Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Centra barwne azot-wakancja w diamencie - od klejnotów do technologii kwantowych

Mrózek Mariusz, Wojciechowski Adam M., Gawlik Wojciech

Postępy Fizyki

|

2023

|

T. 74, z. 1

2--13

PL

Diamenty zachwycają doskonałym pięknem i niezwykłymi właściwościami. Najczęściej kojarzone są z branżą jubilerską lub z zastosowaniem w przemyśle szlifierskim. Najciekawsze i najważniejsze własności diamentów związane są z tym, że możemy je badać i modyfikować do nietypowych zastosowań. W szczególności specyficzne defekty diamentu, centra barwne azot-wakancja, otwierają niezwykle ciekawe możliwości, z których kilka opisujemy poniżej. W artykule omówione zostały podstawowe właściwości diamentów, ich pochodzenie i metody sytetyzowania, a także niedoskonałości struktury krystalicznej diamentu, które mogą wykazywać nowe właściwości optyczne i spektroskopowe. Druga część artykułu prezentuje strukturę i właściwości jednego z takich defektów - centrum barwnego azot-wakancja (NV). W końcowej części omówione zostały praktyczne zastosowania centrów NV w charakterze czujnika wielkości fizycznych takich jak pole magnetyczne i temperatura, a także w dziedzinie przetwarzania informacji kwantowej - być może zaowocuje to powstaniem komercyjnego komputera kwantowego zbudowanego na ciele stałym.

EN

Diamonds impress with their perfect beauty and extraordinary properties. They are most often associated with the jewellery industry or with the use in grinding industry. The most interesting and important ones can be studied and modified. In particular, specific diamond defects, the nitrogen-vacancy color centers, have extremely interesting properties. They also allow for very attractive applications, some of which are described below. Here we discuss the basic properties of diamonds, their origin, and methods of synthesis, as well as the defects of their crystal structure, which may exhibit exciting new optical properties. In the second part of the article, we focus on the structure and properties of one such defect - the nitrogen-vacancy (NV) color center. The following parts present some practical applications of NV centers as sensors of physical quantities such as magnetic field and temperature, as well as in the field of quantum information processing. The latter option opens a window to the construction of a commercial solid-state quantum computer, which would be a great help in mass production.

2

Narzędzia metaliczno-diamentowe o podwyższonej odporności na zużycie ścierne do szlifowania przemysłowych systemów podłogowych

Cygan-Bączek Elżbieta, Wyżga Piotr

Mechanik

|

2021

|

R. 94, nr 3

12--16

EN

This paper presents results of research on the physical, mechanical, and tribological properties of materials constituting the matrix in sintered metallic-diamond tools. The ground powders based on the Fe-Mn-Cu-Sn-C system were modified with particles of the ceramic phase: SiC, Al2O3 and consolidated using the SPS (spark plasma sintering) method to a relative density of over 98% at 850÷950°C, at a pressure of 35 MPa and time 10 min. In order to assess the performance of the test materials, the metallic-diamond segments were made. The segments were tested for resistance to abrasive wear in the process of grinding concrete surfaces. It has been shown that it is possible to obtain materials with enhanced mechanical and tribological properties for sintered metallic-diamond tools intended for grinding industrial floor systems.

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości fizycznych, mechanicznych i tribologicznych materiałów stanowiących osnowę w spiekanych narzędziach metaliczno-diamentowych. Mielone proszki na bazie mieszanki Fe-Mn-Cu-Sn-C modyfikowano cząstkami fazy ceramicznej: SiC, Al2O3 i konsolidowano metodą SPS (spark plasma sintering) do gęstości względnej powyżej 98% w temperaturze 850÷950°C, pod ciśnieniem 35 MPa i w czasie 10 min. W celu oceny właściwości użytkowych badanych materiałów wykonano segmenty metaliczno-diamentowe, które poddano badaniom odporności na zużycie ścierne w procesie szlifowania powierzchni betonowych. Wykazano, że możliwe jest otrzymanie materiałów o podwyższonych właściwościach mechanicznych i tribologicznych nadających się na spiekane narzędzia metaliczno-diamentowe przeznaczone do szlifowania przemysłowych systemów podłogowych.

3

Assessment of the Possibility of Using Fractal Analysis to Describe the Surface Aluminum Composites After Turning

Karolczak P., Kowalski M., Raszka K.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 4

49--60

EN

The description of the characteristics of the surface using standardized roughness parameters can not fully predict its performance properties. One of the tools supporting the assessment of the surface layer of the treated surface may be fractal analysis. This applies both to surfaces with machining traces, which are created under conditions of high randomness and variability of process conditions, and to surfaces with directional traces and their distinct periodicity. The paper presents the results of surface roughness measurements of turned aluminium matrix composites reinforced with ceramic fibers. Carbide and diamond tools were used for turning the tested material. The trials were carried out under dry machining conditions and with minimal lubrication in the cutting zone. Surfaces were measured by the contact method, and surface roughness parameters were calculated by Gaussian filtration. Then, the values of the fractal dimension were calculated using the enclosing box method. On the basis of these calculations, the influence of machining conditions on the values of selected roughness parameters and the box fractal dimension was determined. It was found that the fractal dimension, i.e. the irregularity of the geometric structure of the surface after turning of composites, changes with the change of cutting parameters, the tool and the method of lubricating the cutting zone. Of these factors, the feed has the greatest influence. As it grows, the irregularity of the machined surface structure decreases. In addition, the correlation coefficients between the fractal dimension and the measured roughness parameters were determined. It was noticed that the fractal dimension, in the case of turning aluminum composites, best correlates with the roughness parameters Sa and Ssk and thus describes features similar to these parameters. Therefore, it was assumed that it is possible to use fractal analysis as a supplementary tool for the description of the surface condition of aluminum composites after turning in various machining conditions. On the other hand, the fractal dimension can be treated as an additional tool to describe the surface condition, especially its irregularity, which is not described by other standard roughness parameters.

4

DEC – węgliki wzmocnione diamentem: nowy supertwardy materiał o zwiększonej odporności na zużycie

Tsybulia Iurii, Przygucki Hubert, Kasonde Maweja, Mątewski Damian

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2020

|

R. 58, nr 4

65--70

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie metody spiekania impulsowo-plazmowego (PPC) w dziedzinie spiekanych kompozytów diamentowych w warunkach termodynamicznej niestabilności diamentu do wytwarzania narzędzi przeznaczonych do cięcia i urabiania różnych kamieni. Węgliki wzmocnione diamentem (DEC – ang. Diamond Enchanced Carbide), w dalszej części tekstu nazywane skrótowo DEC, jako materiał kompozytowy zawierający 30 obj. cząstek diamentu wytworzono, stosując mieszaninę submikronową WC6Co [ wag.]. Dzięki warunkom spiekania PPC uzyskano spieki o wysokiej gęstości z silnym wiązaniem pomiędzy cząstkami diamentu a osnową węglika spiekanego. Badano wartości energii właściwej skrawania i współczynnika tarcia pozornego frezu DEC w porównaniu z podobnymi narzędziami z PCD i zwykłego węglika wolframu. Wyniki badań materiałów DEC spiekanych przez GeniCore potwierdziły dobre perspektywy rynkowe dla tych materiałów do zastosowań w cięciu i górnictwie.

EN

The paper presents the application of the pulse plasma consolidation (PPC) method in the field of diamond composites sintered under conditions of thermodynamic instability of diamond for the manufacture of tools intended for the cutting of different stones. Diamond enhanced carbides (DEC) are a composite material containing 30 vol of diamond particles and were produced using a mixture of submicron WC6Co (wt ). Due to PPC sintering conditions, dense sinters with a strong bond between the diamond particles and the sintered carbide matrix were obtained. The values of the specific cutting energy and the apparent friction coefficient of DEC cutter were investigated in comparison with the similar devices from PCD and ordinary tungsten carbide. DEC materials sintered in GeniCore confirmed the good market prospects for these materials in both cutting and mining applications.

5

DEC – diamond enhanced carbides: a new super-hard material with enhanced wear resistance

Tsybulia Iurii, Przygucki Hubert, Kasonde Maweja, Mątewski Damian

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2020

|

R. 58, nr 4

59--64

EN

The paper presents the application of the pulse plasma consolidation (PPC) method in the field of diamond composites sintered under conditions of thermodynamic instability of diamond for the manufacture of tools intended for the cutting of different stones. Diamond enhanced carbides (DEC) are a composite material containing 30 vol of diamond particles and were produced using a mixture of submicron WC6Co (wt ). Due to PPC sintering conditions, dense sinters with a strong bond between the diamond particles and the sintered carbide matrix were obtained. The values of the specific cutting energy and the apparent friction coefficient of DEC cutter were investigated in comparison with the similar devices from PCD and ordinary tungsten carbide. DEC materials sintered in GeniCore confirmed the good market prospects for these materials in both cutting and mining applications.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie metody spiekania impulsowo-plazmowego (PPC) w dziedzinie spiekanych kompozytów diamentowych w warunkach termodynamicznej niestabilności diamentu do wytwarzania narzędzi przeznaczonych do cięcia i urabiania różnych kamieni. Węgliki wzmocnione diamentem (DEC – ang. Diamond Enchanced Carbide), w dalszej części tekstu nazywane skrótowo DEC, jako materiał kompozytowy zawierający 30 obj. cząstek diamentu wytworzono, stosując mieszaninę submikronową WC6Co [ wag.]. Dzięki warunkom spiekania PPC uzyskano spieki o wysokiej gęstości z silnym wiązaniem pomiędzy cząstkami diamentu a osnową węglika spiekanego. Badano wartości energii właściwej skrawania i współczynnika tarcia pozornego frezu DEC w porównaniu z podobnymi narzędziami z PCD i zwykłego węglika wolframu. Wyniki badań materiałów DEC spiekanych przez GeniCore potwierdziły dobre perspektywy rynkowe dla tych materiałów do zastosowań w cięciu i górnictwie.

6

Bezpośrednie lutowanie diamentu do korpusu narzędzia – spoiwa lutujące i metody lutowania

Podsiadło Marcin, Jaworska Lucyna, Klimczyk Piotr

Mechanik

|

2019

|

R. 92, nr 8-9

520--523

PL

W artykule przedstawiono zagadnienie bezpośredniego lutowania diamentu do korpusu narzędzia. Omówiono największe zagrożenia dla złącza lutowanego, takie jak naprężenia i zła zwilżalność. Następnie zaprezentowano wytwarzanie półfabrykatów z polikrystalicznego diamentu różnymi metodami. Dalej przedstawiono stopy metali (lutowia) o osnowie ze srebra, z niklu i miedzi, które wykorzystuje się do lutowania diamentu. Omówiono najczęściej stosowane metody lutowania twardego (oporowe, indukcyjne, laserowe i w poczerwieni).

EN

The article presents the problem of direct brazing of diamond to the tool body. The greatest threats to the brazing joint were discussed: stress and poor wettability. Methods for producing polycrystalline diamond blanks by various methods were presented. The metal alloys (solders) with a silver, nickel and copper matrix that is used for brazing diamonds were described. The most commonly used brazing methods (resistance, induction, laser and infrared) were discussed.

7

The Mechanism of Formation of Finely Dispersed Minerals on the Surface of Diamonds and the Application of Electrolysis Products of Water Systems for their Destruction

Chanturiya Valentin, Dvoichenkova Galina, Morozov Valery, Podkamenny Yury, Kovalchuk Oleg

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1

53--57

EN

The composition of the surface of natural diamonds in interaction with kimberlite minerals and the aqueous phase in the deposit and enriched ore is studied. The sequence and conditions for the formation of minerals on the surface of crystals under conditions of processing of kimberlites have been determined. Confirmed the mechanism of hydrophilization of diamonds comprising crystallization of hydroxides and oxides of iron as a mandatory initial stage. A method of destruction or subsequent dissolution of minerals aggregates by the impact of electrolysis products of aqueous systems has been proposed, which allows to restore the hydrophobicity of diamonds. The use of electrochemically treated water in the froth separation cycle with high diamond recovery made it possible to increase their recovery in the factory’s concentrate by 8.8%.

PL

Zbadano skład powierzchni naturalnych diamentów w interakcji z minerałami kimberlitowymi i fazą wodną w złożu i wzbogaconej rudzie. Określono kolejność i warunki tworzenia minerałów na powierzchni kryształów w warunkach przetwarzania kimberlitów. Potwierdzono mechanizm hydrofilizacji diamentów obejmujący krystalizację wodorotlenków i tlenków żelaza jako stały etap początkowy. Zaproponowano sposób niszczenia lub późniejszego rozpuszczania agregatów minerałów przez wpływ produktów elektrolizy układów wodnych, co pozwala przywrócić hydrofobowość diamentów. Zastosowanie elektrochemicznie uzdatnionej wody w procesie separacji piany z wysokim odzyskiem diamentu umożliwiło zwiększenie odzysku w koncentracie o 8,8%.

8

Wpływ warunków procesu mielenia mieszaniny proszków Fe, Cu, Ni na właściwości spieków otrzymanych techniką prasowania na gorąco

Borowiecka-Jamrozek J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 3

17--20

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań własności mechanicznych spieków otrzymanych z mieszanki elementarnych proszków żelaza, miedzi i niklu poddanych mieleniu w młynie kulowym przez okres 60 godzin. Spieki wykonano techniką prasowania na gorąco w grafitowej matrycy. Zastosowano następujące parametry wytwarzania: ciśnienie 35 MPa, temperatura 900 °C, czas 3 minuty. Badania otrzymanych spieków obejmowały: pomiar gęstości, porowatości, twardości i statyczną próbę rozciągania. Dokonano również obserwacji mikrostruktury i przełomów zerwanych próbek przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM). Badania prowadzono w celu określenia przydatności wytworzonych kompozytów do produkcji narzędzi metaliczno-diamentowych. Zbadano wpływ składu chemicznego, warunków procesu wytwarzania na mikrostrukturę i własności mechaniczne wytworzonych spieków.

EN

The paper presents the results of investigations of mechanical properties of sinter obtained from a mixture of elementary iron, copper and nickel powders milled in a ball mill for a period of 60 hours. Sintering was done by hot-pressing technique in graphite matrix. The following manufacturing parameters were used: pressure 35 MPa, temperature 900 °C, time 3 minutes. Investigations of the obtained sinterings included: density, porosity, hardness and static tensile test. Observations were also made of microstructure and fracture surface of broken samples using an electronic scanning electron microscope (SEM). The study was conducted to determine the suitability of manufactured composites for the manufacture of metal-diamond tools. The influence of chemical composition, microstructure and mechanical properties of the produced sinters was investigated.

9

Narzędzia skrawające z materiałów supertwardych. Cz. II. Ostrza z regularnego azotku boru

Cichosz P., Kuzinovski M., Tomov M.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 10

819--823

PL

Przedstawiono właściwości materiałów supertwardych, takich jak diament i regularny azotek boru, oraz ich zastosowanie na ostrza skrawające. Omówiono przykłady narzędzi z ostrzami z tych materiałów oraz wskazano na efektywność technologiczną i ekonomiczną wykorzystania tych narzędzi. Pierwsza część artykułu dotyczy materiałów i narzędzi z ostrzami diamentowymi, a druga – z ostrzami z regularnego azotku boru.

EN

The properties of super-hard materials such as diamond and regular boron nitride, and their application on cutting blades. Discussed are examples of blade tools from these materials in the aspects of production process efficiency and economical advantages gained by using these tools. The first part of the article deals with materials and tools with diamond blades and the other – with the blades of a regular boron nitride.

10

Narzędzia skrawające z materiałów supertwardych. Cz. I. Ostrza diamentowe

Cichosz P., Kuzinovski M., Tomov M.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 8-9

660--662, 664--668

PL

Przedstawiono właściwości materiałów supertwardych, takich jak diament i regularny azotek boru, oraz ich zastosowanie na ostrza skrawające. Omówiono przykłady narzędzi z ostrzami z tych materiałów oraz wskazano na efektywność technologiczną i ekonomiczną technologii wykorzystujących te narzędzia. Pierwsza część artykułu dotyczy materiałów i narzędzi z ostrzami diamentowymi, a druga – z ostrzami z regularnego azotku boru.

EN

The properties of super-hard materials such as diamond and regular boron nitride, and their application on cutting blades. Discussed are examples of blade tools from these materials in the aspects of production process efficiency and economical advantages gained by using these tools. The first part of the article deals with materials and tools with diamond blades and the other – with the blades of a regular boron nitride.

11

Properties of Ni3Al–diamond composites sintered by Pulsed Plasma Sintering

Cymerman K., Michalski A., Pakieła Z., Moszczyńska D.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 2

88--92

EN

This study presents properties of Ni3Al–diamond composites sintered by Pulsed Plasma Sintering (PPS) with the participation of SHS reaction (Self-propagating High-temperature Synthesis). Ni3Al–diamond sinters were produced using Ni:Al (3:1 at.) powder mixtures with addition of 30 vol. % of diamond with grain size ranging from 16 to 60 μm. The sintering process was performed at 1000°C in 5 minutes under load of 100 MPa. Obtained sinters have above 99% theoretical density and show fine crystalline microstructure with relatively uniformed diamond particles, what can be observed in SEM images of polished and fracture surface. The fractures are brittle and have the intergranular character. The X-ray phase examinations have shown that each sinter contains Ni3Al, diamond and Ni3C. The sinters hardness was tested by the Vickers method and oscillated between 580 and 650 HV5. The average grain size of Ni3Al matrix in obtained composites ranged from 2.6 to 3.8 μm.

PL

Rosnące zapotrzebowanie na różnego rodzaju narzędzia skrawające skłania do poszukiwania nowszych i bardziej wytrzymałych materiałów. W przypadku narzędzi diamentowych, tj. takich z dyspersyjnie rozmieszczonymi cząstkami diamentu, bardzo ważną rolę odgrywa osnowa. Najczęściej stosowaną osnową są związki na bazie kobaltu i żelaza. Jednak ze względu na cenę, a przede wszystkim rakotwórczy wpływ na zdrowie, dąży się do wyeliminowania kobaltu. Materiałem mogącym go zastąpić mogą być związki z układu Ni–Al. Dużym zainteresowaniem naukowców w ostatnich latach cieszą się spiekane kompozyty Ni3Al z dodatkiem cząstek TiB2, TiC lub SiC.

12

Research and analysis of the results from the tribotester test for piston

Borkowska J., Kaźmierczak A.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 2

14--17

EN

Piston – ring – cylinder assembly of combustion engine has a lot of friction pairs examples, also one of them which decide about fastness to wear, it means first sealing ring – cylinder, called further very simply ring – cylinder unit. During work of this unit we can observe wear of piston, precisely – of coating which is deposited on ring to prolong service life. Objective of this work was to realize a test of roll-block type on tribotester to set durability of piston sample. Within the framework of this test were investigated a prototyped piston’s rings with diamond embankment. Piston rings are made of diamond coating technology with a porous chromium coating, where in pores is deposited on said diamond powder with a grain size about 1 micron. The work will be carried out of an analysis of collaboration piston – rings – cylinder unit in internal combustion engine and an analysis of the use of hard materials in friction pairs, including powders. The work aims to show the possibilities and benefits of the application of new protective coatings to reduce their wearing, which is consistent with the observed trend of technology development.

13

Properties of Sinters Produced from Commercially Available Powder Mixtures

Borowiecka-Jamrozek J., Lachowski J.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 4

37--40

EN

This paper discusses the mechanical properties of a material fabricated from commercially available metal powder mixtures designed for use as a metal matrix of diamond impregnated composites. The mixtures with the catalogue numbers CSA and CSA800 provided by a Chinese producer are suitable for experimental laboratory testing. The specimens were fabricated in a graphite mould using hot pressing. The material was tested for density, porosity, hardness, and tensile strength under static loading. A scanning electron microscope (SEM) was used to analyze the microstructure and cleavage fracture of broken specimens. It was essential to determine how the chemical composition and the fabrication process affected the microstructure and properties of the material. The properties of the sinters were compared with those of hot pressed specimens fabricated from sub-micron size cobalt powder (Cobalt SMS). Although the as-consolidated material is inferior to cobalt, it displays a favourable combination of hardness, yield strength and ductility, and seems to have a great potential for moderate and general purpose applications.

14

Wpływ szlifowania ściernicą diamentową i CBN na właściwości eksploatacyjne stali 1H12N2MVFBA

Hurey I., Gurey V.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 8-9CD1

132--134

PL

Przedstawiono wyniki badań szlifowania stali nierdzewnej 1H12N2MVFBA ściernicą z diamentu i CBN. Określono wpływ materiału ściernego na parametry eksploatacyjne części przy tarciu ślizgowym i procesach korozyjno-zmęczeniowych.

EN

In the paper experimental researches of grinding of stainless steel 1H12N2MVFBA CBN and diamond grinding wheel were presented. The influence of grinding parameters on the resistance of steel under sliding friction and corrosion fatigue processes is show. The development finishing treatment is given more effective in place of traditionally applied - electro-corundum grinding with next stabilizing tempering and mechanical polishing.

15

Wpływ wielkości cząstek diamentu na strukturę i właściwości kompozytów Ni3Al–diament wytwarzanych metodą impulsowo-plazmową

Cymerman K., Michalski A., Kulikowski K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

506--510

PL

Obecnie trwają prace nad zastąpieniem osnowy z drogiego i rakotwórczego kobaltu w kompozytach metal–diament materiałem na bazie faz międzymetalicznych z układu Ni–Al. W pracy przedstawiono wpływ wielkości cząstek diamentu na właściwości kompozytów Ni3Al–diament otrzymanych metodą impulsowo- plazmową (PPS) z udziałem reakcji SHS (Self-propagating Hight-temperature Synthesis). Do mieszaniny proszków Ni:Al w proporcji 3:1 dodano 30% obj. proszku diamentu o rozmiarze cząstek 16÷20 oraz 40÷60 μm. Następnie próbki spiekano w temperaturze 900°C przez 5 minut pod ciśnieniem prasowania 100 MPa. Otrzymane spieki wykazują gęstość względną powyżej 98% i charakteryzują się drobnokrystaliczną strukturą z równomiernie rozmieszczonymi cząstkami diamentu, co potwierdzają obserwacje powierzchni zgładów i przełomów za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Charakter przełomów jest kruchy, a mechanizm pękania międzykrystaliczny. Kompozyty Ni3Al–diament poddano także badaniu rentgenowskiej analizy fazowej, która poza fazą Ni3Al i diamentem wykazała obecność fazy Ni3C, bez względu na wielkość zastosowanego diamentu. Twardość Vickersa wynosiła 578±9 HV5 dla spieku Ni3Al–diament 16÷20 μm oraz 606±2 HV5 dla spieku Ni3Al–diament 40÷60 μm. Spieki Ni3Al–diament poddano badaniom odporności na zużycie przez tarcie metodą kula–tarcza. Zużycie kompozytów diamentowych jest znikome i praktycznie niemierzalne. Spiek z diamentem o cząstkach 40÷60 μm charakteryzował się mniejszym współczynnikiem tarcia niż spiek Ni3Al–diament 16÷20 μm. Podsumowując, wielkość cząstek diamentu zastosowanego w kompozytach Ni3Al–diament nie wpływa na mikrostrukturę. Zauważalnie zwiększają się właściwości mechaniczne (twardość, odporność na ścieranie) z zastosowaniem diamentu o większych cząstkach 40÷60 μm.

EN

There is an increasing number of research studies with aim to eliminate carcinogenic and expensive cobalt from metal–diamond composites and replace it by Ni–Al intermetallic phases. This study presents the influence of diamond particle size on the properties of Ni3Al–diamond composites sintered by Pulsed Plasma Sintering (PPS) with the participation of SHS reaction (Self-propagating High-temperature Synthesis). Ni3Al–diamond sinters were produced using Ni:Al (3:1 at.) powder mixtures with addition of 30% vol. of diamond with grain size ranging from 16 to 60 μm. The sintering process was performed at 900°C in 5 minutes under load 100 MPa. Obtained sinters have above 98% theoretical density and shows fine crystalline microstructure with relatively uniformed diamond particles, what can be observed on SEM images of polished surface and fracture. The fractures are brittle and have the intergranular character. The X-ray phase examinations have shown that each sinters contains Ni3Al, diamond and Ni3C. Hardness of the sinters was tested by the Vickers method and was 578±9 HV5 for Ni3Al–diamond 16÷20 μm sinter and 606±2 HV5 for Ni3Al–diamond 40÷60 μm. Wear resistance of Ni3Al–diamond sinters, tested by ball-on-disc method, showed that wear ratio is non-measurable and Ni3Al–diamond 40÷60 μm sinter has much lower friction factor than Ni3Al–diamond 16÷20 μm. Presented research has shown no influence of diamond particle size used in Ni3Al–diamond sinters on structural properties, however an increase of mechanical properties in composite with diamond 40÷60 μm can be noticed.

16

Trwałość ostrzy skrawających z kompozytów diament/WCCo w obróbce skrawaniem płyty MDF

Wachowicz J., Michalski A.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 1

10--13

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań trwałości ostrzy skrawających wykonanych z kompozytu o osnowie WC6%Co, zawierającego 30% obj. rozproszonych cząstek diamentu o gradacji 8-10 µm lub 16-20 µm. Kompozyty spiekano w urządzeniu PPS (ang. pulse plasma sintering), opracowanym na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej, w temperaturze 1050 °C, w czasie 5 min i przy ciśnieniu prasowania wynoszącym 100 MPa i 120 MPa, w zależności od wielkości cząstek diamentu. Otrzymane spieki posiadały gęstość zbliżoną do teoretycznej (powyżej 99% GT) oraz twardość HK1 na poziomie ok. 2000. Badania trwałości, w procesie skrawania materiału MDF o gęstości 720-750 kg/m3, wykazały ponad ośmiokrotny wzrost trwałości ostrzy wykonanych z kompozytu WC6%Co z diamentem 16-20 µm w porównaniu do ostrzy wykonanych z handlowego węglika spiekanego HM.

EN

The paper presents the results of durability tests of cutting blades made of composites containing WC6%Co and 30 vol.% of diamond particles of 8-10 µm or 16-20 µm in size. The composites were sintered by using the PPS method (Pulse Plasma Sintering), which has been developed at the Faculty of Materials Science and Engineering at the Warsaw University of Technology. The sintering process was conducted for 10 minutes at a temperature of 1050 °C under a pressure of 100 MPa or 120 MPa, depending on the size of diamond particles. The composites had a density close to the theoretical one (more than 99% TD) and a hardness HK1 of 2000. Cutting tests were carried out on MDF with a density of 720-750 kg/m3. Blades of composite material: WC6%Co with the 16-20 µm diamond showed the lifetime more than eight times longer when compared to the HM cemented carbide blades.

17

Diament jako materiał przetwornikowy do produkcji biosensorów

Mosińska L., Fabisiak K., Paprocki K., Kowalska M., Popielarski P., Szybowicz M., Stasiak A.

Przemysł Chemiczny

|

2013

|

T. 92, nr 6

919--923

18

Sintering of diamond composites with SHS-prepared bonding phases

Putyra P., Jaworska L., Stobierski L., Morgiel J, Bućko M., Rozmus M., Wyżga P.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 61, nr 2

268--273

EN

Purpose: The aim of this study was to investigate materials with reduced cobalt content as well as diamond compacts with non-cobalt bounding phase. Design/methodology/approach: Phases Ti3SiC2 and Cr3AlC obtained using the self-propagating High-Temperature Synthesis (SHS) technique were used as a PCD (polycrystalline diamond) bonding phases. Diamond composites with 10-20 mass% of SHS bonding phase were prepared by using a Bridgmann-type High Pressure - High Temperature (HP-HT) apparatus. Sintering of the composites were carried out at 1950±50°C and 8±0.2 GPa. Phase compositions of MAX powders and compacts were tested using X-ray diffraction. Microstructure investigations were performed using scanning (JEOL) and transmission (Tecnai FEG 200kV) microscopes and high spation resolution EDS mapping. Findings: During the sintering processes, bonding phase decomposition processes occur in the material. Mainly carbides and silicides are formed. Diamond phase materials are characterized by multi-phase composition. Research limitations/implications: Future research in the field of reduced cobalt content composites and cobalt replaced by bonding phase with Cr2AlC should focus on reduction of the graphite which affects on lower composite hardness. Such materials require an improvement in stress deposition. Originality/value: Due to the low thermal stability of the cobalt as a bonding phase in PCD there is a need to reduce its volume in the composite. Application of the newest non-cobalt bonding phases (Ti3SiC2 and Cr3AlC) obtained by SHS sythesis.

19

Bezprądowa metalizacja materiałów węglowych. Część II. Metalizacja diamentu

Bieliński J.

Inżynieria Powierzchni

|

2013

|

nr 1

3--13

PL

Przedstawiono aktualny stan badań procesów bezprądowej metalizacji diamentu. Omówione zostały również właściwości otrzymanych kompozytów w powiązaniu z poszczególnymi rodzajami zastosowań w praktyce. W części pierwszej przedstawiono stan zagadnień bezprądowego osadzania powłok kompozytowych z proszkiem diamentu, jako materiałem drugiej fazy, oraz stopami Ni-P, Ni-B i miedzią, jako osnową kompozytu. W części drugiej omówiono zagadnienia związane z bezprądową metalizacją nano- i mikroproszku diamentu, z zastosowaniem bezprądowego niklowania lub miedziowania.

EN

The review on the contemporary status of art for the electroless coating of diamond is presented. In front of view of several practical application fields, the properties of thus fabricated composites are discussed. In the Part 1 the problems of the electroless deposition of composite coatings with diamond particles and Ni-P, Ni-B or Cu matrix were discussed. In the Part 2 the electroless coating of nickel-phosphorus, nickel-boron or copper on diamond, in form of nano- and micro–powder, are presented.

20

Technologiczne i ekonomiczne aspekty odzysku i segregacji diamentów z narzędzi ściernych

Bakoń A, Barylski A.

Mechanik

|

2012

|

R. 85, nr 8-9CD (NSOŚ)

407--413