Infiltracja porowatych materiałów metodą CVI

• Autorzy: Jonas, S. , Kluska, S. , Drygalska, E. , Walasek, E. , Czyżewska, A. , Krupa, G.

Warianty tytułu

EN

Infiltration of porous materials by CVI method

• Konferencja: Inżynieria Powierzchni, INPO 2008 ( VII; 02-05.12.2008; Wisła-Jawornik, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Chemiczna infiltracja z fazy gazowej (Chemical Vapour Infiltration - CVI) jest skuteczną metodą modyfikacji mikrostruktury porowatych materiałów. Metoda ta pozwala na wypełnienie porów otwartych wysokoogniotrwałymi związkami, takimi jak węgliki, azotki, borki i tlenki. W pracy zastosowano tę metodę do modyfikacji węglikiem krzemu przemysłowych wyrobów węglowo-grafitowych i korundowych materiałów ogniotrwałych produkowanych w Polsce. Skoncentrowano się na początkowych etapach procesu infiltracji z jednej strony dlatego, że zjawiska związane ze specyfiką procesu osadzania mogą decydować o dalszych etapach zagęszczania, z drugiej, dla niektórych zastosowań, np. zwiększonej odporności na korozję, ścieranie, nie jest konieczne maksymalne wypełnienie pustych przestrzeni. Dla określenia zmian mikrostruktury badanych tworzyw zastosowano mikroskopię elektronową SEM, mikroanalizę rentgenowską EDS, dyfrakcję rentgenowską XRD, ultradźwięki, metodę BET, porozymetrię rtęciową. Wykonano badania odporności na korozję infiltrowanych tworzyw oraz określono ich wytrzymałość mechaniczną. Uzyskane wyniki mogą stanowić użyteczną bazę do projektowania technologii modyfikacji tych materiałów takimi związkami, jak: węglik krzemu, azotek krzemu, pirografit, krzem.

EN

Chemical vapour infiltration (CVI) is a effective method for microstructure modification of porous materials. This method allows to infiltrate open pores by high refractory compounds such as carbides, nitrides, borides and oxides. In the work was to use this method for modification of carbon industrial materials and aluminia refractories by SiC. The products are manufactured in Poland. The authors focused on initial stage of infiltration. The phenomena connected with the initial stages of infiltration may determine following densification process. On the other hand, for some applications as corrosion resistance improvements the maximal filing of material is not needed. For the investigation into the changes of the samples microstructure were used: SEM, EDS, XRD, ultrasounds propagation velocity, BET, mercury porosimetry. Corrosion resistance and mechanical strength measurement of infiltrated materials were carried out. The results are a useful base for development of technology of these materials modified with such compounds as silikon carbide, silicon nitride, pirographite or silicon.

Słowa kluczowe

PL

infiltracja; mikrostruktura materiałów; właściwości materiałów

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 29, nr 6
• Strony: 760-763
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jonas, S.

autor

Kluska, S.

autor

Drygalska, E.

autor

Walasek, E.

autor

Czyżewska, A.

autor

Krupa, G.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych,

Bibliografia

• [1] Naslain R.: Synthesis and properties of new composite materials for high temperature applications based on carbon fiber and C/SiC or C/TiC hybrid materials, Rev.Chemie Minerale 18 (1981) 544.
• [2] Lin T. T., Chang J. F., Hon M. H.: Growth and characteristics of CVD SiC-TiC in situ composites, Ceramics International 24 (1998) 265-272.
• [3] Starr T. L., Hablutzel N.: Measurement of gas transport through fiber performs and densified composites for chemical vapor infiltration, J. Am. Ceram. Soc. 81 (1998) 12981-1304.
• [4] Gupte S. M., Tsamopoulos J. A.: Densification of porous materials by chemical vapor infiltration, The Electroch. Soc. 136 (1989) 555-559.
• [5] Chang H. C., Morse T. F., Sheldon B. W.: Minimizing infiltration Times during isothermal chemical vapor infiltration with methyltrichlorosilane, J. Am. Ceram. Soc. 80 (1997) 1805-1811.
• [6] Brandt R. C., Navarrete-Guijosa A., Walker J. R.: CVD carbon infiltration of a magnesite refractory, Amer. Cer. Soc. Bull. 55 (1976) 640- 642.
• [7] Wang T., Liu G.: Modification of SiC ceramics using chemical vapor deposition surface treatment, J. Am. Cer. Soc. 76 (1993) 492-496.
• [8] Tago T., Kawase M., Morita K., Hashimoto K.: Fabrication of silikon carbide whisker/alumina composite by thermal-gradient chemical vapour infiltration, J. Am. Ceram. Soc. 82 (1999) 3393-3400.
• [9] Gruszczyński J., Jonas S., Walasek E., Sadowski W.: Modyfication of the corundum refractory by CVD impregnation with SiC and Si3N4, Stahl und Eisen no. Special (1994) 89-92.
• [10] Jonas S., Nadachowski F., Szwagierczak D.: A new non-silicate refractory of low thermal expansion, Ceram. Intern. 24 (1998) 211-216.
• [11] Naslain R., Pailler R., Bourrat X., Vignoles G.: Processing of ceramic matrix composites by pulsed-CVI and related techniques, Proceedings of the International Symposium on Novel Synthesis and Process of Ceramics, Key Engineering Materials, Switzerland (1999) 359-366.
• [12] Kluska S., Jonas S., Walasek E., Stapiński T., Pyzalski M.: Influence of SiC infiltration on some properties of porous carbon materials, J. Eur. Ceram. Soc. 23 (2003) 1509-1515.
• [13] Jonas S., Paluszkiewicz C., Ptak W. S., Walasek E.: FTIR in situ study of the gas phase reactions in chemical vapor deposition of SiC, J. Electrochem. Soc. 142 (1995) 2357-2362.
• [14] Jonas S., Ptak W. S., Sadowski W., Walasek E.: In situ study of chemical reactions during growth of SiC and Si3N4 layers from gas phase, J. Chem. Vap. Dep. 4 (1995) 143-152.