Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wpływ prekursorów TiB2 na właściwości kompozytowych proszków cyrkoniowych syntezowanych metodą " in situ "

100%

Pyda W. , Moskała N. , Bućko M. M.

Kompozyty

|

2008

|

tom R. 8, nr 4

354-359

PL

Cyrkoniowe proszki kompozytowe zawierające wtrącenia nietlenkowe wytworzono metodą in situ polegającą na reakcji TiO2 rozpuszczonego w ZrO2 z borem pierwiastkowym lub tlenkiem boru w obecności węgla. Tlenek boru pochodził z dehydratacji H3BO3, natomiast węgiel z pirolizy żywicy fenolowo-formaldehydowej. Wykorzystano nanoproszek cyrkoniowy otrzymany metodą hydrotermalną o składzie 2,5% mol. Y2O3 - 18% mol. TiO2 - 79,5% mol. ZrO2. Jednorodne mieszaniny substratów ogrzewano w próżni w temperaturach 1100+1600°C przez 4 h. Określono wpływ rodzaju prekursora boru i temperatury syntezy na skład fazowy proszków (XRD), strukturę wybranych faz (XRD), wielkość krystalitów (XRD) i powierzchnię właściwą (BET). Proszki syntezowane z udziałem kwasu ortoborowego zawierały znaczną ilość TiC oraz innych faz nietlenkowych, będących roztworami stałymi o składzie zależnym od warunków krystalizacji i składu chemicznego użytej mieszaniny substratów. Jedynie w przypadku użycia boru pierwiastkowego i temperatury 1300°C otrzymano proszki cyrkoniowe zawierające wyłącznie cząstki TiB2. Zastosowanie kwasu ortoborowego sprzyjało otrzymaniu proszków kompozytowych o rozmiarze wtrąceń TiB2 wynoszącym 60+80 nm, natomiast użycie boru amorficznego dawało nanokrystality TiB2 o rozmiarach 60+145 nm.

EN

An in situ method was used to prepare zirconia powders containing nonoxide particles. The method involved a reaction among TiO2 dissolved in the zirconia solid solution, elementary boron or boron oxide originated from H3BO3 dehydration and carbon originated from pyrolysis of phenol-formaldehyde resin. The zirconia nanopowder stabilized with 2.5 mol. % Y2O3 and doped with 18 mol. % TiO2 was used. The nanopowder was prepared by using a co-precipitation method followed by hydrothermal crystallization of a zirconia hydrogel for 4 h at 240°C under 3.4 MPa. Uniform mixtures of zirconia nanopowder, phenol-formaldehyde resin and boric acids or elementary boron were preheated for 0.5 h at 800°C in flow of argon and then heat treated for 4 hrs at the temperatures ranging from 1100°C to 1600°C under 2ź10-4 mbar. The effect of TiB2 precursors on properties of the resultant zirconia composite powders was studied. The phase composition of the powders and a structure of the selected nonoxide phase were determined by\X-ray diffractometry. Crystallite sizes of TiB2 and TiC particles were determined from (011) and (002) X-ray line broadening. Specific surface area was measured by the BET method. The following phases were detected in the studied powders: monoclinic, tetragonal and cubic zirconia polymorphs, TiB2, TiC, ZrB2, ZrSi, YBO3 i Y2O3, Zr(C,B)-I, Zr(C,B)-II, Zr(C,B)-III. The last three phases are isostructural between each other and with ZrC and TiC. They are most probably solid solutions of carbon in ZrB or boron in TiC. TiB2 and TiC were main inclusion phases observed. The powders originated from boric acid contained TiB2 beside a significant amount of TiC. The powders originated from elementary boron showed mainly TiB2 embedded in the zirconia phases. In case of the powder synthesized at 1300°C there were only TiB2 inclusions present. The amount of secondary phases such as ZrB2, Zr(C,B)-I, Zr(C,B)-II and Zr(C,B)-III increased with temperature reaching maximums at 1600°C. The monoclinic phase content decreased with temperature from a value of ~80 vol. % to < 30 vol. % independently on the TiB2 precursor used. Simultaneously, the sum of tetragonal and cubic zirconia increased. The elementary cell volume measurements indicated an increase of the TiB2 and TiC cell volume with temperature when the boric acid was used. The TiB2 cell volume remained practically unchanged when the elementary boron was used. This confirms that the studied secondary phases were the solid solutions or nonstoichiometric phases of composition depended on the crystallization conditions and boron precursor used. TiB2 crystallites increased the size by 3 times with synthesis temperature when elementary boron was used. In case of the zirconia powders of boron acid origin, the TiB2 crystallites increased only by 50% in size. It can be concluded that boron acid favours crystallization of the TiB2 and TiC nanocrystallites of 60+80 nm and 25+40 nm in size, respectively and elementary boron favours only TiB2 nanocrystallites of 60+145 nm in size.

2

Synteza kompozytowych proszków TiO2-Y2O3-ZrO2/TiB2 metodą in situ

80%

Moskała N. , Pyda W.

Kompozyty

|

2005

|

tom R. 5, nr 1

56-62

PL

Proszek kompozytowy w układzie TiO2-Y2O3-ZrO2/TiB2 otrzymano metodą in situ, wykorzystującą reakcję pomiędzy TiO2 zawartym w roztworze stałym Y2O3-ZrO2, B2O3 i C. Materiałem wyjściowym do syntezy była mieszanina nanometrycznego proszku roztworu stałego 1,5% mol. Y2O3 i 18% mol. TiO2 w ZrO2 oraz H3BO3 i węgla, wprowadzonego w formie 20% roztworu alkoholowego żywicy fenolowo-formaldehydowej. Jednorodną mieszaninę ogrzewano wstępnie w przepływie argonu, w celu rozkładu H3BO3 oraz żywicy, a następnie w próżni w temperaturze 1500°C przez 4 godz. Końcowym etapem preparatyki było mielenie proszku w młynie mieszadiowym w środowisku alkoholu izopropylowego. Sprawdzono przydatność proszku do otrzymywania kompozytów metodą prasowania na gorąco. Charakterystyka proszku objęła określenie składu fazowego metodą rentgenowską, pomiar powierzchni właściwej metodą BET, oględziny morfologii metodą TEM sprzężoną z EDS oraz analizę TG i DTA. Gęsty materiał kompozytowy przebadano pod kątem: składu fazowego (dyfraktometria rentgenowska), wytrzymałości mechanicznej (trójpunktowe zginanie) i odporności na pękanie (nakłuwanie wgłębnikiem Vickersa). Wykonano też obserwacje jego mikrostruktury (SEM). Rentgenowska analiza fazowa ujawniła obecność TiB2 jako głównej fazy wtrąceń, zarówno w proszku dwutlenku cyrkonu, jak i w spieczonym kompozycie. Ponadto stwierdzono obecność TiC, a w przypadku proszku również ZrB i ZrC. Potwierdzono przydatność proszku kompozytowego z wtrąceniami borkowymi i węglikowymi syntezowanymi in situ do otrzymywania materiałów kompozytowych o wysokich właściwościach mechanicznych. Materiał spiekany w temperaturze 1500°C pokazał obiecującą wartość wytrzymałości na zginanie wynoszącą 912 š72 MPa.

EN

Composite powder in the TiO2-Y2O3-ZrO2/TiB2 system was prepared by using an in situ rout in which the reaction among titanium oxide dissolved in the Y2O3-ZrO2 solid solution, boron oxide and carbon was utilized. A mixture of the zirconia nanopowder containing 1.5 mol % Y2O3, 18 mol % TiO2 and 80.5 mol % ZrO2 in solid solution, boric acid and carbon was used for the synthesis. Carbon was incorporated into the mixture as the 20 wt.% alcohol solution of fenol-formaldehyde resin. The uniform mixture was first dried in the argon flow to decompose H3BO3 and the resin. Then it was heat treated for 4 h at 1500°C in vacuum to synthesize composite powder containing TiB2 grains. Finally, the heat-treated powder was milled by wet attrition in isopropyl alcohol. Usefulness of the composite powder for production of the zirconia-based composites by means of hot pressing was checked. Phase composition and morphology of the composite powder was characterized by means of X-ray diffractometry and transmission electron microscopy (TEM), respectively. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) was used to analyze chemical composition of the powder particles. Specific surface area of the powder was measured by the BET method. The differential thermal analysis (DTA) combined with thermogravimetry (TG) was also carried out for the powder. X-ray diffractometry, three point bending and Vickers' indentation was used to determine phase composition, bending strength and fracture toughness of the dense composite, respectively. Its microstructure was also observed by using scanning electron microscopy. The composite zirconia powder contained in situ synthesised TiB2 inclusions (Fig. 1). Small amounts of TiC, ZrC and ZrB were also detected. The composite derived from the powder contained TiB2 as the main inclusion and small amount of TiC (Fig. 5). A bending strength of 912 š72 MPa and a fracture toughness of 8.8 š0.5 MPa x m(1/2) were measured for the composite hot pressed at 1500°C.

3

Mikrostruktura, odporność na zużycie abrazyjne i erozyjne natryskiwanych cieplnie kompozytowych powłok FeAl-TiAl-Al2O3, FeAl-TiC-Al2O3.

80%

Formanek B. , Hetmańczyk M. , Szymański K. , Szala J. , Szopiński K. , Pająk L.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

tom R. XX, nr 5

570-581

PL

W artykule przedstawiono i potwierdzono koncepcję materiałową i technologiczną otrzymywania kompozytowych proszków i powłok FeAl-TiAl-Al2O3, FeAl-TiC-Al2O3 przeznaczonych do natryskiwania cieplnego. Określono skład fazowy i morfologię proszków otrzymanych w wariantach samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej o zmiennym składzie chemicznym substratów. Przedstawiono procedurę technologiczną otrzymania proszków przeznaczonych dla natryskiwania cieplnego powłok. Określono mikrostrukturę i skład fazowy powłok w badaniach na mikroskopie świetlnym, skaningowym, oraz metodą EDX i rentgenograficznej analizy fazowej. Wyniki przedstawionych testów abrazyjnych i erozyjnych przy różnych kątach padania ścierniwa potwierdziły wysoką odporność na zużycie badanych powłok. Powłoki są przeznaczone do zwiększania odporności metalicznych powierzchni w złożonych warunkach zużycia erozyjno-korozyjnego w podwyższonych temperaturach.

EN

The article presents and confirms the material and technological conceptions of obtaining composite powders FeAl-TiAl-Al2O3, FeAl-TiC-Al2O3 and coatings intended for thermal spraying. The phase composition and morphology of powders obtained in variants of self-propagating high temperature synthesis of variable chemical composition of substrates. Technological procedure of production of powders for thermally sprayed coatings was presented. Light and scanning microscopes and EDX and X-ray phase analysis determined a microstructure and phase composition of coatings. The results of presented abrasion and erosion tests at different angels of abrasive impact, confirmed high wear resistance of tested for increasing the metallic surface resistance in complex erosion-corrosion wear condition at elevated temperatures.

4

Composite aluminide - oxide phase powders for thermal spraying processes.

70%

Formanek B. , Hetmańczyk M. , Szymański K.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

tom R. XIX, nr 4

1019-1022

EN

Article presents technological conception of composite powders manufacturing by the SHS method in the system of iron and titanium aluminides and aluminium and titanium oxides. High temperature synthesis parameters and the phase composition of powders were determined. The obtained powders are used for forming thermal barrier coatings.

5

Dispersion hardened Al-Me-SiC powders obtained by the mechanical alloying method.

70%

Formanek B. , Gierek A. , Szopiński K.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

tom R. XIX, nr 4

1211-1214

EN

The mechanical alloying of Al-Ti-SiC and Al-Ni-SiC composite powders is presented in the article. The process parameters and morphology of powders were determined. The results allow to apply the agglomerated powders for sintering and thermal spraying processes.

6

Structural investigations of Al-Fe-Ti alloys formed by mechanical alloying under various conditions.

61%

Krasnowski M. , Matyja H.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

tom R. XIX, nr 4

1163-1166

EN

There is increasing interest in the synthesis of aluminium-based alloys by mechanical alloying (MA). These materials possess a high specific strength and in high temperature applications, exhibit attractive mechanical properties. The aim of this work was to study the structural and phase transformations that take place during mechanical alloying of the ternary Al50Fe25Ti25 alloy in a high energy planetary ball mill. Two experiments were performed: one with an addition of ethanol and the other without any additional agent. The nanocrystalline composite powder, consisting of titanium carbide distributed in the Fe(Al) matrix was the final product of the process performed with the addition of ethanol. After milling without any agent an amorphous phase was observed to form. When this phase was then subjected to heating in a calorimeter the ternary phase tau2(Al2FeTi) and Fe(Al, Ti) solid solution appeared.