Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Reologiczne właściwości mas ceramicznych z ZRSIO4 z przeznaczeniem na ceramiczne formy odlewnicze

Szymańska J., Wiśniewski P., Małek M., Mizera J.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 4

443--447

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości reologicznych mas lejnych z ZrSiO4, przeznaczonych do wytwarzania ceramicznych form odlewniczych, mających zastosowanie w procesie odlewania precyzyjnego elementów silników lotniczych z nadstopów niklu. Stężenie fazy stałej w ceramicznych masach lejnych wynosiło 75% wag. W celu zmodyfikowania właściwości reologicznych mas lejnych, zastosowano cztery komercyjnie dostępne środki upłynniające: DISPEX N-40, DURAMAX, POLIKOL oraz THS, jako wodne roztwory 10%, których ilość wynosiła 0,25% wagowych w stosunku do proszku. Masy lejne przygotowano w mieszadłach mechanicznych przy szybkości 300 obr./min przez 3 h. Proszek ZrSiO4 scharakteryzowano pod względem wielkości cząstek (metodą dyfrakcji laserowej), morfologii powierzchni (SEM), a także składu chemicznego (XRF). Właściwości reologiczne mas lejnych określono w odniesieniu do lepkości dynamicznej w warunkach laboratoryjnych w temperaturze 21 ºC. Otrzymane wyniki dowodzą, że masa lejna na bazie krzemianu cyrkonu charakteryzuje się zróżnicowaną zdolnością do upłynniania. Mieszanki poddane działaniu środków upłynniających znacząco kontrastują pod względem wielkości lepkości dynamicznej z masą lejną, do której nie dodano upłynniacza. Krzemian cyrkonu wykazuje obiecujące właściwości, stanowiące podstawę do udoskonalania technologii otrzymywania form przeznaczonych do otrzymania części silników lotniczych.

XX

This research concerns properties of ceramic slurries prepared from ZrSiO4 applied for the “prime coat” fabrication in ceramic shell moulds in the investment casting process. The solid phase content was 75% by weight. Modification of the slurry rheological properties was based on addition of four deflocculants such as DISPEX N-40, DURAMAX, POLIKOL and THS as a 10 wt% water solution in an amount of 0.25 wt% with respect to the powder. The ceramic slurries were prepared in a mechanical mixer with a speed equal to 300 RPM within 3 hours. The morphology and chemical properties of ZrSiO4 powder were characterized by SEM and XRF. The powder grain size distribution was determined by laser diffraction. The rheological properties like dynamic viscosity were studied in an air-conditioned lab at 21 °C. The obtained results for the ZrSiO4 based ceramic slurries indicate that the application of deflocculants can decrease or increase dynamic viscosity significantly, when compared to the slurry containing only water).The addition of deflocculants to ZrSiO4 based ceramic slurries is very useful to modify viscosity of them in industrial conditions.

2

Reakcyjne spiekanie mieszaniny proszków ZrSiO4 i Al2O3

Jonas S., Bradecki A., Lis J., Czyżewska A., Krupa G.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 2

168--173

PL

Przedstawiono rezultaty badań dotyczące ewolucji mikrostruktury podczas spiekania proszków cyrkonu (ZrSiO4) i korundu (Al2O3). Reakcje w fazie stałej w układzie stechiometrycznej mieszaniny 3Al2O3∙2SiO2 badano poprzez ilościową identyfikację tworzących się faz technikami dyfrakcji rentgenowskiej (metodą Rietvelda), mikroskopii skaningowej i spektroskopii rozproszonej energii promieniowania rentgenowskiego (SEM + EDS). Badania prowadzono w zakresie temperatur 1400-1600 °C w czasie od 30 minut do 60 godzin. Wysokotemperaturowe reakcje w tym układzie prowadzą do tworzenia się mullitu i tlenku cyrkonu (ZrO2). Szybkość reakcji zależy silnie od temperatury, wyraźne ich przyspieszenie obserwuje się dopiero w 1600 °C. W pierwszym etapie następuje rozkład ZrSiO4 na składniki tlenkowe. Następne etapy to dyfuzja Al3+ do tworzącej się bezpostaciowej fazy SiO2, tworzenie się glinokrzemianowych faz o różnym stosunku Al2O3/SiO2, zarodkowanie i wzrost kryształów mullitu bogatych w SiO2 w obrębie skupisk ziarn ZrO2 i zubożonych o ten składnik w obszarach poza nimi.

EN

The investigation of the microstructure evolution during firing of a mixture of zircon (ZrSiO4) and corundum (Al2O3) powders is presented in the paper. Solid state reactions between ZrSiO4 and -Al2O3 in the mixture of stoichiometric composition (3Al2O3•2SiO2) were studied by XRD method (Rietveld analysis) and electron scanning microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM+EDS). The data were obtained at temperatures ranging from 1400 °C to 1600 °C for a period of time ranging from 30 min. to 60 h. High-temperature reactions within the ZrSiO4-Al2O3 mixture led to the formation of mullite and zirconia. The rate of reactions depended, as expected, on the process temperature. The effects of the reactions were meaningful only at the temperatures around 1600 °C. There is no doubt that at this temperature, the first-order reaction of ZrSiO4 decomposition into the oxide components proceeded. The dissolution of Al2O3 particles with diffusion of Al+3 into the non-crystalline aluminosilicate phase seems to be the slowest step of the reaction.

3

In-Situ analysis of corrosion of glazed surfaces using confocal optical microscopy

Piispanen M., Hupa L.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 4

560-564

EN

The topographic analysis was studied as a method to examine surface-level reactions of glazes in aqueous solutions. Glazed surfaces typically have some microroughness caused by crystalline phases embedded in the glassy matrix and also macroroughness (waviness) due to variations in the coating thickness or irregularities in the clay body. The surface topography is usually given in the form of average values of various three-dimensional parameters measured in relation to a certain surface waviness. The surface roughness of matt glazes is typically higher than 0.4 žm. Selective corrosion of one of the phases in the glaze surface is likely to affect the microroughness. The average surface roughness of two matt glazes was measured with the confocal optical microscope for four parallel samples of each surface before and after four days of immersion in one acidic and two alkaline detergent solutions as well as in distilled water. One sample of each surface was also studied in-situ, i.e. in the same location as a function of the immersion time. The changes in the surface composition due to corrosion were analyzed with SEM-EDX. If the roughness was caused mainly by crystalline inclusions partially embedded in the glassy phase, their selective corrosion could not always be deduced from the average roughness values only. However, the in-situ observation enabled the authors to identify changes in the surface profile also in such cases where corrosion did not markedly affect the average surface roughness values. In-situ analysis with confocal optical microscopy was found to give a quick and efficient estimation of micro-level reactions of glazed surfaces in aqueous solutions.

PL

Dyskusji poddano analizę topograficzną jako metodę badania reakcji na poziomie powierzchniowym w szkliwach kontaktujących się z roztworami wodnymi. Powierzchnie szkliwione typowo mają pewną mikrochropowatość spowodowaną przez fazy krystaliczne osadzone w szklistej matrycy, a także makrochropowatość (falistość) z powodu zmienności grubości powłoki lub nieregularności powierzchni tworzywa ilastego. Topografia powierzchni jest zwykle podawana w postaci średnich wartości różnych trójwymiarowych parametrów mierzonych w relacji do pewnej falistości powierzchni. Chropowatość powierzchni szkliw matowych jest zazwyczaj większa niż 0.4 žm. Korozja selektywna jednej z faz szkliwionej powierzchni prawdopodobnie wpływa na mikrochropowatość. Zmierzono średnią chropowatość powierzchni dwóch szkliw matowych za pomocą optycznego mikroskopu współogniskowego dla czterech analogicznych próbek na każdej powierzchni przed i po czterodniowym zanurzeniu w jednym kwaśnym i dwóch zasadowych środowiskach detergentowych oraz w wodzie destylowanej. Jedna próbka każdej powierzchni była również badana in-situ, tzn. w tej samej lokalizacji w funkcji czasu trwania zanurzenia. Za pomocą SEM-EDX zanalizowano zmiany składu powierzchni spowodowane korozją. Jeśli chropowatość została wywołana głównie przez wtrącenia krystaliczne osadzone w fazie szklistej, ich selektywna korozja nie zawsze mogła być w prosty sposób odjęta od średniej wartości chropowatości. Jednakże obserwacje in-situ umożliwiły identyfikację zmian profilu powierzchni również w takich przypadkach, w których korozja nie wywierała znaczącego wpływu na wartości średniej chropowatości powierzchni. Stwierdzono, że analiza przeprowadzona in-situ za pomocą optycznego mikroskopu współogniskowego daje szybką i wydajną ocenę reakcji w roztworach wodnych na powierzchni szkliwionej na poziomie mikro.

4

Reakcje chemiczne i procesy zachodzące w układzie ZrSiO4 - AI2O3 w wysokich temperaturach

Bradecki A., Jonas S., Czyżewska A., Krupa G.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

187-190

PL

Badano przebieg reakcji chemicznych w trakcie otrzymywania materiałów ogniotrwałych mulitowo-cyrkoniowych z wyjściowych substratów w postaci piasku cyrkonowego i korundu. Skład fazowy i mikrostruktura tych tworzyw kształtowane są w wysokich temperaturach, w których z jednej strony zachodzą pośrednie reakcje chemiczne, z drugiej, procesy dyfuzji, zarodkowania i krystalizacji. Stopień przeobrażenia w tym układzie badano poprzez zmiany mikrostruktury, składu chemicznego i fazowego przy użyciu metod XRD, FTIR, SEM i EDS.

EN

Solid state reactions between ZrSiO4 and AI203 leading to a formation of mullite and zirconium dioxide were studied by X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray analysis (EDX). The samples were obtained at temperatures ranging from 1400°C to 1600°C for a period of reaction time ranging from 30 minutes to 60 hours. The results indicate that ZrSiO4 and AI2O3 react with a formation of crystalline ZrO2, crystalline mullite (almost stoichiometric 3AI2O3 ⋅ 2SiO2) and non crystalline silicon-alumina phase (pre-mullite). Decomposition of ZrSiO4 is the fastest stage of the reaction at a temperature of 1600°C. The diffusion of Al from AI2O3 grains into the non-crystalline phase seems to be the slowest step of the reaction.

5

Materiały ogniotrwałe do produkcji odlewów metalowych specjalnego przeznaczenia

Czechowski J., Jedynak L., Lipowska B., Pawełek A.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

180-183

PL

Przedstawiono wyniki badań wytwarzania materiałów ceramicznych stosowanych w procesie ciągłego odlewania żaroodpornych stopów takich jak: tygle do topienia indukcyjnego, misy zalewowe i rdzenie. Stwierdzono, że odpowiedni dobór tlenków cyrkonu i dodatków umożliwia osiągnięcie znacznego zmniejszenia rozszerzalności cieplnej. Wyniki stosowania wytworzonego tygla potwierdziły dobre własności odpornościowe wytypowanego składu. Badano wpływ składu tworzyw na misy zalewowe na ich własności i wytypowano materiał o najwyższej zawartości kordierytu do prób przemysłowych. Badano wpływ spoiw termoplastycznych i dodatków na własności rdzeni ceramicznych wytwarzanych na bazie szkła kwarcowego. Najkorzystniejsze wyniki uzyskano stosując jako dodatek zmielony ZrSiO4.

EN

The results of investigations on ceramic materials used in heat - resistant alloy continuous casting: crucibles for induction melting, pouring pan and ceramic cores are presented. It was found that an appropriate selection of ZrO2 components and additives results in a considerable reduction of the examined materials thermal expansion. The results of application of manufactured crucible confirmed good properties of chosen composition. The influence of composition on the properties of pouring pan were tested and material with the highest cordierite content was choosen for industrial applications. The influence of thermoplastic binders and additives on properties of cores prepared on the base of quartz glass were investigated. The best results were obtained with the presence of grounded ZrSiO4.