Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructural characterization of cellulose fibres in reinforced cement boards

Schabowicz K., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Ranachowski Z., Kudela S., Dvorak T.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 4

1068--1078

EN

The microscopic analysis of the different cellulose fibre cement composites is presented. The observations of the fibres in optical microscope in transmitted light and in scanning electron microscope are described. The micro computed tomography (micro-CT) and SEM were used to determine the distribution of the fibres in the matrix. The investigated fibre cement boards were produced by extrusion process and panels were cured in natural conditions. The main goal of the research was application of different microscopic methods to analyze the fibres distribution as a result of a different methods of their production. Micro-CT was used for 3D visualization of fibres distribution in three different fibre cement boards. It was possible to determine the average diameter of the fibres and their concentration using the high-resolution mode of micro-CT scanning procedure. Finally, a procedure which can be applied as a useful tool for analysis of the different procedures used in production of fibre cement boards is described. This procedure can be successfully used in the quality control system of cellulose fibre distribution in cement composites.

2

Rola fazy mulitowej w podwyższeniu odporności elektroporcelan na procesy starzeniowe

Ranachowski P., Rejmund F., Ranachowski Z., Pawełek A., Piątkowski A., Kudela S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 11b

162-165

PL

W pracy przedstawiono badania wpływu fazy mulitowej na krótko- i długotrwałą wytrzymałość mechaniczną elektroporcelan rodzaju C 110, C 112, C 120 oraz C 130. Rozpatrywana była sumaryczna zawartość fazy mulitowej, wielkość i rozłożenie jej wydzieleń oraz niezaglomeryzowanych kryształów w osnowie szklistej. W badaniach wykorzystano metodę mechanoakustyczną, techniki mikroskopowe (MO i SEM) oraz metodę ultradźwiękową. Przedstawiono rolę fazy mulitowej w podwyższeniu odporności na procesy starzeniowe porcelany elektrotechnicznej różnego rodzaju.

EN

The paper presents the research of the influence of the mullite phase on the short- and long-term mechanical strength of the electrotechnical porcelain of different types (C 110, C 112, C 120 and C 130). The total mullite phase content, size and distribution of precipitates and dispersed single crystals in the glassy matrix were considered. During investigation mechanoacoustic and microscopic techniques as well as ultrasonic testing were used. The role of the mullite phase in the increase of resistance to aging processes of electrical porcelain of various types was described.

3

Mechanoacoustic and microscopic study of aluminous porcelain resistance to structural degradation

Ranachowski P., Rejmund F., Ranachowski Z., Pawełek A., Piątkowski A., Kudela S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

1127-1233

EN

The paper presents mechanoacoustic and microscopic testing of degradation processes of modern C 120 electrotechnical porcelain of domestic medium voltage line insulator. Samples of small dimensions, cut off from the rod of insulator, were subjected to compressive loading, with recording of acoustic emission descriptors. Microscopic analysis enabled determining the advancement of degradation effects. Three stages of the structure degradation were distinguished. The effectiveness of dispersive and fibrous reinforcement of modern aluminous porcelain C 120 type has been described. Structural strengthening by corundum grains and mullite needle shaped crystals improves mechanical parameters and distinguishes this material from typical aluminosilicate ceramics. The presented results enable drawing up the conclusions concerning the resistance of investigated material to the ageing degradation process development during long term operation.

PL

W pracy przedstawiono mechanoakustyczne i mikroskopowe badania procesów degradacji w nowoczesnym tworzywie porcelanowym rodzaju C 120 liniowego izolatora SN. Małogabarytowe próbki, wycięte z pnia izolatora, były quasi-statycznie ściskane z jednoczesną rejestracją deskryptorów emisji akustycznej. Badania mikroskopowe ściskanych próbek wykorzystano do opisu mechanizmu degradacji tworzywa. Wyróżniono trzy kolejne etapy degradacji struktury tworzywa. Stwierdzono wysoką krótko- i długotrwałą odporność materiału izolatora w porównaniu do typowych tworzyw rodzaju C 120. Jest to wynikiem skutecznego dyspersyjnego i włóknistego wzmocnienia struktury czerepu badanej porcelany

4

Mechanical and acoustic emission behaviour in channel-die compressed Mg9Li alloys before and after treatment by HPT method

Pawełek A., Kudela S., Piątkowski A., Jasieński Z., Ranachowski Z., Kudela S. JR.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

579-581

EN

The results of the investigations of acoustic emission (AE) in Mg-Li alloys of new generation: Mg9Li, Mg9Li1Al, Mg9Li3Al and Mg9Li5Al, subjected to channel-die compression tests before and after the application of intensive strain method HPT (High Pressure Torsion) are presented. The aim of these studies is the explanation of the correlations between the AE and the plastic (and possible superplastic) flow mechanisms in alloys of ultra fine-grained (nanocrystalline) structure obtained by the predeformation by HPT method. A new improved and optimized software has been used to the spectral analysis of AE signals. The earlier observations, that the microstructure refinement leads to the increase of strength and plasticity as well as the decrease of AE intensity are confirmed. The results are discussed based on the dislocation mechanisms of deformation and acoustic emission.

PL

Przedstawiono wyniki badań emisji akustycznej (EA) w stopach Mg-Li nowej generacji: Mg9Li, Mg9Li1Al oraz Mg9Li3Al i Mg9Li5Al, poddawanych próbom ściskania w matrycy kanalikowej przed i po zastosowaniu metody intensywnego odkształcania HPT (High Pressure Torsion). Celem badań było wyjaśnienie związków pomiędzy EA a mechanizmami odkształcenia plastycznego (i ewentualnie nadplastycznego) w stopach o ultradrobnoziarnistej (nanokrystalicznej) strukturze, uzyskanej dzięki przetwarzaniu metodą HPT. W badaniach zastosowano udoskonalone i zoptymalizowane oprogramowanie do analizy widmowej sygnałów EA. Potwierdzono wcześniejsze obserwacje, że rozdrobnienie mikrostruktury prowadzi do wzrostu wytrzymałości i plastyczności i wiąże się ze znaczącym spadkiem intensywności EA. Wyniki przedyskutowano, biorąc pod uwagę dyslokacyjne mechanizmy odkształcenia i EA.

5

Acoustic emission and strain mechanisms during compression at elevated temperature of Β-phase Mg-Li-Al composites reinforced with ceramic fibres

Pawełek A., Ranachowski Z., Piątkowski A., Kudela S., Jasieński Z., Kudela S. jr.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 1

41-48

EN

The object of investigations was the behaviour of acoustic emission (AE) during channel-die compression at room and elevated (140°C) temperatures of the composites based on Mg12Li3Al and Mg12Li5Al alloys containing the Β phase as well as of the composites based on Mg8Li3Al and Mg8Li5Al alloys also containing the phase. The results of AE measurements at room temperature show that the effect of anisotropy of the fibres distribution with respect to compression axis occurs also in composites based on Mg8Li3Al alloys. However, the results of AE measurements at 140°C show that the course of AE activity was a two-range character and that the level of the rate of AE events is higher than that at room temperature. These effects are attributed to the thermal weakening of the fibres strength at 140°C. Moreover, using an AE analyser of new generation, the investigations of the composites based on Mg8Li5Al and Mg12Li3Al alloys have been carried out at room temperature. On the basis of the constructed acoustograms and spectral characteristics the preliminary wavelet analysis of AE signals generated in the microcracking process of ceramic fibres has been carried out. The results obtained using the old and the new AE analysers are compared and discussed also on the basis of scanning microstructure observations and on the basis of the dislocation mechanisms of deformation and microcracking processes in the composites containing the Β phase of Mg-Li system.

PL

Badania dotyczyły zachowania się emisji akustycznej (EA) podczas testów nieswobodnego ściskania w temperaturze otoczenia i podwyższonej (140°C) kompozytów na osnowie stopów Mg12Li3Al oraz Mg12Li5Al, zawierających faze Β, a także kompozytów na osnowie stopów Mg8Li3Al i Mg8Li5Al, również zawierających fazę Β. Wyniki pomiarów EA w temperaturze pokojowej wskazują, że efekt anizotropii rozkładu włókien względem osi ściskania występuje również w kompozytach na osnowie stopów Mg8Li3Al. Natomiast wyniki pomiarów EA w temperaturze 140°C wskazują na dwuzakresowy przebieg aktywnosci EA oraz większy poziom tempa zdarzeń EA niż w temperaturze pokojowej. Wytłumaczono to osłabieniem termicznym wytrzymałości włókien w 140°C. Ponadto, wykorzystując analizator EA nowej generacji, wykonano badania w temperaturze pokojowej kompozytów na osnowie stopów Mg8Li5Al i Mg12Li3Al. Przeprowadzono analizę porównawczą wyników uzyskanych przy użyciu nowego i dotychczas stosowanego analizatora EA. W oparciu o skonstruowane akustogramy i charakterystyki widmowe, przeprowadzono analizż falkową sygnałów EA generowanych w procesie mikropękania włókien ceramicznych. Wyniki przedyskutowano również w oparciu o obserwacje mikrostruktur skaningowych oraz w oparciu o dyslokacyjne mechanizmy odkształcenia i mechanizmy mikropękania w kompozytach zawierających fazę Β układu Mg-Li.

6

Acoustic emission in Mg-Li-Al alloys and related composites based on diphase Α+Β matrix subjected to channel-die compression at elevated temperature 140° C

Pawełek A., Piątkowski A., Kudela S., Jasieński Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 2

245-252

EN

The study is a continuation of the new research direction, started a few years ago in cooperation with the Institute of Materials and Machine Mechanics of the Slovak Academy of Sciences in Bratislava, in which the acoustic emission (AE) method is used to investigate channel-die compressed Mg-Li-Al based alloys and related composites reinforced with short δ - Al2O3 ceramic fibres. The aim of the studies is further documentation and explanation of the AE phenomenon in Mg-Li-Al alloys and composites based on Α+Β diphase matrix subjected to channel-die compression at ambient and elevated temperatures 140C. Attempt has been made to explain the correlations occurring between AE intensity, AE activity and the plastic deformation characteristics as well as the microstructure observed before and after deformation using the optical and the scanning microscopy. The effect of anisotropy of the fibres distribution with respect to the compression direction has been observed in Mg8Li/δ composites at room temperature, whereas in Mg8Li3Al/δ composites compressed at elevated temperature 140C it has been observed that AE activity occurs in two ranges and that AE intensity is higher than that observed at room temperature. The results are discussed on the basis of the dislocation mechanisms of plastic flow and the mechanisms related with the microcracking processes in Α+Β diphase based alloys and composites.

PL

Temat stanowi kontynuację, zapoczątkowanego kilka lat temu – w ramach współpracy z Instytutem Materiałów i Mechaniki Maszyn Słowackiej Akademii Nauk w Bratysławie – nowego kierunku badań wykorzystujących metodę emisji akustycznej (EA) w testach nieswobodnego ściskania stopów na bazie Mg-Li-Al oraz kompozytów na osnowie tych stopów wzmocnionych krótkimi włóknami ceramicznymi δ - Al2O3. Celem badań jest dalsza dokumentacja i wyjaśnienie zjawiska EA w stopach i kompozytach Mg-Li-Al na osnowie dwufazowej Α+Β, poddanych nieswobodnemu ściskaniu w temperaturze otoczenia i podwyższonej 140C. Podjęto próbę wyjaśnienia korelacji zachodzących pomiędzy przebiegiem intensywności i aktywności EA a charakterystykami deformacji plastycznej oraz mikrostrukturą obserwowana przed i po odkształceniu przy zastosowaniu mikroskopu optycznego i skaningowego. W kompozytach Mg8Li/δ zaobserwowano wystepowanie efektu anizotropii rozkładu włókien względem kierunku ściskania w temperaturze otoczenia. Natomiast w kompozytach Mg8Li3Al ściskanych w podwyższonej temperaturze 140C zaobserwowano występowanie dwóch zakresów aktywności EA i wyższą intensywność EA niż w temperaturze pokojowej. Wyniki przedyskutowano w oparciu o dyslokacyjne mechanizmy plastycznego płynięcia oraz mechanizmy związane z procesami mikropękania w stopach i kompozytach na osnowie dwufazowej Α+Β.

7

Hardening and softening in Mg-Li-Al matrix composites

Trojanova Z., Drozd Z., Mathis K., Lukac P., Kudela S.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

127-132

EN

Mg-xLi-yAl (x = 4, 8, 12, y = 0, 3, 5) matrix composites reinforced with short [delta]-alumina (Al2O3) fibres were manufactured by the pressure infiltration process. The fibrous preform was prepared using commercial alumina fibres (Saffil) via water dispersion, sedimentation and drying operations without any binder. The structure of composite materials consisted of short [delta]-aIumina fibres (10% vol.) distributed planar-randomly within Mg-Li-Al matrix (hcp, hcp+bcc, bcc). No significant fibre damage resulting from the Mg-Li-Al melt attack was observed. Compression tests of cylindrical composite samples were carried out at temperature between 20+200°C. The results obtained revealed that the flow stresses of the composites are substantially higher than those of unremforced alloy. These difference decreases with increasing test temperature. Different contributions to the strength of composites were evaluated. The shear stress at fibre/matrix interface were of greatest importance in this regard, though the contribution resulting from the dislocation density increase was also significant.

PL

Przedstawiono wyniki badań kompozytów na osnowie stopów Mg-xLi-yAl o różnym udziale składników stopowych (x = 4, 8, 12; y = 0, 3, 5), umacnianych krótkimi włóknami Al2O3. Udział fazy umacniającej ustalono na poziomie 10% obj. Szczególną uwagę poświęcono charakterystykom mechanicznym odkształcania w próbach ściskania, przeprowadzonych w zakresie temperatur pomiędzy 20 a 200°C. Ujawniono, że naprężenie płynięcia plastycznego w kompozytach było wyższe niż w samym stopie osnowy, przy czym różnice te malały w miarę wzrostu temperatury odkształcania. Omówiono mechanizm przenoszenia obciążenia od osnowy do elementu wzmocnienia przez granice faz, jak również inne mechanizmy wpływające na zmianę gęstości dyslokacji w pobliżu włókna wzmacniającego. Wyniki badań dotyczące wzmocnienia stopu osnowy interpretowano w kontekście typu struktury poszczególnych faz.

8

Emisja akustyczna w materiałach kompozytowych i ceramicznych

Pawełek A., Piątkowski A., Jasieński Z., Kudela S., Litwora A., Ranachowski P., Rejmund F.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 5

828-832

PL

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań własności mechanicznych i emisji akustycznej (EA) w polikrystalicznym magnezie, stopach Mg-Li, Mg-Li-Al, kompozytach na ich osnowie wzmocnionych krótkimi włóknami delta Al2O3 oraz w tworzywach ceramicznych - porcelanie wysokoglinowej oraz kordierycie wzmocnionym mulitem - poddanych testom swobodnego i nieswobodnego ściskania (channel-die; płaski stan odkształcenia) w temperaturze otoczenia, podwyższonej (435 K) i niskiej (77 K). Zaobserwowano istotne różnice jakościowe i ilościowe w zachowaniu się tempa zdarzeń EA, zarówno dla różnych materiałów, jak i poszczególnych ich rodzajów. Wyniki uzyskane dla metali i kompozytów przedyskutowano szczególnie w oparciu o wpływ litu i włókien ceramicznych na dyslokacyjne mechanizmy odkształcenia oraz na procesy powstawania mikropęknięć. Zachowanie się aktywności EA w tworzywach ceramicznych przedyskutowano w kontekście efektu pseudoplastyczności oraz jego związków z powstawaniem i rozrostem mikroporów i mikropęknięć. W obu przypadkach przeprowadzono badania mikrostruktury przy użyciu mikroskopu optycznego, a w przypadku kompozytów również za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego.

EN

In the paper there are presented some selected results of the investigations of mechanical properties and acoustic emission (AE) in polycrystalline magnesium (Fig. 1), Mg-Li (Fig. 3a), Mg-Li-Al alloys and related composites reinforced by short delta Al2O3 fibers (Fig. 2a, Fig. 2b, Fig. 4a, Fig. 5a and Fig. 5b) as well as in ceramic materials such as aluminous porcelain (Fig. 6a and Fig. 7a) and cordierite reinforced by mullite (Fig. 6b and Fig. 7b), subjected to the usual and channel-die (plain strain state) compression at room, elevated (435 K) and low (77 K) temperatures. Essential qualitative and quantitative differences in the behaviour of the rate of AE events for various kinds of materials as well as for their particular types have been observed. The obtained results for metals and composites are discussed particularly on the basis of the influence of lithium and ceramic fibers on the deformation mechanisms and on the processes of microcracking formation. The AE activity in ceramics is discussed in the context of the pseudoplasticity effect and its relation to the formation and development of micropores and microcracks. In both cases the microstructural investigations using optical microscopy (Fig. 2c, Fig. 3b, Fig. 6c and Fig. 6d) and in the case of composites also using the scanning electron microscopy (Fig. 4b) have been carried out.

9

Some problems of preparing composite materials with superlight metal matrix based on MgLi alloys

Ptáček L., Kudela S.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2002

|

z. 75

89-92

EN

There is a pronounced correspondence between the mechanical properties of composite materials and their structure. In [2] we were concerned with the effect of fibre/matrix cohesion on mechanical properties. In the present work, an analysis of matrix structure of composite materials was used to explain some anomalies in the mechanical properties of composite materials.

10

Acoustic Emission and Mechanical Properties of Mg-Li-Al Alloys Subjected to Channel-Die Compression Tests

Pawełek A., Piątkowski A., Kudela S., Jasieński Z., Litwora A.

Molecular and Quantum Acoustics

|

2002

|

Vol. 23

351-362

EN

The paper presents the resultsof invastigations of the correlations occuring between the rate of the acoustic emission )AE) events and the plastic deformation mechanism during the plane strain compression of pure magnetism and magnesium-lithium as well as magnesium-lithium-aluminium alloys. Essential qualitative and quantitative defferences in the AE behaviour have been observed between the pure magnesium and alloys as well as between the alloys themselves. The obtained results are discussed on the basis of the possible dislocation and work-hardening processes and also on the basis if microstructure observations using the light microscopy.

11

Acoustic emission during channel-die compression of Mg-Li and Mg-Li-Al alloys and composites reinforced by short δ Al2 O2 fibres

Pawełek A., Jasieński Z., Piątkowski A., Kudela S., Litwora A.

Archives of Metallurgy

|

2002

|

Vol. 47, iss. 2

175-183

EN

The paper presents preliminary results of the investigations of the correlations occurring between the acoustic (AE) events and the plastic deformation mechanisms during channel-die compression of Mg-Li and Mg-Li-Al alloys, as well as the corresponding metallic matrix composites reinforced with short δ Al2O2 fibres. Essential qualitative and quantitative differences in the AE behaviour have been observed in the composites and in the pure alloys. The obtained results are discussed on the basis of the possible dislocation and microcracking processes and also on the basis of microstructure observations using the optical microscopy. It is suggested that the highly jumping character of AE behaviour in two-phase Mg8Li3Al alloys is related to the twinning in phase and to the microcracking along the interfaces, while in Mg8Li+δAl2O3 composites also to the fibres cracking and debonding processes, i.e. the loss of cohesion between the fibres and the matrix.

PL

W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań korelacji zachodzących pomiędzy tempem zdarzeń emisji akustycznej (EA) i mechanizmami odkształcenia plastycznego podczas nieswobodnego ściskania stopów Mg-Li i Mg-Li-Al oraz kompozytów na ich osnowie wzmocnionych krótkimi włóknami δ Al2O3. Zaobserwowano istotne różnice ilościowe i jakościowe w zachowaniu się EA zarówno w kompozytach jak i w czystych stopach. Otrzymane wyniki przedyskutowano w oparciu o możliwe procesy dyslokacyjne i procesy mikropękania jak również w oparciu o mikrostruktury obsewowane przy użyciu mikroskopii optycznej. Zasugerowano, że wysoce skokowy charakter przebiegu EA w stopach dwufazowych Mg8Li3Al jest związany z bliźniakowaniem w fazie i mikropękaniem wzdłuż granic międzyfazowych a w kompozytach Mg8Li+δAl2O3 także z procesami pękania włókien i debondingu, tj. dekohezji pomiedzy włóknami a osnową.

12

Emisja akustyczna w materiałach ceramicznych i kompozytach metalicznych poddanych próbie ściskania - badania wstępne

Pawełek A., Piątkowski A., Jasieński Z., Litwora A., Kudela S., Ranachowski P.

Prace Naukowe Instytutu Telekomunikacji i Akustyki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 83, nr 27

423-427

EN

There are presented, at the first time, the results of the preliminary investigations of the correlations between the behaviour of acoustic emission (AE) and both the channel-die and the standard compression deformation processes occurring in ceramic and composite materials at ambient temperature. The obtained results are preliminarily discussed in the context of possible deformation mechanisms as well as in the context of structural observations by using the optical microscopy. In the case of the ceramics (cordierite - mullite) the large range of high rate of the AE events has been observed at the final stage of the compression test. The most probably it is due to the so-called pseudoplasticity effect related with the increase of porosity and the development of cracking processes with the increasing internal stresses. In the case of the composites - Mg-4Li-5Al and Mg-4Li-3Al alloys reinforced by delta. Al2O3 fibres - it has been observed different AE behaviour. The high AE activity is observed rather at the onset of deformation process and its range is more longer in time for the material of greater contents of A However, the general character of the peaks of the rate of AE is similar, and the most probably it is related mainly with the mechanisms of the cracking of the .delta. Al2O3 fibres.