C i TiC, także o rozmiarach nanometrycznych. Warstwy wytwarzane były metodą redukcji chemicznej na stali St3S. W celach porównawczych na tym samym podłożu wytworzona została także warstwa Ni-P. Osadzanie warstw przeprowadzano z wykorzystaniem zasadowej kąpieli do niklowania chemicznego z dodatkiem 1 g/dm3, 5 g/dm3 i 10 g/dm3 ceramicznej fazy dyspersyjnej. Na podstawie przyrostu masy określona została szybkość narastania warstw pozwalająca ocenić efektywność procesu bezprądowego osadzania. Topografia otrzymanych warstw oraz struktura warstw na przekroju charakteryzowane były z użyciem skaningowego mikroskopu elektronowego z przystawką EDS. Wykonana została komputerowa analiza obrazu pozwalająca określić zawartość fazy ceramicznej w warstwie. Charakterystyka morfologii powierzchni warstw wykonana została z użyciem profilometru optycznego. Określone zostały także parametry chropowatości oraz mikrotwardość. Stwierdzono, że obecność proszku TiC w kąpieli zwiększa szybkość procesu osadzania warstw, natomiast proszek wielofazowy spowalnia ten proces oraz jest on mniej efektywny pod względem ilości wbudowanej w warstwę fazy ceramicznej. Stwierdzono także, że warstwy kompozytowe charakteryzowały się znacznie większą chropowatością powierzchni oraz wyższą mikrotwardością w porównaniu do warstwy Ni-P.
EN
The paper presents the results of studies of the structure and some properties of composite nickel layers with the dispersion phase as ceramic powders obtained by the sol-gel method. Two types of powders were used: nanometric titanium carbide and mixture of carbides and borides, which contained e.g. TiB2, B4C and TiC, also of a nanometric size. The layers were deposited by chemical reduction on St3S steel. For comparison, on the same substrate, Ni-phosphorus coatings were obtained. The coatings were deposited from alkaline bath. The electroless deposition processes were performed with different contents of ceramic powders: 1 g/dm3, 5 g/dm3 and 10 g/dm3. Basing on the mass increase, a rate of layer rise was determined, which allowed the effectiveness of the process to be evaluated. The topography of the obtained layers and their cross-sectional structure were characterized by using scanning electron microscopy with EDS attachment. Computer image analysis was applied to determine the content of the dispersed ceramic phase in the composite material. Characteristics of the surface morphology of the layers was performed by using an optical profilometer. The roughness and microhardness values were determined. It was found that the presence of TiC powder in the bath increases the speed of the deposition process while multiphase powders slows the process, and it is less efficient in terms of the ceramic phase content built in the layer. It was also found that the composite layers showed much higher surface roughness and higher microhardness than the Ni-P layer.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.