Aluminium matrix composites fabricated by pressure infiltration process

• Autorzy: Dobrzański, L. A. , Kremzer, M. , Gołombek, K. , Nagel, A.

Warianty tytułu

PL

Materiały kompozytowe o osnowie aluminiowej wytwarzane w procesie infiltracji ciśnieniowej

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the method of manufacturing of modern aluminium matrix composites reinforced by ceramic particles. Material for experiments was made using the pressure infiltration of the ceramic preforms with the liquid aluminium alloy. Ceramic preforms were manufactured by the method of sintering of ceramic powder with the addition of pores forming agent in the form of carbon fibres Sigrafil CIO M250 UNS of Company SGL Carbon Group. The EN AC - AlSil2 alloy features the matrix material, whereas the A1203 Condea CL 2500 powder was used as the reinforcement. The ceramic preforms were coated with the Ni-P alloy to improve the wettability of AI2O3 particles. Metallographic examinations were made on the light microscope and on the scanning electron microscope (SEM) of the preforms structure and of the structures of the obtained composite materials. The obtained results indicate to the possibility of obtaining new materials with all advantageous properties of the particular composite constituents by infiltration of the ceramics with the liquid aluminium alloy.

PL

W pracy została przedstawiona metoda wytwarzania nowoczesny materiałów kompozytowych a osnowie aluminiowej wzmacnianych cząstkami ceramicznymi. Materiał do badań wytworzono na drodze infiltracji ciśnieniowej porowatych preform ceramicznych ciekłym stopem aluminium. Ceramiczne preformy wytworzono metodą spiekania proszku ceramicznego z dodatkiem kształtującym strukturę porów w postaci włókien węglowych Sigrafil CIO M250 UNS o charakterystykach zestawionych w tabeli 3. Odlewniczy stop aluminium EN AC -AlSil2, którego skład chemiczny przedstawiono w tabeli 1 stanowił osnowę, natomiast jako wzmocnienia użyto proszku A1203 Condea CL 2500. Własności użytego proszku ceramicznego zestawiono w tabeli 2. Preformy ceramiczne zostały pokryte stopem Ni-P w celu poprawy zwilżalności cząstek AI2O3. Pokrycie wewnętrznych powierzchni porowatych szkieletów spiekanych umożliwiło urządzenie służące do przepompowywania przez nie odczynników użytych w procesie nanoszenia powłok przedstawione na rys. 1. Wykonano badania metalograficzne w mikroskopie świetlnym i elektronowym mikroskopie skaningowym celem zbadania struktury preform ceramicznych (rys. 2) i otrzymanych na ich bazie materiałów kompozytowych ( rys. 3 i 4). Otrzymane wyniki wskazują na możliwość uzyskania metodą infiltracji ceramiki ciekłym stopem aluminium nowych materiałowo własnościach łączących pozytywne cechy składników kompozytu.

Słowa kluczowe

PL

materiały kompozytowe o osnowie aluminiowej; infiltracja ciśnieniowa; stop aluminium ciekły; preformy ceramiczne

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 520-523
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dobrzański, L. A.

autor

Kremzer, M.

autor

Gołombek, K.

autor

Nagel, A.

• Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Silesian University of Technology in Gliwice, Poland,

Bibliografia

• [1] Dobrzański L.A., Włodarczyk A., Adamiak M.: Structure, properties and corrosion resistance of PM composite materials based on EN AW-2124 aluminum alloy reinforced with the Al2O3 ceramic particles, Journal of Materials Processing Technology, vol. 162-163 (2005) 27-32.
• [2] Dobrzański L.A., Włodarczyk A., Adamiak M.: The structure and properties of PM composite materials based on EN AW-2124 aluminum alloy reinforced with the BN or Al2O3 ceramic particles, Journal of Materials Processing Technology, vol. 175 (2006) 186-191.
• [3] Nishida Y.: Fabrication and recycling of aluminium metal matrix composites, Institute of Physic Publishing, Bristol and Philadelphia 2005.
• [4] Lee K.B., Ahn J.P., Kwon H.: Characteristics of AA6061/BN composite fabricated by pressureless infiltration technique, Metallurgical and Materials Transactions, vol. 32A (2001) 1007-1018.
• [5] Sahin Y., Acilar M.: Production and properties of SiCpreinforced aluminium alloy composites, Composites, vol. A34 (2003) 709-718.
• [6] Dobrzański L.A., Kremzer M., Nagel A., Huchler B.: Materiały kompozytowe na bazie porowatej ceramiki Al2O3 infiltrowanej stopem EN AC-AlSi12, Kompozyty 4a (2005) 35-41.
• [7] Haslam J.J., Berroth K.E., Lange F.F.: Processing and properties of an all-oxide composite with a porous matrix, Journal of European Ceramic Society, vol. 20 (2000) 607-618.
• [8] Wei J.N., Cheng H.F., Zhang Y.F., Han F.S., Zhou Z.C., Shui J.P.: Effects of macroscopic graphite particulates on the damping behavior of commercially pure aluminum, Materials Science and Engineering, vol. A235 (2002) 444-453.
• [9] Molina J.M., Saravanan R.A., Apron R., Garcia-Cordovilla C., Louis E., Narciso J.: Pressure infiltration of liquid aluminium into packed SiC particulate with a bimodal size distribution, Acta Materialia, vol. 50 (2002) 247-257.
• [10] Etter T., Papakyriacu M., Schultz P., Uggowitzer P.J.: Physical properties of graphite/aluminium composites produced by gas pressure infiltration method, Carbon, vol. 41 (2003) 1017-1024.
• [11] Eardley E.S., Flower H.M.: Infiltration and solidification of commercial purity aluminium matrix composites, Materials Science and Engineering, vol. A359 (2003) 303-312.
• [12] Mattern A. Huchler B., Stadenecker D., Oberacker R., Nagel A., Hoffmann M.J.: Preparation of interpenetrating ceramic-metal composites, Journal of European Ceramic Society vol. 24 (2004) 3399-3408.
• [13] Hashim J., Looney L., Hashmi M.S.J.: The enhancement of wettability of particles in cast aluminium matrix composites, Journal of Materials Processing Technology, vol. 119 (2001) 329-335.
• [14] Hojo J., Sagawa O., Kimura H.: Sintering of Ni powder-coated Al2O3 particles and metal infiltration into the porous sintered body, Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy, vol. 41 (1994) 1193-1198.
• [15] Leon C.A., Drew, R.A.L.: The relation between wetting and infiltration behavior of plain and metal-coated reinforcements with aluminum, Metal/Ceramic Interactions, vol. 33 (2002) 79-91.
• [16] Patejuk A.: Wpływ powłoki niklowej cząstek Al2O3 na właściwości materiału kompozytowego o osnowie aluminiowej, Kompozyty, 5 (2002) 328-332.