Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Improvement of the mechanical properties of biphasic calcium phosphate ceramic composite using silicene

Abdulridha Nazar J., Al-Ghaban Ahmed M., Al-Obaidi Anwer J.

Engineering Transactions

|

2023

|

Vol. 71, iss. 2

185-195

EN

In light of recent events in the replacement and generation of human tissues, it is becoming extremely difficult to ignore the existence of bioceramics. Although hydroxyapatite and betatricalcium phosphate materials are frequently employed individually, they both lack certain qualities. As a result, combining hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate may result in the combination of their respective qualities. The current study aims to investigate the effect of using a novel nanostructure called silicene (silicon nanosheet-SiNS) on the mechanical properties of the composite ceramic (biphasic calcium p hosphate) at various ratios of hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate. The silicene has been synthesized and added at different weight percentages of 1, 3, and 5%. The results reveal that the compressive strength improved due to increasing the content of silicene. The average of increasing was between 58.6% and 142% because of the strong hexagonal structure of silicene. At the same time, the hardness of the biphasic calcium phosphate composite was enhanced by increasing the weight percentage of silicene. However, the hardness decreased when the content of silicene was more than 3% due to the presence of small cavities on the surface of the samples.

2

Właściwości ceramiki litowo-silikatowej po obróbce jej powierzchni

Łapińska B., Szynkowska M. I., Szczesio A., Domarecka M., Sokołowski J., Łukomska-Szymańska M.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 2

391--395

PL

Przedstawiono wyniki badania struktury powierzchni ceramiki krzemianu litu wzmocnionej tlenkiem cyrkonu oraz zmian składu chemicznego jej powierzchni po zastosowaniu obróbki strumieniowo-ściernej korundem szlachetnym o wielkości ziaren 50 μm, trawienia kwasem fluorowodorowym oraz kombinacji tych metod. Zastosowane metody znacząco wpłynęły na strukturę powierzchni ceramiki oraz wytrzymałość jej połączenia z materiałem kompozytowym. Wydłużenie czasu trawienia nie wpłynęło znacząco na rozwinięcie badanej powierzchni. Największą wytrzymałość połączenia ceramika-kompozyt uzyskano po piaskowaniu i trawieniu jej powierzchni 9-proc. kwasem fluorowodorowym przez 60 s.

EN

ZrO₂-reinforced Li silicate ceramic surface was treated by sandblasting with air-borne 50 μm Al₂O₃ particles, etching with 9% HF, and by combination of both methods. All treatments resulted in increasing bond strength to composite material. Prolonged HF etching did not change significantly surface morphol. The highest bond strength was achieved after sandblasting with Al₂O₃ and 60 s long HF etching of ceramic surface.

3

The impact of TiN content on microstructure and mechanical properties of ceramic particulate composite Si3N4–TiN

Dubiel A., Górny G., Rączka M., Stobierski L.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 5

224--230

EN

The paper presents the results of study of the influence of the volume fraction of TiN phase on the microstructure and mechanical properties of the ceramic particulate composite Si3N4–TiN. Samples of the Si3N4–TiN composite containing 5, 10, 15 or 20 vol. % of TiN phase were obtained by sintering mixtures of TiN and Si3N4 powders and sintering additives (6 wt % aluminium oxide and 4 wt % of yttrium oxide). Two types of TiN powder differing in the degree of fragmentation were used. Sintering was conducted at a pressure of 25 MPa at 1750°C for 1 hour. The resulting materials were subjected to quantitative analysis of the microstructure in order to determine the effect of TiN volume fraction and kind of TiN powder used on the microstructure of composites. Binary images showing the Si3N4 grains or TiN particles were obtained by the processing and binarization of SEM gray images of composite microstructure using the Aphelion computer software. The values of selected stereological parameters determining the size, shape and uniformity of distribution of the TiN particles and the size and shape of the matrix grains were determined. The study of the composite microstructure showed that for both types of TiN powders the increase of TiN volume fraction does not cause significant changes in size and shape of the Si3N4 grains. The increase in volume fraction of TiN phase produces the increase in the average TiN particle size in the composite, but cause only a slight change in their shape. Titanium nitride particles in the composite were smaller and somewhat more isometric and more uniformly distributed in the matrix when fine TiN powder was used. Measurements of flexural strength σf and fracture toughness KIc of all materials samples were conducted to determine the effect of composite microstructure changes on mechanical properties. The flexural strength and fracture toughness of the composites increase with the volume fraction of TiN phase. Composites with finer TiN particles are preferable from the point of view of better flexural strength, but higher values of fracture toughness are obtained for composites with coarser TiN particles.

PL

W celu doskonalenia właściwości mechanicznych ceramiki z azotku krzemu tworzy się kompozyty ziarniste o osnowie z Si3N4, a jednym z takich materiałów jest kompozyt Si3N4–TiN. W kompozytach ziarnistych istotnymi zmiennymi mikrostrukturalnymi są m.in. udział objętościowy fazy rozproszonej, wielkość i kształt cząstek tej fazy oraz sposób ich rozmieszczenia w osnowie kompozytu. Celem pracy jest zbadanie wpływu udziału objętościowego fazy TiN oraz stopnia rozdrobnienia proszku TiN użytego do wytworzenia kompozytu Si3N4–TiN na jego mikrostrukturę oraz twardość, wytrzymałość na zginanie i odporność na kruche pękanie.

4

Badania odporności na zużycie ścierne potencjalnych materiałów narzędziowych

Wyżga P., Laszkiewicz-Łukasik J., Jaworska L.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 2

109--112

PL

W artykule przedstawiono wyniki wysokotemperaturowych badań odporności na zużycie ścierne przeprowadzonych metodą ball-on-disc. Kompozyty o składzie 70% masowych TiN i 30% masowych TiB2 otrzymano metodą spiekania iskrą elektryczną SPS (spark plasma sintering). Proces spiekania nanoproszków prowadzono w temperaturze 2100 °C, a mikroproszków – w temperaturze 1600 °C. W obu przypadkach czas spiekania wynosił 5 min. Zmierzono wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne. Średni współczynnik tarcia w temperaturze 700 °C kompozytu TiN–TiB2 uzyskanego z nanoproszków wyniósł 0,52, a kompozytu wytworzonego z mikroproszków – 0,74. Badania składu fazowego powierzchni po testach tribologicznych potwierdziły występowanie w tych kompozytach nie tylko TiN i TiB2, lecz także faz hBN i TiO2.

EN

This paper presents results of the high temperature tribological research work using ball-on-disc method. The 70wt% TiN and 30%wt TiB2 composite samples were obtained by spark plasma sintering (SPS) method from nano- and micropowders. Sintering parameters were 2100 °C and 1600 °C respectively for nano- and micropowders, sintering duration was 5 minutes. Selected physical and mechanical properties were measured. Average friction coefficient values of the TiN/TiB2 composite material were 0.52 and 0.74 for the nanopowders and for the micropowders samples respectively. XRD surface phase tests performed after tribological tests revealed not only TiN and TiB2 content, but also hBN and TiO2 phases in samples obtained from both nano- and micropowders.

5

Wpływ zawartości CaO na kształtowanie się porowatej mikrostruktury spieków kompozytowych ZrO2/Al2O3

Czaja P., Osińska K., Bernard H., Maszybrocka J., Cybo J., Czekaj D.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 1

59-64

PL

W prezentowanej pracy przedstawione zostały wybrane zagadnienia dotyczące technologii wytwarzania kompozytów ceramicznych (ZrO2)x(Al2O3)100%-x dla x = 100%, 90% i 80% mas. Prezentowane materiały zostały wytworzone poprzez mieszanie składowych proszków i zagęszczanie otrzymanych mieszanin metodą spiekania swobodnego w temperaturze T = 1350°C przez okres t = 2 godzin. Otrzymano kompozyty ceramiczne z 5-procentową domieszką tlenku wapnia CaO oraz bez domieszki tego tlenku na drodze jednokrotnego i dwukrotnego spiekania. Do obserwacji morfologii przełomu zastosowano metodę skaningowej mikroskopii elektronowej. Dokonano analizy oceny składu chemicznego z wykorzystaniem metody EDS.

EN

The presented paper addresses selected issues relating to the technology of manufacturing ceramic composites (ZrO2)x(Al2O3)100%-x for x = 100%, 90% and 80 wt%. The presented materials have been produced by mixing component powders and consolidation of the resultant mixtures by using natural sintering at T = 1350°C for a time of t = 2 hours. The composites with no and with a calcium oxide admixture of 5 wt% added as the sintering aid were single and double sintered. To carry out observation of the fracture morphology, scanning electron microscopy was used. An analysis of the chemical composition evaluation was made by using EDS.

6

Kompozyty Al2O3-SiCw

Krawczyńska A., Biesiada K., Olszyna A.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 2

38-43

PL

Przedstawiono wyniki badań nad modyfikacją właściwości Al2O3, mającą na celu zwiększenie odporności materiału na kruche pękanie poprzez wprowadzenie do osnowy ceramicznych wiskersów węglika krzemu (ß-SiC). Technika wytwarzania materiałów kompozytowych Al2O3+x%wag.SiCw (x = O, 5,10,15, 20) obejmuje: mieszanie proszków, suszenie, granulowanie, prasowanie jednoosiowe p = 20 MPa, dogęszczanie izostatyczne p = 120 MPa oraz spiekanie próbek w warunkach T = 1650°C/1 h, p = 35 MPa w atmosferze argonu (rys. 3). Następnie oznaczono właściwości fizyczne kompozytów, takie jak: gęstość, porowatość, nasiąkliwość metodą hydrostatyczną (rys. 4). Przeprowadzono również przykładową jakościową analizę fazową kompozytu Al2O3+15%SiCw, która wykazała występowanie Al2O3 oraz dwóch odmian (politypów) węglika krzemu - ß (rys. 5). Zbadano także własności wytrzymałościowe: twardość (HV) i odporność na kruche pękanie (metodą pomiaru długości pęknięć z odcisku Vickersa) (rys. 7). W wyniku spiekania kompozytów Al2O3+x%wag.SiCw (x = O, 5, 10, 15, 20) pod ciśnieniem (p = 35 MPa) otrzymano materiały o zagęszczeniu nie mniejszym niż 96%, twardości 18 GPa (dla Al2O3+20% wag. SiCw) i współczynniku intensywności naprężeń K(IC) - 6 MPa * m1/2 (dla Al2O3+20%wag. SiCw). Otrzymane wartości współczynnika intensywności naprężeń obserwowane w badanych kompozytach spowodowane są obecnością wiskersów SiC (odchylanie i mostkowanie pęknięć).

EN

The study is concerned with the modification of the properties of Al2O3, in particular aimed at improving the fracture toughness of this material, by introducing ceramic whiskers of the silicon carbide (ß-SIC) into its matrix. The technological operations involved in the production of the Al2O3+x%wt.SiCw (x = O, 5, 10, 15, 20) composite are: mixing the starting powders, drying the mixture, granulating, uniaxial pressing at p =20 MPa, isostatic compacting at p = 120 MPa, and hot pressing sintering in T = 1650°C, p = 35 MPa for 1 h in argon (Fig. 3). The physical properties of the Al2O3+x%SiCw composites thus produced, such as the density, porosity and absorptivity were determined using the hydrostatic method (Fig. 4). The phases identified in the Al2O3+15%SiCw composite by a qualitative phase analysis were Al2O3 and two yariations of ß-SiC (Fig. 5). Investigation the strength properties of the composite, such as the hardness (HV) and fracture toughness (Vickers method) (Fig. 7). The Al2O3+x%wt.SiCw (x = O, 5, 10, 15, 20) composites hot-pressed under a pressure of 35 MPa show a high hardness of 18 GPa (for Al2O3+20%wt.SiCw) and stress intensity factor Ktc of 6 MPa * m1/2 (for Al2O3+20%wt.SiCw). The value of the stress intensity factor measured in the Al2O3+x%wt.SiCw (x = O, 5, 10, 15, 20) composites can be attributed to the presence of the whiskers SiC (crack deviation and bridging).

7

Kompozyty Al2O3-Si3N4w

Banul M., Biesiada K., Olszyna A.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 1

74-78

PL

Przedstawiono wyniki badań nad modyfikacją właściwości Al2O3, przede wszystkim zwiększenia odporności materiału na kruche pękanie poprzez wprowadzenie do osnowy ceramicznych wiskersów azotku krzemu ([alfa]-Si3N4). Proces wytwarzania materiałów kompozytowych Al2O3+x%mas.Si3N4w (x = 1, 2, 3, 4. 5) obejmuje: mieszanie proszków, suszenie, granulowanie, prasowanie jednoosiowe p = 20 MPa, dogęszczanie izostatyczne p = 120 MPa oraz spiekanie wyprasek próbek w temperaturze T = 1450°C/1 h pod ciśnieniem p = 35 MPa w atmosferze argonu. Określono właściwości fizyczne otrzymanych kompozytów, takie jak: gęstość, porowatość i nasiąkliwość, metodą hydrostatyczną. Przeprowadzono jakościową analizę fazową kompozytu Al2O3+5%Si3N4w. Określono twardość (HV) i odporność na kruche pękanie badanych kompozytów. W wyniku spiekania Al2O3+x%mas.Si3N4w (x = 1, 2, 3, 4, 5) pod ciśnieniem (p = 35 MPa) otrzymano spieki o zagęszczeniu nie mniejszym niż 98%, twardości 20 GPa (dla Al2O3+5%mas.Si3N4w) i krytycznym współczynniku intensywności naprężeń K(IC) = 4,54 MPa * m1/2 (dla Al2O3+5%mas.Si3N4w). Otrzymane wartości twardości i krytycznego współczynnika intensywności naprężeń badanych kompozytów spowodowane są obecnością twardych wiskersów Si3N4 (odchylanie i mostkowanie pęknięć).

EN

The study is concerned with the modification of the properties of Al2O3, in particular aimed at improving the fracture toughness of this material, by introducing ceramic whiskers of the silicon nitride ([alpha]-Si3N4) into its matrix. The technological operations involved in the production of the Al2O3+x%wt.Si3N4W (x = 1, 2, 3, 4, 5) composite are: mixing the starting powders, drying the mixture, granulating, uniaxial pressing at p = 20 MPa, isostatic compacting at p = 120 MPa, and hot pressing sintering in T = 1450°C, p = 35 MPa for 1 h in argon. The physical properties of the Al2O3+x%wt.Si3N4w composites thus produccd, such as the density, porosity and absorptiyity were determined using the hydrostatic method (Fig. 4). The phases in the Al2O3+5%Si3N4w were identified. Investigation of the strength properties of the composite, such as the hardness (HV1) and fracture toughness (Vickers method) was also carried out. The Al2O3+x%wt.Si3N4w (x = 1, 2, 3, 4, 5) composites hot--pressed under a pressure of 35 MPa show high hardness of 20 GPa (for Al2O3+5%wt.Si3N4w) and critical value of stress intensity factor K(IC) of 4,54 MPa * m1/2 (for Al2O3+5%wt.Si3N4w). The critical value of the stress intensity factor measured in the Al2O3+x%wt.Si3N4w (x = 1, 2, 3, 4, 5) composites can be attributed to the presence of the whiskers Si3N4 (crack deviation and bridging).

8

Próby modelowania właściwości kompozytów ceramicznych z iłów modyfikowanych dodatkami nieilastymi aktywnymi w wysokich temperaturach

Lewowicki P.

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2005

|

Z. 12 (160)

71-75

9

Tribological behaviour of textile-reinforced ceramic matrix composites

Hufenbach W., Langkamp A., Kunze K.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 2

17-22

EN

Fibre and textile reinforced ceramic composites with silicon carbide as matrix material are gaining increasing importance for complexly loaded structures in high-temperature and tribological applications. Besides improving the strength, the main target of the reinforcement is to increase the composite toughness. Furthermore, using an adapted reinforcement an optimized thermo-mechanical property profile and an adaptation of the tribological behaviour of the anisotropic composite can be achieved. Therefore a specific arrangement of the fibres, the matrix and the fibre matrix interface have to be developed. The objective of this paper is to present the anisotropic mechanical material properties of different fibre and textile reinforced ceramics which were experimentally determined in adapted material tests. Furthermore a detailed investigation of the tribological behaviour of ceramic composite was performed using pin-to-disk tests. The results show clearly, that the material behaviour of fibre ceramic composites is essentially depending on the production procedure. Whereas the elastic structural behaviour of C fibre reinforced SiC ceramics made by the chemical--vapour-infiltration-technique is nearly isotropic, liquid-silicon-infiltrated SiC materials show a high degree of anisotropy, which has to be principally considered within the design process of fibre ceramic structures. The tribological tests indicate that reinforced ceramics exhibit an excellent tribological behaviour with low wear rates and coefficients of friction. In further studies adapted material pairing has to be developed for tribological applications.

PL

Kompozyty ceramiczne o osnowie z węglika krzemu i wzmocnieniu włóknistym lub tekstylnym zdobywają coraz większe znaczenie w budowie struktur poddawanych złożonym stanom obciążenia w warunkach wysokiej temperatury i tarcia. Istotnym zadaniem wzmocnienia jest w tym przypadku, poza poprawą wytrzymałości, również podniesienie twardości kompozytu. Zastosowanie odpowiedniego wzmocnienia pozwala także na osiągniecie optymalnych właściwości termomechanicznych oraz wpływa na właściwości tribologiczne kompozytu anizotropowego. Wynika stąd potrzeba określenia specyficznego dla danego zastosowania układu włókien, osnowy oraz warstwy granicznej między wzmocnieniem i osnową. W artykule zaprezentowano anizotropowe właściwości mechaniczne różnych kompozytów ceramicznych o wzmocnieniu włóknistym lub tekstylnym, które zostały doświadczalnie wyznaczone w specjalnych próbkach materiałów. Przeprowadzono szczegółowe badania własności tribologicznych za pomocą testów typu "trzpień na tarczy" (pin-to-disk). Uzyskane wyniki pokazują jednoznacznie, że właściwości kompozytów ceramicznych o osnowie SiC wzmocnionych włóknami węglowymi są silnie zależne od technologii wytwarzania. Podczas gdy infiltracja metodą osadzania chemicznego powoduje uzyskanie prawie izotropowych własności sprężystych, infiltracja płynnym SiC skutkuje istotną anizotropią, która powinna być uwzględniana w projektowaniu z użyciem opisywanych materiałów. Wyniki badań tribologicznych potwierdzają również bardzo dobre właściwości tribologiczne tych materiałów - niskie zużycie i niskie współczynniki tarcia. Przedmiotem dalszych badań powinno być opracowanie par tarciowych dopasowanych do konkretnych zastosowań.

10

Kompozyty Ti3Al-TiB2

Kostecki M., Biesiada K., Olszyna A.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

221-226

PL

Przedstawiono wyniki modyfikacji fazy Ti3Al w celu poprawy odporności na pękanie oraz odporności na utlenianie w wysokich temperaturach, poprzez wprowadzenie do osnowy cząstek ceramicznych dwuborku tytanu (TiB2). Technologia otrzymania kompozytów Ti3Al-TiB2 składa się z operacji: mieszania proszków wyjściowych, suszenia T = 90°C, granulowania, prasowania jednoosiowego p = 20 MPa, dogęszczania izostatycznego p = 120 MPa oraz spiekania próbek pod ciśnieniem p = 35 MPa w T = 1673 K, 1 h. Określono właściwości fizyczne wytwatrzanych kompozytów Ti3Al+40%TiB2: gęstość, porowatość i nasiąkliwość metodą hydrostatyczną (rys. rys. 3 i 4). Wykonano jakościową analizę fazową kompozytu Ti3Al+40%wag.TiB2 (rys. 8). W wyniku spiekania pod ciśnieniem proszków Ti3jAl+x%TiB2 (x = O, 10, 20, 30, 40% wag.) otrzymano materiał o dużej twardości - 920 HV10 i wysokim współczynniku intensywności naprężeń K(Ic) = 97 MPa m1/2 (rys. 5). Badania kinetyki utleniania przeprowadzono w temperaturze 1173 K w atmosferze powietrza. Krzywe kinetyki utleniania (rys. 9) dla wszystkich badanych kompozytów mają charakter paraboliczny. Wartość stałej szybkości utleniania Kp dla Ti3Al wynosi 3,2 10(-3) mg2/cm4s, natomiast dla kompozytu TijAl+40%TiB2. 5 10(-4) mg2/cm4s. Obecność twardej fazy TiB2 spowodowała znaczny wzrost właściwości wytrzymałościowych kompozytów Ti3Al+x%TiB2. Mechanizm odpowiedzialny za obserwowane wzmocnienie w badanych kompozytach jest związany z wyhamowaniem i odchylaniem pęknięć na cząstkach fazy ceramicznej TiB2. Natomiast poprawa odporności na utlenianie kompozytu o zawartości 40% TiB2 wynika prawdopodobnie z obecności zwartej zgorzeliny, chroniącej podłoże przed szybkim utlenieniem.

EN

The study is concerned with improving the propertics of Ti3Al, in the first place the fracture toughness and resistance to oxidation at high temperatures, by introducing ceramic particles of titanium diboride (TiB2) into its matrix. The technology of the Ti3Al-TiB2 composites involves the following operations: mixing the starting powders, drying the mixture at T = 90°C, granulating, uniaxial pressing at p = 20 MPa, isostatic consolidation at p = 120 MPa, and sintering the samples at T = 1673 K under the pressure p = 35 MPa. The physical properties of the sintered composites, such as the density, porosity, and absorptiveness (determined by the hydrostatic method) were examined (Figs. 3, 4). A qualitative phase analysis of the Ti3Al+40wt.%TiB2 composite has shown that it contains the Ti3Al and TiB2 phases (Fig. 8). After sintering, the Ti3Al+x%TiB2 (x = 0,10,20, 30,40 wt.%) composite shows a high hardness of 920 HV10 and a high stress intensity factor K(Ic) = 97 MPa m1/2 (value obtained for the Ti3Al+40wt.%TiB2 composite). The oxidation kinetics of the composites was examined at a temperature of 1173 K in an air atmosphere. The oxidation kinetics curves are shown in Figure 9. We can see that, in all the sintered samples examined, the curves have the parabolic character. The value of the parabolic oxidation rate constant Kp is equal to 3.2 10(-3) mg2/cm4s in the Ti3Al samples and 5 o 10(-4) mg2/cm4s in the Ti3Al+40%TiB2 samples. The increased strength of the Ti3Al+x%TiB2 composites can be attributed to the presence of the TiB2 ceramic grains. The hardening occurs as a result of the cracks formed in the ceramic phase particles being deflected and bridged. The increased resistance against oxidation observed in the composite added with 40% of TiB2 is probably due to the formation of a solid scale, which protects the substratc against rapid corrosion.

11

Kompozyty ceramiczne typu Al2O3-ZrO2 otrzymywane metodą Direct Coagulation Casting

Tomaszewska-Grzęda A., Szafran M.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 8

428-433

EN

The Direct Coagulation Casting (DCC) is a new and very interesting method of molding samples from ceramic casting slips of high concentration of the solid phase. It consists in concentrating the casting slip via internal slow change of pH round each ceramic powder particle, which causes changes in the structure of the double electric layer around the powder suspended in the slip. This results in a reduction of the electrostatic repulsion forces of double electric layers in favor of the Van der Waals attraction forces. The role of enzymes in the DCC process consists in the decomposition of an appropriately selected substance which results in slow liberation over the whole volume of molecules changing the pH or also in the synthesis of salts modifying the double electric layer. The results of using the urease-urea system and the properties of ceramic casting slips, green samples and after sintering with aluminum oxide and Al2O3-nZrO2 composites are presented in the paper. In Figures 1-3 are presented the results of studies of casting slips obtained by the DCC method with Al2O3 and Al2O3-nZrO2. In Tables 1 and 2 are presented the results of studies of green and sintered samples, whereas their picture obtained by means of a scanning microscope are presented in Figures 4-9. The obtained results of studies show a considerable probability of obtaining in the future of Al2O3-nZrO2 composites of good strength parameters resulting from their high degree of thickening, providing that a deglomeration method of nZrO2 in the above presented process will be elaborated.

PL

Proces Direct Coagulation Casting (DCC) jest nową i bardzo interesującą metodą formowania kształtek z ceramicznych mas lejnych o dużym stężeniu fazy stałej. Polega on na zatężaniu masy lejnej poprzez wewnętrzną powolną zmianę pH wokół każdej cząstki proszku ceramicznego, co powoduje zmiany budowy podwójnej warstwy elektrycznej wokół proszku zawieszonego w masie. W efekcie prowadzi to do redukcji sił elektrostatycznego odpychania podwójnych warstw elektrycznych na korzyść sił przyciągania van der Waalsa. Rola enzymów w procesie DCC polega na rozkładzie odpowiednio dobranej substancji, w wyniku czego następuje powolne wydzielanie w całej objętości cząsteczek zmieniających pH lub też na syntezie soli modyfikujących podwójną warstwę elektryczną. W pracy przedstawiono wyniki zastosowania układu ureaza-mocznik i jego wpływu na właściwości ceramicznych mas lejnych, kształtek surowych, jak i po spiekaniu z tlenku glinu oraz kompozytów Al2O3-nZrO2. Na rysunkach 1-3 przedstawiono wyniki badania mas lejnych otrzymanych metodą DCC z Al2O3 oraz Al2O3-nZrO2. W tabelach 1 i 2 podano wyniki badań kształtek surowych i spiekanych, natomiast ich obraz otrzymany przy użyciu mikroskopu skaningowego przedstawiają rysunki 4-9. Uzyskane wyniki badań wskazują na duże prawdopodobieństwo otrzymania w przyszłości kompozytów Al2O3-nZrO2 o dobrych parametrach wytrzymałościowych, wynikających z ich wysokiego stopnia zagęszczenia, pod warunkiem, że zostanie opracowana metoda deaglomeracji n-ZrO2 w wyżej przedstawionym procesie.

12

Test koncepcji symulowania przemiany fazowej w modelach MES mikrostruktury kompozytu ceramicznego

Niezgoda T., Szymczyk W., Małachowski J.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2002

|

Vol. 7, No. 1 sp.

377-386

PL

Zaproponowano koncepcję symulacji przemiany fazowej w modelach MES polikrystalicznych, ortotropowych cieplnie mikrostruktur kompozytów ceramicznych. Po sprawdzeniu poprawności na uproszczonych modelach, wykonano test jej zastosowania w modelu zbudowanym na podstawie mikroskopowego obrazu rzeczywistej mikrostruktury kompozytu ceramicznego na bazie korundu i tlenku cyrkonu.

EN

The analysis presented in this paper is the first part of larger considerations concerning numerical assessment of landing gear life. Determination of maximum landing gear service load was defined as a starting point of this programme. This was carried out by drop tests. Static stress analysis of line element FEM models were used to choose the most loaded components of landing gear. Further analysis was conducted for solid models of fork, The results of the stress analysis for those components identified as being subject to significant stresses are provided as part of the stress spectrum histories used in fatigue analysis.

13

Koncepcja numerycznej symulacji przemiany fazowej w analizie naprężeń w obszarze wokół pęknięcia w kompozycie ceramicznym

Niezgoda T., Małachowski J., Szymczyk W.

Przegląd Mechaniczny

|

2002

|

nr 7-8

37-41

PL

W kompozycie ceramicznym na bazie korundu i tlenku cyrkonu, w trakcie rozwoju pęknięć podkrytycznych, obserwowane jest zjawisko wzrostu odporności na pękanie w funkcji długości pęknięcia (tzw. zachowanie typu krzywej R), co spowodowane jest przemianą fazową ZrO2 z postaci tetragonalnej w jednoskośną; w pracy prezentowany jest sposób numerycznej symulacji relaksacyjnego wpływu przemiany fazowej na naprężenia na czole pęknięcia - sposób symulacji bazuje na fakcie istnienia różnicy objętości fazy tetragonalnej i jednoskośnej; obliczenia przeprowadzone są metodą elementów skończonych.

EN

In a ceramic composite based on corundum and zirco-nium oxide, as the subcritical cracks are developing an increase in crack resistance VS the crack length (the so called behaviour of the R curve type) occurs. It is caused by the phase transition ZrO2 from a tetragonal into monoclinic form. A method of numerical simulation is presented of the relaxation influence of the phase transi-tion upon the stress on the crack head. The simulation method is based on the difference existing between the volumes of the tetragonal and monoclinic phases. The calculations were made using the finite element method.