Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ wielkości kropli na kinetykę zwilżania w układzie SAC305/Ni

Turalska P., Sobczak N., Kudyba A, Nowak R., Homa M., Siewiorek A., Boroń Ł., Klasik A.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2015

|

T. 55, nr 2

3--17

PL

Badania wpływu efektu wymiarowego kropli na kinetykę zwilżania niklu bezołowiowym stopem na bazie cyny przeprowadzono metodą kropli leżącej w próżni w temperaturze 260°C. Do badań użyto komercyjny stop lutowniczy na bazie cyny SAC305 (Ag – 3,0% wag., Cu – 0,5% wag.) oraz wypolerowane podłoże niklowe o czystości 99,8%. Podczas testu zwilżalności stosowano osobne nagrzewanie badanej pary materiałów do temperatury badań, umieszczając próbkę stopu w kroplówce grafitowej nad powierzchnią podłoża niklowego. Po osiągnięciu wymaganej temperatury z kapilary wyciskano kroplę stopu i osadzano ją na podłożu. Po 30 sekundach wyciskano kolejną kroplę i osadzano ją na pierwszą, zwiększając tym samym objętość kropli dwukrotnie. Proces dokraplania powtarzano 9 razy co 30 sekund, osiągając 10-krotną objętość kropli w porównaniu do stanu pierwotnego. Po badaniach zwilżalności schłodzoną parę materiałów kropla/podłoże przecinano prostopadle do badanej powierzchni podłoża i poddano badaniom na ścinanie oraz analizie strukturalnej poprzecznego przekroju próbki metodami mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej w połączeniu z lokalną analizą składu chemicznego. Badania zwilżalności nie wykazały istotnych różnic wartości kąta zwilżania ciekłego stopu SAC305 na podłożu niklowym po wielokrotnym dokraplaniu, albowiem wartości kąta zwilżania każdorazowo mierzone w 30. sekundzie kontaktu z podłożem Ni były dla wszystkich 10 kropel zbliżone i wynosiły θ = 35 ±2°. Stwierdzona wysoka powtarzalność pomiarów θ świadczy zarówno o braku występowania efektu wymiarowego w badanym zakresie objętości kropli SAC305, jak i o chemicznej i fizycznej jednorodności powierzchni podłoża. Uzyskane wyniki wskazują na przydatność metody kropli leżącej do oceny jakości powierzchni, szczególnie przydatnej do badań jakości cienkich warstw i pokryć technologicznych stosowanych w procesach łączenia różnorodnych materiałów.

EN

The studies of the drop-size effect on the wetting kinetics of the nickel substrate by lead-free solder were performed by the sessile drop method in a vacuum at a temperature of 260°C. In this work, Sn-based alloy SAC305 (Ag – 3.0 wt. %, Cu – 0.5 wt. %) and polished nickel substrate (99.8%) were used. During the wettability tests, a separate heating of the couple of materials to a test temperature was performed by placing a sample of SAC305 alloy in a graphite capillary above the nickel substrate. After reaching the test temperature, the SAC305 drop was squeezed from the capillary and deposited on the Ni substrate. After 30 seconds, the second drop was squeezed and deposited on the first one, thereby increasing the volume of the drop twice. The process was repeated 9 times every 30 seconds reaching a 10 times larger drop volume, compared to the first drop. After wettability tests, the solidified drop/substrate couple was cooled, cut and subjected to a shear test and structural analysis by optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy analysis. Wettability studies have not shown a significant difference between the values of the contact angle obtained for each drop produced by subsequent adding of nine drops despite their different size of ten drops produced on the substrate, their contact angle values formed after 30 second contact time were similar showing θ = 35 ±2°. High repeatability of the measured contact angle value θ demonstrates not only physical homogeneity of the substrate surface but it presents a lack of size effect over a range of SAC305 drop volume used in this study. The obtained results demonstrate the suitability of the sessile drop method for surface quality evaluation, particularly for quality tests of thin technological layers or coatings used in joining dissimilar materials.

2

High-temperature oxidation of cast steel in water vapour

Zapała R., Pach S., Górny M., Homa M., Siewiorek A.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2015

|

T. 55, nr 3

61--70

EN

The article presents the results of studies of the oxidation process conducted at 900°C for 12 hours in an atmosphere of water vapour on cast heat-resistant steel with a diversified structure (ferritic-austenitic, austenitic, and austenitic with carbides). Based on the studies of oxidation kinetics, it was found that samples were oxidized in approximation with the rules of linear law. Depending on the chemical composition and structure of tested alloys, the scale formed on the alloy surface had different properties. In the tested material characterised by a ferritic-austenitic structure, the tendency of the scale to detach from the surface of the metallic substrate was observed. It was probably due to different coefficients of the thermal expansion of austenite and ferrite.

PL

Praca prezentuje wyniki badań utleniania w atmosferze pary wodnej staliwa żaroodpornego o różnej strukturze (ferrytyczno-austenitycznej, austenitycznej i austenitycznej z węglikami) w temperaturze 900°C w ciągu 12 godzin. Na podstawie badań kinetyki utleniania stwierdzono, że badane próbki utleniały się w przybliżeniu zgodnie z prawem liniowym. W zależności od składu chemicznego i struktury badanych stopów obserwowano odmienne właściwości powstałych zgorzelin. W przypadku materiału o strukturze ferrytyczno-austenitycznej stwierdzono odpadanie zgorzeliny od powierzchni rdzenia metalicznego związane prawdopodobnie z różnym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej austenitu i ferrytu.

3

Effect of oxidation and mechanical damage of PCBs with OSP finish on their solderability with SAC305 alloy

Kudyba A., Siewiorek A., Sobczak N., Turalska P.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2015

|

T. 55, nr 4

59--66

EN

The paper focuses on the experimental investigation of wetting behavior and solderability of commercial lead-free solder on Printed Circuit Board (PCB) covered with an OSP finish (Organic Surface Protectant) characterized by physical (mechanically scratched) and/or chemical (oxidized in air at 260°C for 1 hour) inhomogeneity of the surface finish. The influence of the quality of the PCB finish on the maximum wetting force Fmax, wetting time t0, the contact angle θ, and the parameters characterizing solderability, were studied. The tests were performed by a wetting balance method with SAC305 solder (Sn-3.0Ag-0.5Cu, wt. %) and commercial flux (EF2200) using MENISCO ST88 apparatus allowing direct measurement of the wetting force Fr and wetting time t0 as well as calculation of the contact angle θ values. The measurements were made at a temperature of 260°C for a contact time of 3 s. For comparison, the tests were also performed on PCBs in delivery state showing average Fmax = 0.9 mN, t0 = 0.58 s and θ = 57°. The results have shown that both oxidation and mechanical damage of the OSP finish have a significant worsening effect on solderability. Scratched OSP finish had an average Fmax = -1.03 mN and θ = 78°. Such surfaces were non-wettable with corresponding values of Fmax = -4.7 mN and θ = 120° for oxidized samples and Fmax = -4.04 mN and θ = 111° for those scratched and oxidized.

PL

W pracy badano zwilżalność i lutowność płytek drukowanych (PCB) z pokryciem OSP, które charakteryzowały się niejednorodnością występującą na powierzchni: były mechanicznie porysowane i/lub utlenione (na powietrzu, w temperaturze 260°C w czasie 1 godziny). Do badań stosowano komercyjny stop bezołowiowy. Określono wpływ jakości pokrycia na wartość maksymalnej siły zwilżania Fmax, czas zwilżania t0 i kąt zwilżania θ, czyli parametrów charakteryzujących lutowność. Badania prowadzono metodą zanurzeniową (meniskograficzną) na aparaturze ST88 MENISCO, która umożliwia bezpośredni pomiar siły zwilżania Fr i czasu zwilżania t0, jak również obliczenie wartości kąta zwilżania θ. Pomiary przeprowadzono w temperaturze 260°C w czasie 3 s. Dla porównania testy przeprowadzono również na płytkach „w stanie dostawy”, uzyskując średnią Fmax = 0.9 mN, t0 = 0,58 s i θ = 57°. Uzyskane wyniki świadczą, że zarówno utlenianie powierzchni, jak i uszkodzenia mechaniczne pokrycia OSP powodują znaczące pogorszenie lutowości płytek PCB. Dla pokrycia OSP, które było porysowane, uzyskano średnio Fmax = -1,03 mN i θ = 78°. Dla próbek utlenionych mierzone wartości wyniosły: Fmax = -4,7 mN i θ = 120°, natomiast dla próbek porysowanych i utlenionych: Fmax = -4,04 mN i θ = 111°.

4

Termofizyczne właściwości kompozytów Ag-C

Homa A., Sobczak N., Gazda A., Siewiorek A., Kudyba A., Pietrzak K., Frydman K., Wójcik-Grzybek D., Strojny-Nędza A.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 3

248--256

PL

Praca prezentuje wyniki wstępnych badań materiałów typu Ag-C, otrzymanych metodą metalurgii proszków, domieszkowanych różnymi postaciami węgla (nanoproszek węgla, nanorurki węglowe oraz tlenek grafenu). Na podstawie, przeprowadzonych metodami skaningo- wej mikroskopii elektronowej, badań mikrostrukturalnych oraz wykonanych badań właściwości termofizycznych metodami DSC, DIL i LFA stwierdzono, że zastosowana procedura wytwarzania materiałów kompozytowych nie zapewnia zadawalającego rozmieszczenia fazy węglowej w osnowie metalowej. W celu uzyskania poprawy jednorodności materiałów typu Ag-C należy opracować sposób deaglomeracji fazy węglowej.

EN

The work presents the results of preliminary studies of Ag-C type materials obtained by the powder metallurgy method and doped by using carbon of different form, comprising carbon nanopowder, carbon nanotubes, and graphene oxide. Basing on SEM microstructural studies and DSC, DIL, and LFA measurements, it has been stated that the applied manufacturing procedure did not guarantee the satisfied distribution of the carbon phase within the metal matrix. A deagglomeration method of the carbon phase is to be developed to improve homogeneity of the Ag-C materials.

5

Wpływ zawartości fosforu na zwilżalność podłoży z pokryciem Ni-P lutowiem SAC305

Kudyba A., Sobczak N., Siewiorek A., Turalska P., Klasik A., Bieliński J., Sałacińska A., Kozera R.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2014

|

T. 54, nr 4

51--62

PL

Celem badań było określenie wpływu składu chemicznego pokrycia Ni-P na kinetykę zwilżania ciekłego lutowia SAC305 w kontakcie z pokryciem Ni-P. Badania przeprowadzono w próżni w temperaturze 230°C w czasie 5 minut, stosując metodę kropli leżącej w połączeniu z osobnym nagrzewaniem badanej pary materiałów, pozwalającej na eksperymentalne wyznaczanie wartości kąta zwilżania θ. Do badań użyto stop lutowniczy SAC305 (3% wag. Ag, 0,5% wag. Cu, Sn – osnowa) oraz podłoża niklowe (Ni 99,8% wag.), na które naniesione zostało pokrycie Ni-xP o dwóch różnych zawartościach fosforu (x = 4,3% wag. lub 11,6% wag.). Po badaniach zwilżalności przeprowadzono analizę strukturalną powierzchni próbek metodą skaningowej mikroskopii elektronowej, koncentrując się na obserwacji granicy SAC305/podłoże. W celu określenia wpływu zawartości fosforu w pokryciu Ni-P na wytrzymałość wytworzonych połączeń SAC305/Ni-xP/Ni poprzeczne przekroje próbek poddano testom na ścinanie, stosując udoskonaloną metodę push-off shear test. Stwierdzono, że dla wybranego zakresu 4,3 ≤ P ≤ 11,6 wzrost zawartości fosforu w pokryciu poprawia zwilżalność badanych układów ciekłym lutowiem SAC305, lecz jest to efekt pozorny wynikający z penetracji lutowia w nieciągłości strukturalne powstające w warstwie Ni-11,6P na skutek przemian fazowych. Dla próbki SAC305/ Ni-11,6P/Ni wartość kąta zwilżania θ = 54° jest mniejsza w porównaniu do próbki SAC305/Ni-4,3P/Ni, dla której θ = 75°, przy tym wytrzymałość na ścinanie wytworzonych połączeń praktycznie nie ulega zmianie, wykazując dla próbki SAC305/Ni-11,6P/Ni τmax = 15,6 MPa w porównaniu τmax = 14,2 MPa dla próbki SAC305/Ni-4,3P/Ni.

EN

The aim of this study was to determine the effect of the chemical composition of Ni-P coating on the wettability kinetics of SAC305 liquid solder in contact with the Ni-P coating. The study was conducted in vacuum, at 230°C, for 5 minutes, using the sessile drop method in combination with a separate heating of the two test materials, allowing for experimental determination of the contact angle θ. The study used a SAC305 solder (Sn base, Ag 3 wt. %, Cu 0.5 wt. %) and a nickel substrate (Ni 99.8 wt. %) onto which Ni-xP coating of two different levels of phosphorous was applied (x = 4.3 wt. %, or 11.6 wt. %). After the tests of wettability were performed, structural analysis of the surface of the samples was performed by scanning electron microscopy, focusing on the observation of the border SAC305/substrate. In order to determine the effect of phosphorus in the Ni-P coating on the strength of the SAC305/Ni-xP/Ni joints formed, cross sections of samples were tested for shear strength using the improved method of the push-off shear test. It was found that, for the selected range of 4.3 ≤ P ≤ 11.6, increase in the phosphorus content in the coating improves the wettability of the liquid systems tested with the SAC305 solder, but it is an apparent effect resulting from the solder’s penetration of the structural discontinuities formed in the layer of Ni-11.6P, due to phase transitions. For the SAC305/ Ni-11.6P/Ni sample, value of the contact angle θ = 54° is smaller, as compared to the SAC305/Ni-4.3P/Ni sample, for which θ = 75°, the shear strength of the joints produced shows virtually no changes, for the SAC305/Ni-11.6P/Ni sample τmax = 15.6 MPa, as compared to τmax = 14.2 MPa for the SAC305/Ni-4.3P/Ni sample.

6

Termofizyczne właściwości kompozytów Ag-C domieszkowanych nanorurkami węglowymi

Homa M., Siewiorek A., Gazda A., Sobczak N., Kudyba A., Turalska P., Pietrzak K., Frydman K., Wójcik-Grzybek D., Strojny-Nędza A.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2014

|

T. 54, nr 1

13--24

PL

Praca prezentuje wyniki wstępnych badań materiałów typu Ag-C otrzymanych metodą metalurgii proszków (PM) domieszkowanych nanorurkami węglowymi. Na podstawie przeprowadzonych metodami skaningowej mikroskopii elektronowej badań strukturalnych oraz wykonanych badań właściwości termofizycznych metodami DSC, DIL, LFA stwierdzono, że zastosowana procedura wytwarzania materiałów kompozytowych nie zapewnia zadawalającego rozmieszczenia fazy węglowej w osnowie metalowej. W celu uzyskania poprawy jednorodności materiałów typu Ag-C należy opracować sposób deaglomeracji fazy węglowej.

EN

The paper presents results of preliminary studies on Ag-C materials obtained using the powder metallurgy (PM) method with carbon nanotube doping. Based on structural tests performed using scanning electron microscopy and DSC, DIL and LFA tests of thermophysical properties, it was ascertained that the utilised procedure of producing composite material does not ensure satisfactory distribution of the carbon phase in the metal matrix. In order to improve the uniformity of Ag-C materials, a new method of deagglomerating the carbon phase needs to be developed.

7

Wpływ utleniania podłoża niklowego na zwilżanie w układzie stop przemysłowy 226D/Ni

Kudyba A., Sobczak N., Siewiorek A., Homa M.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2013

|

T. 53, z. 3

27--44

PL

Celem badań było określenie wpływu czynników technologicznych (obróbka powierzchniowa oraz czas kontaktu), na kinetykę zwilżania podłoży niklowych przez ciekły stop aluminium. Badania kinetyki zwilżania przeprowadzono w próżni w temperaturze 700°C, stosując metodę kropli leżącej, z zastosowaniem procedury badawczej CP (capillary purification). Polega ona na osobnym nagrzewaniu badanej pary materiałów przy jednoczesnym oczyszczaniu kropli metalu z powłoki tlenkowej poprzez wyciskanie ciekłego metalu z kapilary grafitowej. Do badań stosowano stop przemysłowy 226D (Al osnowa, Si 10,75%, Cu 3,3%, Fe 0,75%, Mn 0,215%, Mg 0,2%, Zn 0,23%) oraz polerowane podłoża niklowe (Ni 99,8%) przed i po utlenieniu w temperaturze 200°C w czasie 2 godzin (Niox). Poprzeczne przekroje próbek po badaniach zwilżalności poddano próbom wytrzymałości na ścinanie, a także wykonano pomiary mikrotwardości oraz obserwacje strukturalne na mikroskopie świetlnym i skaningowym w celu wyjaśnienia struktury granic rozdziału 226D/Ni oraz 226D/Niox.

EN

The aim of this study was to determine the impact of technological factors (surface treatment and contact time) on the kinetics of wetting of nickel substrates by a liquid aluminum alloy. Wetting kinetics studies were carried out in vacuum at 700°C with a sessile drop method, using the CP (capillary purification) test procedure. The CP procedure involves heating separately a pair of test materials, while a drop of metal is cleaned from the oxide coating by pressing the melt through the graphite drip. Tests were carried out on the industrial alloy 226D (Al base, Si 10.75%, Cu 3.3%, Fe 0.75%, Mn 0.215%, Mg 0.2%, Zn 0.23%), and pellets of freshly polished nickel (Ni 99.8%) and nickel oxidized at 200°C for 2 hours (Niox). After wettability tests the transverse sections of the solidified samples were subjected to shear strength trials, measurements of microhardness and structural observations by light microscopy and scanning electron microscopy in order to clarify the structure of phase boundaries in 226D/Ni and 226D/Niox pairs.

8

Badanie powierzchniowych zanieczyszczeń jonowych występujących na płytkach obwodów drukowanych

Bacior M., Siewiorek A., Kudyba A., Sobczak N.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2013

|

T. 53, z. 1

13--25

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu rodzaju pokrycia płytek obwodowych drukowanych PCB na ilość występujących na ich powierzchni zanieczyszczeń jonowych. Badania wykonano w temperaturze pokojowej na płytkach PCB z trzema rodzajami pokrycia: HASL LF - bezołowiowe, ENIG, OSP - pokrycie organiczne.

EN

The paper presents the results of the effect of coating type on the amount of ionic contaminants present on printed circuit boards. The study was performed at the RT on the PCB with three types of coatings: HASL LF - lead-free, ENIG, OSP – organic coating.

9

Wpływ zawartości cynku oraz temperatury na lutowność niklu stopami Sn-xZn (x=4,5; 90; 95% wag.)

Kudyba A., Siewiorek A., Sobczak N.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2012

|

T. 52, z. 4

25-39

PL

Celem badań było określenie wpływu temperatury oraz zawartości Zn na lutowność podłoży Ni ciekłymi stopami Sn-Zn o zawartości cynku 4,5; 90; 95% wag. Badania lutowności przeprowadzono metodą zanurzeniową (wetting balance test) pozwalającą na pomiar siły i czasu zwilżania oraz wyznaczenie wartości kąta zwilżania. Badania wykonano w dwóch różnych temperaturach dla każdego z badanych stopów, odpowiednio dla Sn-4,5Zn w 230 i 250°C, Sn-90Zn w 400 i 450°C, Sn-95Zn w 410 i 450°C. Po badaniach lutowności przeprowadzono analizę strukturalną poprzecznych przekrojów próbek metodami mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej w połączeniu z lokalną analizą składu chemicznego. Stwierdzono, że wzrost temperatury poprawia lutowność każdego z badanych układów Sn-xZn/Ni. W przypadku podwyższenia temperatury procesu do 450°C dla stopów o zawartości 90 i 95% wag. Zn, zaobserwowano całkowitą zwilżalność Ni (wartość kąta zwilżania θ = 0°).

EN

The aim of this study was to determine the effect of temperature and zinc content on the solderability of nickel substrates with liquid Sn-xZn alloys (4.5, 90, 95 wt% Zn). Solderability tests were carried out by the wetting balance method which allows the measurement of wetting force and wetting time and determination of the contact angle size. The study was performed at two different temperatures applied to each of the examined alloys, i.e. for Sn-4.5Zn at 230 and 250°C, for Sn-90Zn at 400 and 450°C, and for Sn-95Zn at 410 and 450°C. After the solderability tests, structural analysis was performed on sample cross-sections using optical microscopy and scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy for chemical analysis. It was found that temperature increase improves the solderability in each of the systems investigated. With process temperature raised to 450°C for alloys with 90 and 95 wt% Zn, a complete wetting of the tested nickel substrates was obtained (the value of contact angle θ = 0°).

10

Wpływ zawartości cynku oraz temperatury na lutowność miedzi stopami Sn-xZn (x=4,5; 90; 95% wag.)

Kudyba A., Siewiorek A., Sobczak N.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2012

|

T. 52, z. 3

45-61

PL

Celem badań było określenie wpływu temperatury oraz zawartości Zn na lutowność podłoży Cu ciekłymi stopami Sn-Zn o zawartości cynku 4,5; 90; 95% wag. Badania lutowności przeprowadzono metodą zanurzeniową (wetting balance test) pozwalającą na pomiar siły i czasu zwilżania oraz wyznaczenie wartości kąta zwilżania. Badania wykonano w dwóch różnych temperaturach dla każdego z badanych stopów, odpowiednio dla Sn-4,5Zn w 230 i 250°C, Sn-90Zn w 400 i 450°C, Sn-95Zn w 410 i 450°C. Po badaniach lutowności przeprowadzono analizę strukturalną poprzecznych przekrojów próbek metodami mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej w połączeniu z lokalną analizą składu chemicznego. Stwierdzono, że wzrost temperatury poprawia lutowność każdego z badanych układów Sn-xZn/Cu. W przypadku podwyższenia temperatury procesu do 450°C dla stopów o zawartości 90 i 95% wag. Zn, zaobserwowano całkowitą zwilżalność Cu (wartość kąta zwilżania θ = 0°).

EN

The aim of this study was to determine the effect of temperature and Zn content on the solderability of Cu substrates with liquid Sn-xZn alloys (4.5; 90; 95 wt.% Zn). Solderability tests were carried out by the wetting balance test which allows the measurement of wetting force and wetting time and determination of the size of contact angle. The study was performed at two different temperatures applied to each of the examined alloys, i.e. for Sn-4.5Zn at 230 and 250°C, for Sn-90Zn at 400 and 450°C, and for Sn-95Zn at 410 and 450°C. After the solderability tests, structural analysis was performed on sample cross-sections using optical microscopy and scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy for chemical analysis. It was found that the temperature increase improves the solderability of each of the systems investigated. With process temperature increased to 450°C for alloys with 90 and 95 wt%. Zn, a complete wetting of the tested Cu substrates was obtained (the value of contact angle θ = 0°).

11

Wpływ rodzaju pokrycia oraz stosowanego topnika na lutowność płytek PCB stopem SAC305

Siewiorek A., Kudyba A., Homa M, Sobczak N.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2012

|

T. 52, z. 3

77-91

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu rodzaju pokrycia oraz topnika na lutowność płytek PCB bezołowiowym stopem o osnowie cyny SAC305 (SnAg3,0Cu0,5) poprzez pomiar siły Fr i czasu zwilżania t0 metodą meniskograficzną oraz wyznaczanie wielkości kąta zwilżania θ. Badania wykonano w temperaturze 260°C na płytkach z trzema rodzajami pokrycia (HASL LF - bezołowiowe, ENIG - złote, OSP - organiczne), stosując 2 gatunki topnika (EF2202 i RF800). Najkrótszy czas zwilżania t0 = 0,6 s dla topnika EF2202 i t0 = 0,98 s dla topnika RF800 zanotowano w przypadku płytek z pokryciem OSP. Dla płytek z pokryciem ENIG czas zwilżania t0 = 1,36 s (topnik EF2202) i t0 = 1,55 s (topnik RF800) był najdłuższy. Obliczona wielkość kąta zwilżania θ wyniosła: dla płytek PCB z pokryciem HASL LF - θ = 45°, z pokryciem ENIG - θ = 58°, a z pokryciem OSP - θ = 63°.

EN

This paper presents the results of tests on the effect of the surface coating and flux type on the solderability of PCB by lead-free tin-based SAC305 (SnAg3.0Cu0.5) alloy determining the size of the contact angle by a wetting balance method. The study was performed at a temperature of 260°C on PCB with three types of coatings (HASL LF - lead-free, ENIG - gold, OSP - organic coating), using two types of flux (EF2202 and RF800). The shortest wetting time t0 = 0.6 s for the EF2202 flux and t0 = 0.98 s for the RF800 flux was obtained for plates with the OSP coating. For ENIG-coated PCB, the wetting time t0 = 1.36 s (EF2202 flux) and t0 = 1.55 s (RF800 flux) was the longest. The calculated angle θ was as follows: for PCB with HASL LF - θ = 45°, with ENIG - θ = 58°, and for the OSP coating - θ = 63°.

12

Właściwości termofizyczne żeliwa przeznaczonego do produkcji tarcz hamulcowych

Rudnik D., Sobczak N., Gazda A., Homa M., Siewiorek A., Pietrzak K., Makowska K.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2011

|

T. 51, z. 3

23-35

PL

Praca przedstawia wyniki szczegółowych badań podstawowych właściwości termofizycznych tarcz hamulcowych wykonanych z żeliwa szarego. Próbki żeliwa badano przed i po procesie eksploatacji w układzie hamulcowym. Zmierzono współczynniki przewodnictwa temperaturowego w funkcji temperatury za pomocą jednego z najnowocześniejszych zestawów aparaturowych LFA 427 (Laser Flash Apparatus) firmy Netzsch. Wykorzystując różnicową kalorymetrię skaningową DSC i technikę dylatometryczną wyznaczono ciepło właściwe cp(T) i gęstość d(T), co pozwoliło na obliczenie współczynników przewodzenia ciepła λ(T) za pomocą oprogramowania Netzsch LFA Analysis. Badania właściwości termofizycznych pozwoliły na identyfikację przemian fazowych zachodzących wstanie stałym (przemiana eutektoidalna) i ciekłym (topnienie żeliwa, obecność eutektyki fosforowej). Porównanie właściwości termofizycznych dwóch próbek żeliwa oznaczonych ST i NT pozwoliło na stwierdzenie nieznacznego obniżenia parametrów termofizycznych stopu ST, wynikającego z procesu eksploatacji.

EN

This paper presents the results of measurements of thermophysical properties of automotive brake discs made from gray cast iron. The samples were tested before and after operation in the braking system. Thermal conductivity as a function of temperature was measured using one of the most advanced sets of apparatus LFA 427 (Laser Flash Apparatus) produced by Netzsch. Applying differential scanning calorimetry DSC and dilatometric technique the specific heat cp(T) and density d(T) were determined and used for the calculation of coefficients of thermal conductivity λ(T) using Netzsch LFA Analysis software. Investigations of thermophysical property allowed the identification of phase transformations occurring in solid state (eutectoidal reaction) and liquid (melting, the formation of phosphorus eutectic). Comparison of thermophysical properties for the two cast iron alloys (ST and NT) allowed to declare a slight reduction in thermophysical properties of ST, resulting from the exploitation process.

13

Gas evolution rate from heated moulding sands bonded with organic binders

Siewiorek A., Nowak R., Chojecki A., Mocek J.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 1

87-92

EN

This study is continuation of research on gas evolution rate from heated moulding sands used in the manufacture of foundry moulds. The first stage of the study described in [1] included bentonite-bonded sands. At the second stage, sands bonded with organic binders were tested. The composition of gases, evolved at a given temperature using mould heating system that simulates the process of mould pouring with molten metal, was determined. Metal was not used in these studies to prevent its reaction with gases formed as a result of moulding sand heating, since this effect would significantly impede the gas identification or even make it totally impossible.

14

Wpływ procedury badań oraz utleniania podłoża niklowego na zwilżanie w układzie Al/Ni

Siewiorek A., Sobczak N., Kudyba A.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2010

|

T. 50, z. 1

37-61

PL

Przeprowadzono badania kinetyki zwilżania w temperaturze 700°C, w próżni dla układów typu kropla/podłoże, gdzie kropla czyste aluminium (99,999%), podłoże pastylki Ni (99,8%) i Ni[sup]ox (utlenione w temperaturze 200°C w czasie 2 godzin). Zastosowano dwie procedury badawcze: wspólne nagrzewanie badanej pary materiałów (CH) oraz osobne nagrzewanie badanej pary materiałów przy jednoczesnym oczyszczaniu kropli metalu z powłoki tlenkowej (CP). Poprzeczne przekroje próbek po badaniach zwilżalności poddano obserwacjom strukturalnym na mikroskopie świetlnym i skaningowym mikroskopie elektronowym w celu wyjaśnienia struktury granic rozdziału AI/Ni oraz AI/Ni[sup]ox, a także morfologii powstających faz. Stwierdzono obecność charakterystycznych dla danych faz wydzieleń, tj. rombowych AI3Ni oraz nieregularnych wydzieleń fazy AI3Ni2. Otrzymane próbki AI/Ni poddano badaniom wytrzymałości na ścinanie, a także wykonano na nich pomiary mikrotwardości poszczególnych faz. Stwierdzono, że grubość Strefy Produktów Reakcji (SPR) powstałej na skutek oddziaływania w próbkach AI/Ni[sup]ox, jest mniejsza, natomiast jej wytrzymałość na ścinanie jest większa w porównaniu do próbek AI/Ni. Wartość naprężenia ścinającego wynosi 63,1 MPa dla AI/Ni[sup]ox (CH) oraz tylko 33,9 MPa dla AI/Ni (CP).

EN

The wettability tests were carried out under a vacuum at 700°C in the drop/substrate couples, where drop is pure aluminium (99.999%), substrate - Ni (99.8%) and Ni[sup]ox (oxidized). Test were carried out using two different testing procedures: classical sessile drop method coupled with contact heating of the same AI/Ni couple (CH) and capillary purification method, where primary oxide film is removed from the surface of liquid aluminum (CP). After wettability tests, cross - sections of the samples were observed using optical microscope and SEM in order to observe phase boundaries of AI/Ni and AI/Ni[sup]ox couples and its phase morphology. The presence of characteristic phases of rhombic AI3Ni and irregular phase AI3Ni2 were observed. Tests of shear strength (push-off shear tests) and microhardness measurements of the phases were also performed. It was found that arose after contact with aluminum products of the reaction zone (RPR) on the oxidized nickel substrate is thinner than on the substrates unoxidized. Couple AI/Ni with a thin and compact RPR (reaction product region) resulting from the influence of Ni with a drop in the method of CH obtained after settling of the Al drop by CH in the oxidized nickel substrate is also the most resistant to shearing of the tested systems. The value of shear stress in this case is 63.1 MPa, and for the system Al on unoxidized nickel substrate obtained by the CP is only 33.9 MPa.

15

Kompozyty ALFA wytworzone metodą mechanicznej syntezy - analiza rozkładu fazy zbrojącej za pomocą mikrotomografii komputerowej

Długosz P., Darłak P., Siewiorek A., Sobczak J. J.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2010

|

T. 50, z. 3

39-51

PL

W pracy prezentowane są wyniki badań próbek kompozytowych, w których zbrojenie stanowią odpadowe popioły lotne z elektrowni, natomiast osnową jest czyste aluminium (A8). Uzyskaną na drodze mechanicznej syntezy zaprawę kompozytową poddano konsolidacji plastycznej na zimno w celu scalenia proszków w materiał lity, a uformowane w ten sposób wypraski nagrzewano do temperatury 430-450°C i wyciskano z nich pręty o średnicy 14 mm. Uzyskane próbki cylindryczne poddano analizie tomograficznej, w wyniku której stwierdzono zadowalający poziom dystrybucji fazy zbrojącej, przy zawartości 25% wag. popiołu, oraz brak obszarów o zbyt dużej koncentracji cząsteczek ceramicznych, mogących być początkiem powstawania niekorzystnego zjawiska aglomeracji. Zaobserwowano poprawę właściwości mechanicznych próbek kompozytowych w porównaniu do właściwości próbek wykonanych wyłącznie z materiału osnowy.

EN

The paper presents the results of examinations of composite samples in which the reinforcement is waste fly ash from power plants, while matrix is an aluminium (A8). The agglomerates of master composite obtained by mechanical alloying were subjected to hot plastic consolidation to transform the powder into a solid material, and thus formed compacts were heated to a temperature of 430-450°C and squeezed into 14 mm diameter rods. Thus obtained cylindrical samples were analysed by computed tomography, which revealed a satisfactory level of the distribution of the reinforcing phase at a 25 wt.% fly ash concentration, and absence of the areas characterised by too high concentration of ceramic particles, which may act as a source of the adverse phenomenon of agglomeration. An improvement in the mechanical properties of composite samples compared made from the sole matrix material.

16

Zastosowanie metody SPM do badania struktury powierzchni zgorzeliny utworzonej w trakcie utleniania stali Crofer22APU

Siewiorek A., Homa M., Bruzda G., Sobczak N.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 11

626-629

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań obrazowania topografi i powierzchni zgorzelin otrzymanych w trakcie utleniania stali Crofer22APU w atmosferze powietrza przy zastosowaniu metody SPM. Na podstawie wykonanych analiz stwierdzono, że metoda SPM umożliwia dokładne obrazowanie powierzchni a w szczególności obserwacje defektów struktury, a także nieciągłości, porów, rys i wydzieleń.

EN

The paper reports the results of surface topography characterization of the Crofer22APU steel obtained by oxidation in air by means of scanning probe microscopy (SPM). On the basis of their analysis, the method enables the imaging of the surface in particular observations of such structural defects and discontinuities, pores, cracks and precipitators.