Materiały kompozytowe Al2O3-Mo - otrzymywanie, właściwości

• Autorzy: Pietrzak, K. , Kaliński, D. , Chmielewski, M.

Warianty tytułu

EN

Processing and properties of Al2O3-Mo composite materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki prac związanych z procesem wytwarzania kompozytów Al2O3-Mo, zaprezentowano również wybrane właściwości otrzymanych kompozytów. Proszki obu składników po odpowiedniej preparatyce (mieszanie na mokro z dodatkiem alkoholu etylowego) były spiekane swobodnie lub spiekane pod ciśnieniem. Stosunek udziałów poszczególnych składników - Al2O3 do Mo (w % obj.), w próbkach kompozytu wynosił 25/75, 50/50 i 75/25. Badania prowadzono z wykorzystaniem mikro- i nanoproszków Al2O3. Przeprowadzono badania kinetyki spiekania materiału kompozytowego w zakresie temperatur 1600 + 1850° C. Ostateczne formowanie materiałów prowadzono techniką spiekania swobodnego oraz techniką spiekania pod ciśnieniem. W wyniku przeprowadzonych prac technologicznych uzyskano materiały kompozytowe o wysokiej gęstości względnej (powyżej 95% gęstości teoretycznej). Stwierdzono występowanie zależności pomiędzy uzyskiwanymi wynikami gęstości a rodzajem materiałów wyjściowych oraz warunkami procesu otrzymywania kompozytów. Stwierdzono również, że w jednakowych warunkach technologicznych procesu spiekania możliwe jest uzyskanie kompozytów Al2O3-Mo o zbliżonej gęstości względnej, niezależnie od składu chemicznego. Jest to szczególnie istotne w projektowaniu i technologii materiałów z gradientem składu. Artykuł zawiera również wyniki badań mikrostruktury otrzymanego kompozytu oraz jego właściwości - gęstości, porowatości, twardości i wytrzymałości na zginanie.

EN

In this paper the results of experiments concerning the manufacturing process of Al2O3-Mo composite have been presented. The chosen properties of obtaining composites have been presented as well. The initial powders after appropriate preparation (wet mixing with ethyl alcohol agent) were sintered or hot pressed. The contents of Al2O3 and Mo in the samples of composite were 25/75, 50/50 and 75/25 in % by volume. The experiments were conducted on different grain size of ceramics particles (micro- and nanopowders). There was elaborated the kinetics of Al2O3-Mo sintering process at 1600 +1850° C temperature range. Finally the densification of specimens were conducted using pressureless sintering or hot pressing method. The technological tests allowed to obtain composite materials with high relative density (> 95% of theoretical density). There was stated that is close relation between the densities results of obtained materials, type of starting materials and technological conditions of sintering process. There was also stated that is possible obtaining of Al2O3-Mo composite materials with close related densities (independently on chemical composition) in the same technological conditions. This fact is very important in designing and creation of functionally graded materials. The parameters examine included: density, porosity, hardness and bending strength. The microstructure of obtained composite materials were characterised using optical microscopy.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt; nanoproszek; spiekanie; wytrzymałość mechaniczna; twardość

EN

composite material; nanopowder; sintering; mechanical strength; hardness

• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 8, nr 2
• Strony: 109-113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Pietrzak, K.

autor

Kaliński, D.

autor

Chmielewski, M.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Samodzielna Pracownia Kompozytów Ceramiczno-Metalowych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Szfran M., Konopka K., Bobryk E., Kurzydłowski K.J., Ceramic matrix composites with gradient concentration of metal particles, Journal of the European Ceramic Society 2007, 27, 651-654.
• [2] Sbaizero O., Pezzotti G., Influence of the metal particle size on toughness of Al2O3-Mo composite, Acta Materialia 2000, 48, 985-992.
• [3] Khan A.A., Labbe J.C., Aluminium nitride-molybdenum ceramic matrix composites: influence of molybdenum concentration on the mechanical properties, Journal of Materials Science 1997, 32, 3829-3833.
• [4] Ming-Hung Lo, Feng-Huei Cheng, Wen-Cheng J. Wei, Preperation of AI2O3/M0 nanocomposite powder via chemical route and spray drying, Journal of Materials Research 1996, 11(8), 2020-2028.
• [5] Khan A.A., Labbe J.C., Aluminium nitride-molybdenum ceramic matrix composites: characterization of ceramic-metal interface, Journal of the European Ceramic Society 1996, 16, 739-744.
• [6] Wen-Cheng J. Wei, Sheng-Chang Wang, Feng-Huei Cheng, Characterization of A12O3 composites with fine Mo particles. Part I. Microstructural development, NanoStructured Materials 1998, 10(6), 965-981.
• [7] Sbaizero O., Pezzotti G., Nishida T., Fracture energy and R-curve behavior of Al203-Mo composites, Acta Materialia 1998, 46(2), 681-687.
• [8] Sheng-Chang Wang, Wen-Cheng J. Wei, Characterization of A12O3 composites with fine Mo particles. Part II. Densification and mechanical properties, NanoStructured Materials 1998, 10(6), 983-1000.
• [9] De Porte G., Guicciardi S., Melandri C, Monteverde F„ Wear behaviour of AI2O3-MO and Al2O3-Nb composites, Wear 2007, 262, 1346-1352.
• [10] Matysiak H., Olszyna A., Strzeszewski J., Wybrane właściwości kompozytów warstwowych AI2O3/MO, Kompozyty (Composites) 2003, 3(7), 265-270.
• [11] Pietrzak K., Kaliński D., Chmielewski M., Interlayer of Al2O3-Cr functionally graded material for reduction of thermal stresses in alumina-heat resisting steel, Journal of the European Ceramic Society 2007, 27, 1281-1286