Kinetyka ruchu ciepła w układzie cząstka ceramiczna-osnowa metalowa

• Autorzy: Cholewa, M.

Warianty tytułu

EN

Kinetics of heat flow in ceramic particle - metal matrix system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W opracowaniu poddano analizie modelowy obszar krzepnącego kompozytu, zawierający ceramiczną cząstkę (rys. 1) o zróżnicowanej temperaturze początkowej komponentów. W analizie pominięto fazy strefy przejściowej, zakładając ponadto stan pełnego zwilżenia. Przedmiotem opracowania jest jedno z dwóch szczególnych skojarzeń, a mianowicie: słabo przewodzące ciepło zbrojenie i dobrze przewodząca ciepło osnowa. Zgodnie z założeniem, zbrojenie umieszczono na drodze ruchu ciepła. Przyjęto jednokierunkowy ruch ciepła w płaskim prostokątnym obszarze cząstki i osnowy do otoczenia o cechach zakrzepłego kompozytu. Dokonano analizy zmienności pól temperatur (w funkcji czasu i kierunku) wyznaczonych poprzez symulacje komputerowe.

EN

The main aim of composite solidification process control is the optimization of its technological and exploitation properties. Knowledge about correlation between matrix and reinforcement allows to form the matrix structure. In this work the analysis of typical region of solidifying composite containing ceramic particle (Fig. 1), both having diversified initial temperatures was shown. The transition zone was neglected and full wetting was assumed. The object of this work is one of the two specific associations, namely the ceramic particle with poor heat conductivity and metal matrix with high heat conductivity. As assumed the considered region was placed on heat flow direction which center was located in casting space -outside the considered region. One-dimensional heat flow in flat rectangular particle and matrix region to surroundings was studied. The surroundings was assumed to have properties of solidified composite. The studies results are shown on diagrams in Figures 2 and 3 created on base of temperature changes determined through computer simulation. In direct neighbourhood of the reinforcement the first derivatives of temperature over time and heat give - up direction were studied. It was found that depending on initial temperatures the velocity of heat give - up and temperature gradients can change its values and sign in initial stage of solidification and hence influence the structural parameters, which examples are shown in Table 1.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt metalowy; krzepnięcie; krystalizacja

EN

metal matrix composite; solidification; crystallization

• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 12
• Strony: 444-450
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Cholewa, M.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Zakład Odlewnictwa, ul. Towarowa 7, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Rutter J.W., Chalmers B., Canadian Journal of Physics 1953, 31.
• [2] Tiler W.A., Jackson K.A., Rutter J.W., Chalmers B., Acta Metall. 1953, 1, 428.
• [3] Toloui B., Hellawell A., Phase separation and undercooling in Al-Si eutectic alloy - the influence of freezing rate and temperature gradient, Acta Metall. 1976, 24.
• [4] Kurtz W., Fisher D.J., A theory of branching limited growth of irregular eutectics, Acta Metall. 1980, 28, 777.
• [5] Khan S., Ourdjini A., Eliot R., Interflake spacing - growth velocity relationship in A-Si and Al-CuAlCu2 eutectic alloy, Mat. Sci. Technol. 1992, 8, 516. [
• 6] Ares A.E., Schvezov C.E., Solidifaction parameters during the columnar to equiaxed in lead tin alloys, Metallurgical and Materials Transactions 2000, 31A, 1611.
• [7] Cholewa M., Szczególny przypadek kinetyki cieplnej w modelu krzepnącego kompozytu: ceramiczna cząstka-metalowa osnowa, 12th Inter. Scientific Conf. Achievements in the Mechanical and Material Engineering, Materials Science Committee of the Polish Academy of Science, The Faculty of Mechanical Engineering of the Silesian Technical University, Gliwice-Zakopane 2003, 147.
• [8] Cholewa M., Gawroński J., Wpływ geometrii cząstek zbrojących na krzepnięcie mikroobszaru kompozytu, K. M. i S, PAN Katowice, Katowice 1998, 148.
• [9] Cholewa M., Kształtowanie struktury osnowy kompozytu z osnową aluminiowo-krzemową, K. M. i S, PAN Katowice, Opole 1999, nr 1, z. 40, 93.
• [10] Cholewa M., Opis krzepnięcia mikroobszaru kompozytowego zbrojonego elementami dyspersyjnymi za pomocą modułu morfologicznego, Mat. IV Seminarium Kompozyty 2000 - teoria i praktyka, PTMK, Częstochowa 2000, 217.
• [11] Cholewa M., Gawroński J., Związek geometrycznych cech komponentów wzmacniających z technologicznymi i eksploatacyjnymi właściwościami kompozytów odlewanych, K. M. i S, PAN Katowice, Katowice 2000, v. 2, nr 44, 71.
• [12] Cholewa M., Korelacje między cieplno-geometrycznymi właściwościami zbrojenia w kompozytach dyspersyjnych, K. M. i S, PAN Katowice, Katowice 2000, v. 2, nr 44, 57.
• [13] Cholewa M., Wybrane właściwości kompozytu zbrojonego cząstkami w funkcji morfologii zbrojenia, K. M. i S, PAN Katowice, Katowice 2000, v. 2, nr 44, 65.