Oddziaływanie cząstek ilmenitu z ciekłym Al podczas wytwarzania kompozytów metodą in situ

• Autorzy: Śleziona, J. , Dyzia, M. , Formanek, B. , Wieczorek, J.

Warianty tytułu

EN

Interaction of ilmenite particles with liquid Al during producing of composites by in situ method

• Konferencja: "Zjawiska powierzchniowe w procesach odlewniczych" / międzynarodowa konferencja [VI; czerwiec 2004; Kołobrzeg, Polska]
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano zjawiska zaobserwowane podczas badań wytwarzania metodą in situ kompozytów o składzie heterofazowym w układzie Al-cząstki ilmenitu. Reakcja aluminotermicz-na zachodząca pomiędzy cząstkami ilmenitu a ciekłym aluminium prowadzi do powstania dyspersyjnych cząstek Al(2)O(3) i faz międzymetalicznych, ale wydzielający się tlen w istotny sposób reguluje przebieg tego zjawiska. Na podstawie badań DTA (rys. 1) określono warunki tego procesu. Wykazano, że w zależności od sposobu realizacji (technologia mieszania) i parametrów technologicznych można uzyskać kompozyt prekursora Al-FeO • TiO(2), który po wygrzewaniu w temperaturze 700st.C/1 h i 1000°C/1 h daje kompozyt zbrojony fazami międzymetalicznymi Al(3)Fe, Al(3)Ti i cząstkami Al2O3 (rys. 4). Połączenie technologii mieszania (wytworzenie kompozytu prekursora) i reakcji aluminotermicznej (synteza faz międzymetalicznych) pozwala uzyskać proszek o składzie fazowym takim jak kompozytu (rys. 2). Materiały te charakteryzuje nie tylko podobieństwo składu fazowego, ale również struktury (rys. 3, rys. 6). Przedstawiono hipotetyczne mechanizmy powstawania faz podczas wytwarzania proszku i wysokotemperaturowego wygrzewania kompozytu prekursora (rys. 5).

EN

In this work the phenomena observed during producing of composite by in situ method with the hetherophases composition with Al - ilmenite powders system have been shown. Alumino-thermal reaction between liquid aluminium and ilmenite particles leads to the creation of disperse Al(2)O(3) particles and intermetallic phases, but oxygen in essential way controls this process. Basing on the DTA research (Fig. 1) the condition of this process has been defined. It is possible to obtain the composite precursor Al-FeO • TiO(2), which hold at a temperature of 700st.C/1 h and 1000st.C/1 h gives composite reinforced with intermetallic phases Al(3)Fe, Al(3)Ti and Al(2)O(3) ceramic particle (Fig. 4). Using of mixing method and aluminothermal reaction let to produce powder with phase composition like composite after high temperature synthesis (Fig. 2). Both composites have similar phase and structure composition (Fig. 3, Fig. 6). The hypothetical mechanism creation of intermetallic phases and in both composites have been also shown (Fig. 5).

Słowa kluczowe

PL

reakcja aluminotermiczna; faza międzymetaliczna; cząstka ceramiczna; struktura

EN

aluminothermic reaction; intermetallic phase; ceramic particles; structure

• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 24, nr 1 sp
• Strony: 203-211
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Śleziona, J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej

autor

Dyzia, M.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej

autor

Formanek, B.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej

autor

Wieczorek, J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej

Bibliografia

• [1] Barbbier F., Ambroise M.H., In situ process for producing aluminum matrix composites containing inter metallic materials, Journal of Materials Science Letters, 1995, 14, s. 457-459.
• [2] Chen G., Sun G., Zhu Z., Study on reaction-processed Al-Cu/α-Al₂O₃ (p) composites, Materials Science and Engineering, 1999, A265, s. 197-201.
• [3] Dyzia M., Otrzymywanie kompozytów o osnowie aluminiowej z wykorzystaniem reaktywnych tlenków żelaza i tytanu, Rozprawa doktorska, Politechnika Śląska 2003.
• [4] Feng C.F., Froyen L., Formation of Al₃ Ti and Al₂O₃ from an Al-TiO₂ system for preparing in situ aluminum matrix composites, Composites, 2000, Part A, 31, s. 385-390.
• [5] Froyen L., In situ processing of MMCs end of the wetting problems?, Transactions of Japan Welding Research Institute, 2001, 30 Special Issue, Proceedings of HTC-2000.
• [6] Gupta M., Surappa M.K., Processing microstructure mechanical properties of Al base metal matrix composites syntethysied using casting route, Rev. Engineering Materials, 1995, v. 104-107, pt 1, s. 259-274.
• [7] Ljakishlev N.P., Pliner Ju.L., lgnatenko G.F., Lappo S.I., Aljuminotermija, Moskva, Metallurgija 1978.
• [8] Śleziona J., Dyzia M., Wieczorek J., Wykorzystanie metody zawiesinowej w procesie wytwarzania kompozytów in situ w układzie aluminium tlenek żelazotytanu, Archiwum Odlewnictwa, 2003, vol. 3, nr 10, s. 163-169.
• [9] Śleziona J., Olszówka-Myalska A., Formanek B., Zastosowanie ilmenitu do wytwarzania kompozytów na osnowie faz międzymetalicznych z układu Al-Fe i Al-Ti, Inżynieria Materiałowa, 2003, nr 4-5, s. 188-195.
• [10] Welham N.J., Mechanochemical reaction between ilmenite (FeTiO3) and aluminum, Journal of Alloys and Compounds, 1998, 270, s. 228-236.