Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wettability and interface considerations in advanced heat-resistant Ni-base composites

100%

Asthana R. , Mikeiko S. T. , Sobczak N.

|

2006

|

tom Vol. 54, nr 2

147-166

EN

Oxide fiber-reinforced Ni-base composites have long been considered as attractive heat-resistant materials. After several decades of active research, however, interest in these materials began to decline around mid-1990's due chiefly to 1) a lack of manufacturing technology to grow inexpensive single-crystal oxide fibers to be used in structural composites, and 2) fiber strength loss during processing due to chemical interactions with reactive solutes in the matrix. The cost disadvantage has been mitigated to a large extent by the development of innovative fiber fabrication processes such as the Internal Crystallization Method (ICM) that produces monocrystalline oxide fibers in a cost-effective manner. Fiber strength loss has been an equally restrictive issue but recent work has shown that it may be possible to design creep-resistant composites even when fiber surface reconstruction from chemical interactions has degraded the strength of extracted fibers tested outside the matrix. The key issue is the optimization of the composite- and interface structure. Reaction-formed defects may be healed by the matrix (or a suitable coating material) so that the fiber residing in the matrix may exhibit diminished sensitivity to flaws as compared to fibers extracted from the matrix and tested in isolation of the matrix. Generally, the Ni-base/Al2O3 composites exhibit acceptable levels of wettability and interface strength (further improved with the aid of reactive solutes), which are required for elevated-temperature creep-resistance. In order to harness the full potential of these composites, the quality of the interface as manifested in the fiber/matrix wettability, interface composition, interphase morphology, and interface strength must be designed. We identify key issues related to the measurement of contact angle, interface strength, and chemical and structural properties at the fiber/matrix interface in the Nilalumina composites, and present the current state-of the-art in understanding and designing the Nilalumina interface. There should be no doubt that optimization of the interface- and composite microstructure through judicious control of the fabrication process and surface modification shall yield technologically promising Ni-base/oxide fiber composites.

2

Odporność na wstrząsy cieplne odlewanych materiałów kompozytowych stosowanych na tłoki

88%

Sobczak J. , Sobczak N. , Sławiński Z. , Asthana R. , Rohatgi P. K.

|

2000

|

tom nr 2(5)

5-14

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na wstrząsy cieplne monolitycznych stopów Al i Al-matrycowych kompozytów zawierających grafit, krzem, karbid i płatki węgla oraz krótkie włókna tlen-ku glinu (Saffil). W artykule przedstawiono też sposób opisu rozszerzania się pęknięcia w stopach i kompozytach pod wpływem cykli cieplnych. Przedstawione przybliżone obliczenia odporności na wstrząs cieplny kompozytów oparte na zasadniczych własnościach materiałowych są zgodne z doświadczalnymi obserwacjami.

EN

In article introduced test results of the thermal shock resistance of monolithic Al alloys and Al-matrix composites containing graphite, silicon carbide, and fly ash particulate, and short alumina (Saffil) fibers. Conceptual schemes are proposed for crack propagation behaviours in alloys and composites under thermal cycling conditions. Approximate calculations for the thermal shock resistance of composites based on fundamental material properties are found to be consistent with the experimental observations.

3

Wettability and interface considerations in advanced heat-resistant Ni-base composites

88%

Asthana R. , Mileiko S. T. , Sobczak N.

|

4

Wpływ pokrycia Cr na zwilżalność i mechaniczne właściwości połączenia typu Ni/tlenek glinu

75%

Sobczak N. , Nogi K. , Fujii H. , Matsumoto T. , Tamada K. , Asthana R.

|

tom R. 5, nr 5

18-26

PL

Metodą kropli leżącej przeprowadzono badania zwilżalności podłoży z polikrystalicznego i monokrystalicznego tlenku glinu przez ciekłe Ni w temperaturze 1773 K i 15 min. testu w atmosferze ochronnej (przepływowy gaz Ar+2%H2). Badania porównawcze przeprowadzono na czystych i wypolerowanych podłożach tlenku glinu (chropowatość pwierzchni 100 i 2 nm odpowiednio dla podłoży polikrystalicznych i monokrystalicznych) oraz na takich samych podłożach, których powierzchnia badawcza była dodatkowa pokryta cienką warstwą chromu (około 1,5 mm). Po badaniach zwilżalności schłodzone próbki Ni/Al2O3 i Ni/Cr/Al2O3 przecinano pośrodku kropli prostopadle do powierzchni podłoża. Na jednej połówce każdej próbki wykonywano test na ścinanie, stosując udoskonaloną procedurę testu (improved push-off test) celem określenia mechanicznych właściwości połączenia, natomiast na drugiej połówce próbki przeprowadzono szczegółową analizę struktury i składu chemicznego granic rozdziału. Stwierdzono, że chemiczna modyfikacja powierzchni tlenku glinu poprzez nanoszenie warstwy chromu polepsza zwilżalność w układzie Ni/Al2O3 oraz zwiększa wytrzymałość na ścinanie z 78 (Ni/Al2O3) do 138 MPa (Ni/Cr/Al2O3). Szczegółowa analiza strukturalna wykazała występowanie parowania z próbki Ni oraz osadzanie Ni na powierzchni podłoża. Zjawisko parowania-osadzania ma miejsce już podczas nagrzewania pary materiałów do temperatury badań, kiedy próbka Ni jeszcze nie jest całkowicie stopiona. W przypadku podłoży metalizowanych prowadzi to do powstawania cienkiej, ciekłej warstwy stopu Cr-Ni pod próbką metalową, która przyczynia się do korzystnych zmian struktury granic rozdziału oraz prowadzi do polepszenia zwilżalności i właściwości mechanicznych połączenia.

EN

Sessile drop wettability studies, push-off shear tests and structural examination of Ni/Al2O3 and Ni/Cr/Al2O3 couples have shown that the phenomenon of evaporation-condensation of Ni leads to the formation of liquid Cr-Ni thin film around Ni drop and is responsible for improved interface structure and bonding properties in Ni/Cr/Al2O3.