Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Synergia w spiekanych kompozytach ziarnistych

Pędzich Z., Grabowski G., Wojteczko A.

Szkło i Ceramika

|

2018

|

R. 69, nr 2

20--24

PL

Artykuł opisuje, na wybranych przykładach, możliwości udoskonalenia właściwości fizycznych spiekanych materiałów polikrystalicznych poprzez wytwarzanie kompozytów. Wszelkie technologie spiekania proszków wielofazowych, dążąc do uzyskania jak najwyższego zagęszczenia wyrobu, prowadzą do otrzymania materiałów, które znajdują się w skomplikowanym stanie naprężeń wewnętrznych. Jednocześnie spiekanie układów wielofazowych przebiega w sposób, który zdecydowanie modyfikuje parametry mikrostrukturalne finalnego materiału. Kolejną cechą, oczywistą z punktu widzenia definicji kompozytu, jednak konieczną do podkreślenia, jest obecność granicy międzyfazowej, która może w istotny sposób modyfikować właściwości materiałów. W pracy, na przykładzie realnych tworzyw z układu Al2O3/ZrO2, wskazano właściwości kompozytów polikrystalicznych, które mogą zostać poprawione w kompozycie w sposób synergiczny – takie jak odporność na kruche pękanie, podatność na pękanie podkrytyczne, odporność na zużycie kawitacyjne.

EN

The article describes, on the selected examples, the possibilities of improving the physical properties of sintered polycrystalline materials by producing composites. All technologies of sintering multi-phase powders aiming at obtaining the highest density of the product, lead to obtaining materials that are in a complicated state of internal stresses. At the same time, sintering of multiphase systems proceeds in a way that significantly modifies the microstructural parameters of the final material. Another feature, obvious from the point of view of the definition of a composite, but necessary to emphasize, is the presence of an interface, which can significantly modify the properties of materials. In the work, on the example of real materials from the Al2O3/ZrO2 system, the properties of polycrystalline composites, which can be improved in the composite in a synergistic manner, such as fracture toughness, subcritical crack resistance, resistance to cavitation wear, are indicated.

2

The influence of residual stress in selected non-oxide ceramics composites on their wear resistance in different environments

Pędzich Z., Grabowski G., Saferna I., Ziąbka M., Gubernat A., Kot M.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 4

203--208

EN

The application of structural non-oxide ceramics is at present a common trend in machines and the construction of mechanical devices. Dense ceramic sinters made of silicon carbide or silicon nitride very often replace metallic parts. The advantages of ceramics are especially evident when they work as parts of machinery exposed to the action of loose and hard particles. The paper compares the abrasive wear susceptibility of both the mentioned phases and two particulate composites made on SiC and Si3N4 matrices. Two types of tests were performed. The Dry Sand Test, which indicates the wear susceptibility of the material to wear during the abrasive action of hard particles without any lubricant, was the first one. The Miller Test was the second. This test examined the wear of materials during the action of hard particles in a wet environment (pulp). In both tests the same abrasive, silicon carbide powder, was used.

PL

Zastosowanie ceramiki nietlenkowej jest obecnie powszechnym trendem w konstruowaniu części maszyn i urządzeń. Gęste spieki z węglika krzemu i azotku krzemu bardzo często zastępują części metaliczne. Zalety materiałów ceramicznych są wyraźnie widoczne wówczas, gdy części maszyn są narażone na działanie luźnych, twardych cząstek. Prezentowany artykuł porównuje podatność na zużycie ścierne obu wymienionych faz, a także kompozytów na ich osnowach. Wykonano dwa rodzaje testów zużycia. Pierwszy to tzw. Dry Sand Test, który mierzy podatność na zużycie ścierne luźnym ścierniwem, w warunkach suchych, bez smarowania. Drugim testem był tzw. test Millera, który pozwala uzyskać informacje na temat zużywania się materiałów podczas działania luźnych, twardych cząstek w środowisku mokrej pulpy, tj. gęstej zawiesiny. W obu testach użyto tych samych ziaren ściernych, gruboziarnistego węglika krzemu.

3

Particulate composites in the Al2O3-YAG system

Lach R., Haberko K.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 4

496-499

EN

Contrary to the composites in the Al2O3–ZrO2 system, materials with Al2O3 matrix and YAG (Y3Al5O12) inclusions are much less recognized. YAG is one of the three compounds in the Y2O3-Al2O3 system of the highest alumina content. It is well known that YAG polycrystals belong to the materials of especially high creep resistance. Since coefficients of thermal expansion of YAG and alumina do not differ essentially from each other, the YAG inclusions in the alumina matrix seem to lead to a material of interesting mechanical properties. Only a few publications concern the preparation of such composites by powder sintering. In the present work Y2O3 was introduced to alumina by yttrium hydroxide precipitated within the alumina powder suspension. By low temperature calcinations a homogenous alumina/yttria mixture was received. Yttria content corresponded to 20 vol.% YAG after the reaction. It was found that at 1500oC YAG and α-alumina were the only phases present in the system. The investigation of the resulting material microstructure revealed a uniform distribution of sub-micrometer YAG particles. Hardness of the material was similar to that of dense alumina and fracture toughness (KIc ≈ 6 MPa.m1/2) was close to the observed in the case of the 3-YTZP material.

PL

W przeciwieństwie do kompozytów Al2O3-ZrO2, materiały na bazie tlenku glinu z wtrąceniami YAG (Y3Al5O12) są słabo rozpoznane w literaturze. YAG (granat itrowo-glinowy) jest fazą o najwyższej zawartości glinu wśród znanych glinianów itru. Jak dobrze wiadomo polikryształy YAG zaliczają się do materiałów o szczególnie wysokiej odporności na pełzanie. Ze względu na niewielką różnicę wartości współczynników rozszerzalności cieplnej granatu itrowo-glinowego i tlenku glinu, materiał zawierający wtrącenia YAG w matrycy Al2O3 może się charakteryzować interesującymi właściwościami mechanicznymi. Jedynie nieliczne doniesienia literaturowe dotyczą preparatyki kompozytów Al2O3-YAG drogą spiekania proszków. W prezentowanej pracy prekursor Y2O3 został wytrącony w zawiesinie Al2O3. Następnie zawiesina została wysuszona, a otrzymany proszek poddano prażeniu, dzięki czemu uzyskano jednorodną mieszaninę ziaren Al2O3 i Y2O3. Zawartość tlenku itru odpowiadała 20 % obj. YAG po reakcji. Stwierdzono, że α-Al2O3 i YAG jako jedyne fazy występują w materiale spiekanym w temperaturze 1500oC. W mikrostrukturze uzyskanych spieków obserwuje się submikronowe cząstki YAG. Wtrącenia cząstek YAG w osnowie Al2O3 podnoszą twardość materiału w porównaniu do spieków czystego tlenku glinu. Natomiast odporność na kruche pękanie (KIc ≈ 6 MPa.m1/2) jest porównywalna z wartością obserwowaną w przypadku materiału 3-YTZP.

4

Wpływ rodzaju wtrąceń na umocnienie kompozytów ziarnistych na osnowie Y-TZP i ich niezawodność

Pędzich Z.

Materiały Ceramiczne

|

2004

|

R. 56, nr 4

150-153

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań nad wpływem rodzaju wtrąceń na odporność na pękanie i niezawodność prasowanych na gorąco kompozytów ziarnistych na osnowie roztworu stałego 3% mol. Y2O3 - 97% mol. ZrO2 (Y-TZP). Badano dwa różne układy kompozytowe z 10 procentowym (objętościowo) udziałem wtrąceń - jeden zawierający wtrącenia węglika wolframu i drugi z wtrąceniami metalicznego wolframu. Oprócz badania podstawowych parametrów mechanicznych (twardość, moduł Younga, wytrzymałość na zginanie, odporność na pękanie) analizowano niezawodność materiałów biorąc pod uwagę dwa aspekty. Jednym z nich było obliczenie wartości modułu Weibulla z wyników badań wytrzymałości na zginanie, drugim pomiar odporności na podkrytyczne rozprzestrzenianie się pęknięć. Wykorzystując metodę podwójnego skręcania (Double Torsion) mierzono relacje pomiędzy współczynnikiem koncentracji naprężeń na czubku pęknięcia a prędkością propagacji pęknięcia. Wyznaczono krytyczne wartości K10, poniżej których nie dochodzi do propagacji pęknięć. Stwierdzono, że dla kompozytów wartość K10 wyraźnie wzrasta, co oznacza, że wprowadzenie wtrąceń, niezależnie od ich rodzaju podnosi odporność na podkrytyczną propagację pęknięć. Wyniki badań wskazują również, że wtrącenia mogą prowadzić do poprawy średnich wartość parametrów mechanicznych, jednak mogą również spowodować znaczące obniżenie parametru Weibulla.

EN

The paper presents the influence of a type of inclusion on fracture toughness and reliability of hot-pressed particulate composites based on 3 mole % yttria - zirconia matrix (TZP). Two composite materials containing 10 volume % of a second phase additive were examined. A tungsten carbide and metallic tungsten particles were used as additives. Despite of basic mechanical parameters (hardness, stiffness, bending strength, fracture toughness) two aspects of material "reliability" were investigated. The basic one was the value of Weibull parameter for composite materials, calculated from three-point bending strength measurements. The second investigated area was susceptibility for slow crack propagation. Using Double-Torsion method, relation between K1 and velocity of crack propagation for different composites was estimated. The critical value of K10 below which no crack propagation accurs was also deteremined. It was established that composite materials show increased of K10 parameter value. It indicates that incorporation of the second phase particles into zirconia matrix gives the material more resistant for slow crack propagation. The results indicate also that presence of the second phase into zirconia matrix could improve the mean value of basic mechanical properties (hardness, fracture toughness or strength), but simultaneously the value of Weibull parameter may be distinctly decreased.

5

Zużycie ceramiki TZP i kompozytu TZP/WC w różnych warunkach

Łukasik K., Pędzich Z.

Tribologia

|

2001

|

nr 6

1087-1101

PL

Artykuł porównuje zużycie spieków polikrystalicznego dwutlenku cyrkonu (TZP) i kompozytu ziarnistego TZP/WC w dwu różnych testach zużycia. Pierwszy to próba rysowania (scratch test), drugi próba niszczenia kawitacyjnego. Wyniki testów pokazują, że wprowadzenie do osnowy TZP węglika WC poprawia wydatnie odporność na zarysowania, obniża jednak zdecydowanie odporność na zużycie kawitacyjne.

EN

Presented paper compares wear rates of TZP and TZP/WC sintered bodies tested in different conditions - scratch test and cavitation wear test. Results of investigations clearly indicate that introduction of WC particles into TZP matrix improves resistance for scratching. But such composite is much weaker compared to the matrix material during cavitation wear test.

6

Zużycie ścierne kompozytów na osnowie tetragonalnych polikryształów dwutlenku cyrkonu z wtrąceniami węglikowymi

Pędzich Z., Haberko K.

Tribologia

|

2000

|

nr 6

1095-1108

PL

Kompozyty ziarniste na osnowie dwutlenku cyrkonu zawierające wtrącenia twardych cząstek węglikowych mają w porównaniu z innymi materiałami ceramicznymi bardzo dobrą odporność na zużycie ścierne. Prezentowany artykuł porównuje podatności na zużycie ścierne kompozytów zawierających wtrącenia węglików WC, SIC, TiC, (Ti, W)C, CR3C2 i CR7C3. Materiały te wytworzono stosując technikę prasowania na gorąco. Zidentyfikowano i omówiono niektóre z cech materiałów wpływające na podatność na ścieranie, m.in. dyspersję wtrąceń i stan naprężeń w materiale spowodowany różnicą we współczynnikach rozszerzalności cieplnej węglików i osnowy ZrO2. Przedstawiono również jako materiał porównawczy wyniki testów podatności na ścieranie dla szeregu innych materiałów ceramicznych, cermetalicznych i metalicznych stosowanych jako materiały konstrukcyjne elementów maszyn i urządzeń.

EN

Zirconia particulate composites containing hard carbide inclusions show very good abrasive wear resistance when compared to other ceramic systems. In the present paper the abrasive wear suscetibilities of composites containing WC, SiC, TiC (Ti,W)C, Cr3C2 and CR7C3 are collected. A hot-pressing technique was used to manufacture the composites. In the dry sand abbrasive test several of composites.reveal properties significantly better than the TZP matrix. Some factors influencing the wear properties of these materials are identified, including the stress state of the material; inclusion dispersion; and the mechanical properties of the zirconia matrix. A results wear tests for wide range of materials: ceramics, cermetals, metals, used as tools and part of devices are compared.