Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Kompozyt warstwowy Al z fazami z układu Ti-Al otrzymany w wyniku wygrzewania izotermicznego

100%

Olszówka-Myalska A.

|

2008

|

tom R. 53, nr 4

216-220

PL

Przedstawiono możliwość uzyskania kompozytu warstwowego Al-fazy z układu Ti-Al w wyniku wygrzewania izotermicznego pakietów folii aluminiowej z proszkiem tytanu. Scharakteryzowano makrostrukturę i przedstawiono model zmian mikrostruktury układu warstwowego dla zastosowanych warunków konsolidacji komponentów. Stwierdzono zgodność zmian strukturalnych proszku tytanu w intermetalik z modelem dyfuzyjnego wzrostu warstwy na granicy Al-Ti.

EN

The possibility of obtaining of layered composite from aluminium foil and titanium powder by conventional isothermal heating was analyzed. The interaction between aluminium and titanium was characterized by differential thermal analyze DTA (fig. 1). The exothermal effects were stated as a result of a new phase formation. The composite samples were fordem at the temperature range of 630-680 degrees of Celsius and time range of 5-20 min. The macrostructure strongly depended on the parameters used during the processing (tab. 1, fig. 2, 3). In the layered composite aluminium - (aluminium with a particles containing Ti) - aluminium the intermetallic from the Al-Ti system was formed on the interface Al matrix-Ti particle (fig. 4, 5). The scheme of structure transformation of Al foil-Ti powder-Al foil packs during annealing under pressure was presented (fig. 6). The hardness of each layer of composite was measured (Al 38 HV0,2, Al with particles 95-180 HV0,2). There was stated that only diffusional processes can be used to the components consolidation in the proposal conditions. Using the self-propagating-synthesis (SHS) for the intermetallic formation, because of intensive energy emission, seems to be dangerous in conventional heat treatment furnace.

2

Wykorzystanie oddziaływania proszek żelaza-folia aluminiowa do otrzymywania laminatu

100%

Olszówka-Myalska A.

|

2008

|

tom R. 53, nr 3

158-162

PL

Zaprezentowano możliwość wytworzenia laminatu aluminium-(aluminidki żelaza w osnowie aluminium) z wykorzystaniem jako komponentów folii aluminiowej i proszku żelaza. Uzyskane wyniki porównano z wcześniejszymi badaniami oddziaływania pomiędzy proszkami Al i Fe w podwyższonej temperaturze, metodą DTA, i efektami strukturalnymi obserwowanymi podczas prasowania proszków na gorąco, w próżni. Stwierdzono, że w zastosowanych warunkach zgrzewania dyfuzyjnego występuje samorozwijąjąca się wysokotemperaturowa synteza (SHS), która umożliwia powstanie struktury warstwowej, zawierającej zdyspergowany aluminidek żelaza.

EN

The paper presents the possibility of obtaining the laminate of aluminium with iron aluminides particle, by diffusion bonding. The aluminium foil and iron powder with granulation 325 mesh were used to the preparation of Al/Fe/Al packs with constant Fe content and different aluminium foil layers amount (fig. 2). The parameters of the diffusion bonding in heat-treating furnace were chosen on the basis of earlier own investigations of thermal effects and microscopic observations [5-8]. The exothermic effects during heating of mixture of aluminium and iron powders were measured by DTA method (fig. 1). SEM observations of hot pressed mixtures, showed the transformation of initial iron powder into the iron aliminide by two mechanisms - diffusional growth and self-propagating high-temperature synthesis (SHS) (fig. 3). The composite samples were obtained by heating of packets with configuration 16Al layers/Fe powder/16Al layers, 32Al layers/Fe powder/16Al layers, 64Al layers/Fe powder/16Al layers at the temperature range of 650-660 degrees of Celsius, time of 5-15 minutes. The evolution of macrostructure and microstructure of packs to the composite sample was presented (tab.1, figs 4-6). It was stated that after incubation period fine particles of Al3Fe were formed by SHS process. The intermetallic was surrounded with aluminium very closely. The microhardness of such composite layer was almost three times higher than welded aluminium foil (tab. 2). The amount of the layers of aluminium foil in the initial packets influenced on the final cross section of composite layered system.

3

Evolution of titanium particles microstructure in aluminium matrix composite obtained by powder metallurgy

100%

Olszówka-Myalska A.

|

2007

|

tom Vol. 28, nr 3-4

200-203

EN

The microstructure evolution of the particles of the titanium powder in the hot pressed (HP) aluminium matrix composite was analysed. The solid-solid type interaction between the titanium and the aluminium was observed during both the DTA measurements (Fig. 1) and the SEM microstructure observations (Figs 2-5). On the surface of titanium particles the layer composed of the Ti-Al system intermetallic phases was formed or the complete transformation of the titanium into the dispersed intermetallic particles was observed. The character of microstructure evolution of primary titanium particles depends on the volume fraction of the components and on Ti-Al interaction temperature and time.

PL

Analizowano zmiany mikrostruktury cząstek proszku tytanu występujące w kompozycie z osnową aluminiową, wytworzonym w wyniku prasowania na gorąco. Stwierdzono oddziaływanie Ti-Al typu ciało stałe-ciało stałe, potwierdzone badaniami DTA (rys.l). Efektem tego mogą być dwa rodzaje zmian struktury cząstek Ti, obserwowane metodami SEM (rys. 2-5). Możliwe jest tworzenie się na powierzchni cząstek tytanu warstwy faz międzymetalicznych z układu Ti-Al. lub ich całkowita transformacja w cząstki aluminidku o znacznie większej dyspersji. Typ zmian mikrostruktury wyjściowych cząstek tytanu zależy od udziału objętościowego komponentów oraz tempera-czasu oddziaływania komponentów.

4

Możliwości kształtowania struktury kompozytów z osnową aluminiową zawierających aluminidki żelaza powstałe in situ

100%

Olszówka-Myalska A.

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 3

643-646

PL

Przedstawiono wyniki badań struktury kompozytów wytworzonych z metalicznych komponentów proszkowych, metodą jednoosiowego prasowania na gorąco w próżni. Analizowano wpływ temperatury i czasu prasowania oraz udziału objętościowego komponentów na mikrostrukturę, gestość i porowatość kompozytu (tab1). Wykazano, że granulacja powstających in situ cząstek alumidków żelaza zależy od warunków procesu i wynikającego z nich mechanizmu tworzenia - dyfuzyjnego lub samorozwijającego się wysokotemperaturowej syntezy (SHS). Zgodnie z mechanizmem dyfuzyjnym powstają cząstki o wielkości zbliżonej lub większej od cząstek żelaza będącego ich prekursorem (rys.1, 2a). Natomiast mechanizm SHS pozwala wytworzyć cząstki o rząd wielkości mniejsze od czątek prekursora (rys. 2c, 3,4). Niezależnie od wielkości cząstek ich podstawowym składnikiem był zidentyfikowany metodą dyfrakcji elektronów aluminidek typu Al3Fe (rys. 4). Procesowi tworzenia nowych cząstek towarzyszyło zmniejszenie w kompozycie udziału objętościowego aluminiowej osnowy, biorącej udział w reakcji.

EN

The results of structure investigation of the composites obtained from metallic powders components by one-oxis hot-pressing in the vacuum were presented. The influence of pressing time and temperature, volume fraction of the componentson microstructure, density and porosity of composite was analyzed (tab. 1). It was stated that the granulation of iron aluminides formed in situ depends on processing conditions and it is considered with the mechanism of them forming - diffusion or self-propagated high-temperature chemical synthesis (SHS). The particles with granulation similar or higher than the iron particles are forming by the diffusion between aluminium and iron (Fig. 1, 2a). SHS mechanism gives possibility to obtain particles with granulation of one range finer (Fig. 2c, 3, 4). The main phase of formed particles was the iron aluminide Al3Fe, independently on their granulation (Fig. 4). The decrease of aluminium matrix volume fraction in the omposite was noticed and it was considered with the formation of a new phase and Al consumption.

5

Quantitative structure characteristic of aluminium foil-iron powder - aluminium foil system after diffusion bonding

63%

Olszówka-Myalska A. , Szala J.

|

2008

|

tom Vol. 29, nr 4

215-217

EN

In the paper the characteristic by the quantitative metallography method of the layered material obtained as a result of interaction between iron powder and aluminium foil at the temperature of 650°C was presented. The samples processed from the packets of aluminium foil-iron powder-aluminium foil with constant iron contain and variable aluminium foil layers contain were investigated (Fig. 2-4 ). It was stated that in chosen conditions layered nonporous material aluminium-intermetallic particles in aluminium matrix-aluminium was formed. Such structure is an effect of iron powder transformation into intermetallic particles by self-propagating high-temperature synthesis (SHS). The image analysis of the SEM images showed (Tab. 1) the increase of composite layer thickness and the volume of reaction products with increase of the aluminium foil layers amount in packets. The average area A(p) and mean intercept length L(p) of aluminides particles were lower then of initial iron powder.

PL

W artykule scharakteryzowano metodami metalografii ilościowej strukturę materiału warstwowego powstałego w wyniku wzajemnego oddziaływania proszku żelaza i folii aluminiowej w temperaturze 650°C. Badano próbki otrzymane z pakietów typu folia aluminiowa-proszek żelaza-folia aluminiowa zawierających stałą ilość proszku i zmienną liczbę warstw folii (rys. 2 -4). Wykazano, że w zastosowanych warunkach można otrzymać nieporowaty, warstwowy materiał aluminium-cząstki fazy międzymetalicznej Al3Fe w osnowie aluminium-aluminium. Jest to efekt procesu samorozwijającej się wysokotemperaturowej syntezy (SHS) i transformacji proszku żelaza w zdyspergowany intermetalik. Analiza obrazu (tab.l) przekrojów płaskich uzyskanych metodą SEM wykazała wzrost grubości warstwy kompozytowej i wzrost objętości produktów reakcji ze wzrostem liczby warstw folii. Średnie pole A(p) i średnia cięciwa L(p) cząstek aluminidków były mniejsze od wyjściowego proszku żelaza.

6

Characteristic of composite layer obtained by diffusion bonding of aluminium foil - titanium powder system

63%

Olszówka-Myalska A. , Szala J.

|

2008

|

tom Vol. 29, nr 4

218-220

EN

The samples obtained from the packets fabricated of aluminium and titanium by diffusion bonding at the temperature range of 630-680°C for time 5, 10, 15 and 20 min. For some conditions the possibility of the compact system of aluminium layer - composite layer - aluminium layer forming was stated (Fig. 2). The composite layer obtained at the temperature of 660°C and time of 15 and 20 minutes was characterized by SEM and quantitative metallography methods. The interaction titanium-aluminium on the interface occurred and the layer of intermetallic around of titanium particles was formed for some parameters of processing (Fig. 3, 4). With the increase of the time of diffusion bonding in the composite layer the increase of the intermetallics area fractions and decrease both of the titanium and aluminium area fraction were observed. The microhardness of composite layers was measured (Tab. 1). The possibility of obtaining the composite layer by diffusion bonding and control of the microstructure was presented.

PL

Badano próbki powstałe z pakietów otrzymanych z folii aluminiowej i proszku tytanu w wyniku wygrzewania w zakresie temperatury 630-680°C w czasie 5,10,15 i 20 min. Dla niektórych parametrów stwierdzono możliwość uzyskania zwartej struktury typu warstwa aluminium - warstwa kompozytowa - warstwa aluminium (rys. 2). Metodami SEM i metalografii ilościowej scharakteryzowano warstwę kompozytową powstałą w temperaturze 660°C w czasie 15 i 20 minut. Wykazano występowanie oddziaływania tytan-aluminium na granicy rozdziału i wytworzenie intermetaliku wokół cząstek tytanu (rys. 3, 4). Obserwowano wzrost udziału powierzchniowego intermetaliku oraz zmniejszenie udziału objętościowego tytanu i aluminium w warstwie, określono jej mikrotwardość (tab.l). Wykazano możliwość powstania warstwy kompozytowej i sterowania jej mikrostrukturą w warunkach zgrzewania dyfuzyjnego.

7

Capabilities of Al2O3 nanolayer formation on carbon fibers by CVD method

63%

Olszówka-Myalska A. , Botor-Probierz A.

|

tom Vol. 31, nr 3

402-405

EN

An application of a nanolayer formed on carbon fiber surface is one of the well known methods of interface phenomena control in composite materials. In this paper the Al2O3 coating deposited onto carbon fibers (Torayca T300B) by CVD method as a result of AlCl3 reaction with CO2 and H2 is characterized. A variation of deposition times were used while keeping constant other parameters of CVD process during the coating constitution. For the characterization of coating microstructure SEM with EDS (Fig. 1÷4) and XRD (Fig. 5) techniques were applied. Two types of surface modification of carbon fibers were observed doping with single alumina particles and coating with a continuous amorphous alumina nanolayer. It was revealed that the coating was formed as a result of the mechanism of nucleation and coalescence (Fig. 6) and the minimum thickness of continuous Al2O3 nanolayer possible to obtain by CVD method is limited by the mechanism of growth and processing parameters.

PL

Zastosowanie nanopowłok barierowych na włóknach węglowych stanowi jedną z metod kontroli zjawisk zachodzących na granicy rozdziału w kompozytach. W artykule scharakteryzowano powłokę Al2O3 wytworzoną na włóknach węglowych Torayca T300B metodą CVD, w wyniku reakcji AlCl3 z CO2 i H2. Zastosowano zmienny czas osadzania i stałe pozostałe parametry procesu. Mikrostrukturę powłok scharakteryzowano metodą SEM+EDS (rys. 1÷4) oraz XRD (rys. 5). Metoda CVD umożliwiła modyfikację powierzchni włókien przez domieszkowanie nanoziarnami amorficznego Al2O3 lub wytworzenie ciągłej amorficznej nanowarstwy. Wykazano, że powłoka Al2O3 powstaje w wyniku zarodkowania i koalescencji (rys. 6), a minimalną grubość ciągłej nanowarstwy możliwą do uzyskania metodą CVD ograniczają mechanizm jej wzrostu i parametry procesu.

8

Rola nanowarstwy SiO2 w kształtowaniu mikrostruktury połączenia zbrojenie węglowe-stop AZ91E

63%

Olszówka-Myalska A. , Botor-Probierz A.

|

2010

|

tom R. 10, nr 4

348-355

PL

Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury dwóch typów kompozytów z osnową ze stopu magnezu AZ91E, zbrojonych włóknami węglowymi oraz cząstkami węgla szklistego. Powierzchnia zarówno włókien, jak i cząstek, została poddana modyfikacji polegającej na nałożeniu metodą zol-żel nanowarstwy SiO2 o grubości 100 nm. Warstwa ta charakteryzuje się strukturą amorficzną i równomiernie pokrywa zarówno powierzchnie włókien, jak i nieregularnych cząstek węgla szklistego. Próbki kompozytowe wytworzono w atmosferze próżni 2,5 Pa z użyciem prasy Degussa. W przypadku włókien węglowych była to infiltracja w temperaturze 670°C, połączona z prasowaniem, a w przypadku cząstek węgla szklistego prasowanie ich mieszaniny z proszkiem stopu AZ91E w temperaturze 650°C. Do opisu mikrostruktury zastosowano metody skaningowej mikroskopii elektronowej SEM z EDS oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej TEM (BF, HAADF, EDS, SADP). Wykazano, że przy zastosowanych parametrach konsolidacji otrzymuje się kompozyt o równomiernym rozmieszczeniu zbrojenia. Szczególną uwagę skupiono na charakterystyce połączenia zbrojenie węglowe/nanopowłoka SiO2/stop magnezu. Na granicy rozdziału obserwowano warstwę tlenkową, która nie była tlenkiem SiO2, ale oprócz tlenu zawierała głównie Al i Mg oraz śladowe ilości Si i Zn. Ponadto wokół włókien zidentyfikowano zdyspergowane wydzielenia fazy Al12Mg17 wzbogacone w Zn. Na podstawie przeprowadzonego eksperymentu wykazano, że podczas konsolidacji komponentów z udziałem fazy ciekłej nanopowłoka SiO2 ulega transformacji, co można przedstawić w postaci modelu strukturalnego. Oznacza to, że dla układu węgiel-stop AZ91E nanopowłoka pełni rolę bariery aktywnej.

EN

Results of microstructure investigations of two types of AZ91E magnesium alloy matrix composites reinforced with carbon fibers and glassy carbon particles were presented. The SiO2 nanocoating with thickness of 100 nm deposited by the sol-gel method was used for the surface modification of both fibers and particles. The having an amorphous structure uniformly covers surface of both carbon fibers and glassy carbon particles of irregular shape. Composite samples were obtained in vacuum of 2.5 Pa in Degussa press. The infiltration process at the temperature of 670°C associated with pressing was used in case of carbon fibers consolidation as well as in case of pressing of glassy carbon particles-AZ91E powder mixture at the temperature of 650°C. Composite microstructure was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) combined with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and transmission electron microscopy (TEM - BF, HAADF, EDS, SADP). Parameters of consolidation processes used in the experiment ensured the uniform reinforcement distribution. During microstructure investigations the main attention was focused at the carbon reinforcement/SiO2 nanocoating/magnesium alloy interface. The oxide layer was detected in the interface but it was not the SiO2. The oxide layer contained mainly Al and Mg and traces of Si and Zn. The dispersed precipitations of the Al12Mg17 phase dopped with Zn were identified around the carbon fibers. Results of experiment showed that during consolidation process with liquid phase the structure of SiO2 nanocoating was subject to transformation according to the presented model. It means that the SiO2 coating plays the role of the active diffusion barrier for the carbon-AZ91E alloy system.

9

Charakterystyka połączeń magnezu i stopu AZ91 z komponentami węglowymi

51%

Olszówka-Myalska A. , Myalski J. , Przeliorz R. , Botor-Probierz A.

|

2008

|

tom Vol. 29, nr 3

138-144

PL

Badano połączenia magnez-włókno węglowe oraz stop magnezu AZ91--włókno węglowe i stop magnezu AZ91-cząstka węgla szklistego powstałe w próżni, w temperaturze 650°C. Stwierdzono, na podstawie obrazów SEM zgładów i przełomów, występowanie zwilżania włókien i cząstek zarówno magnezem jak i stopem AZ91 (rys. 8-13). Na granicy magnez-włókno nie stwierdzono strefy produktów oddziaływania ani fragmentacji włókien - otrzymane połączenie miało charakter mechaniczny (rys. 8, 9). W kompozytach z osnową ze stopu AZ91 obserwowano różnice w połączeniu komponentów w zależności od typu zbrojenia węglowego. Dla układu AZ91-włókno stwierdzono bardzo dobre połączenie między komponentami (fragmentacja włókien, brak dekohezji na granicy rozdziału) i równocześnie obecność strefy oddziaływania chemicznego (rys. 10, 11). Strefa ta ulegała degradacji pod wpływem wody. Połączenie AZ91-cząstka węgla szklistego było dobre, ale nie obserwowano intensywnego oddziaływania pomiędzy komponentami (rys. 12, 13). Dodatkowo wykonano analizę termiczną DSC mieszanin komponentów (rys. 14, 15). Nie stwierdzono oddziaływania magnez-węgiel podczas nagrzewania i chłodzenia w zakresie temperatury 20-720°C. Dodatkowe efekty cieplne wystąpiły podczas badań zarówno mieszaniny AZ91-włókna węglowe, jak i mieszaniny AZ91-cząstki węgla szklistego. Uzyskane wyniki wskazują na wpływ dodatku aluminium do osnowy magnezowej, a także rodzaju komponentów węglowych i sposobu ich łączenia (rys. 7) na połączenie powstałe w próżni, w tej samej temperaturze.

EN

The bonding of the magnesium-carbon fibre, AZ91 alloy-carbon fibre and AZ91 alloy-glassy carbon particle formed in vacuum at the temperature of 650°C was investigated. On the background of SEM images of polished cross sections and fractured cross sections the wettablity of the fibres both by magnesium and AZ91 alloy was confirmed (Fig. 8-13). Since the products interaction zone at the magnesium-fibre interface or fibre fragmentation were not observed in AZ91-carbon fibre system - only mechanical bonding formation was an outcome (Fig. 8, 9). In the composites with AZ91 matrix some differences between fibre and particle bonding mechanism were noticed. The bonding in the AZ91-carbon fibre system was very good (carbon fragmentation without decohesion at interface). Additionally, the presence of the chemical interaction zone and the zone decomposition in contact with water were evident (Fig. 10, 11). The bonding in the AZ91 -glassy carbon particles system was good as well, however the intensive reaction between components was not observed (Fig. 12, 13). The complementary thermal analysis of components mixtures by the DSC method has been performed (Fig. 14, 15). The effects of magnesium-carbon interaction during heating and cooling at the temperature range of 20-720°C were not detected. The additional thermal effects appeared during investigations of both the AZ91-carbon fibres and of the AZ91-glassy carbon particles. The results of presented experiment show that aluminium addition in the magnesium matrix, the type of carbon component and the method of components consolidation (Fig. 7) affect the interface structure formed in vacuum at the same temperature.

10

Infiltracja próżniowa włókien węglowych magnezem oraz stopem AZ91

51%

Olszówka-Myalska A. , Przeliorz R. , Botor-Probierz A. , Sikora M.

|

2008

|

tom R. 8, nr 2

201-205

PL

Przeprowadzono próby infiltracji włókien węglowych czystym magnezem i stopem AZ91 w próżni, w temperaturze 650° C. Wykazano, że w obu wariantach występuje samorzutne zwilżanie włókien metalem, ale tworzą się dwa różne typy połączenia. W przypadku czystego metalu jest to połączenie mechaniczne, a w przypadku stopu AZ91 połączenie chemiczne, związane z wytworzeniem Al4C3. Przeprowadzona komplementarna analiza termiczna DSC mieszanin włókien z czystym magnezem i AZ91 wykazała obecność efektów cieplnych, potwierdzających istotną funkcję Al w tworzeniu połączenia.

EN

Carbon fibres (Torayca FT300B) were infiltrated by pure magnesium and AZ91 magnesium alloy in vacuum, at 650 °C during 20 minutes and then cooled under pressure. Cross sections of polished samples prepared with contact of water and cross sections of fractured samples were observed by SEM. Full infiltration of fibres occurred for both matrixes. The main difference between analyzed systems fibre-metal was observed on the SEM images. On the cross section of Cf-Mg sample fibres were closely surrounded with matrix but their pulling-off was observed on the facture. The bonding for this system can be characterizes as a mechanical type. For the Cf-AZ91 system some pores and irregular phases were observed in the interface of the samples polished in water containing conditions. Additionally complete destruction of the sample after a few month long seasoning in the air took place. In the fracture, just after cracking, good bonding between components and fibres fragmentation were observed. The carbide Al4C3 was formed during consolidation, which is hygroscopic and in contact with water the destruction of structure is inevitable. Investigations of thermal effects for both systems fibre-metal were done using the high-temperature SETARAM calorimeter. The influence of Al on the character of cooling and heating curves of carbon fibres-metal mixture was stated.

11

Wytwarzanie kompozytów na osnowie stopów aluminium zbrojonych drobnodyspersyjnymi cząstkami ceramicznymi i międzymetalicznymi.

51%

Śleziona J. , Formanek B. , Olszówka-Myalska A.

|

2002

|

tom R. XXIII, nr 3

122-128

PL

W pracy przedstawiono zagadnienie wytwarzania kompozytów z osnową ze stopów aluminium zbrojonych cząstkami ceramicznymi o wielkości poniżej 2 mikrometrów. Przedstawiono wybrane rozwiązania technologiczne wytwarzania in situ cząstek ceramicznych z wykorzystaniem ciekłej osnowy. Wytworzenie cząstek ceramicznych Al2O3 o wielkości 2 mikrometry możliwe jest również z wykorzystaniem technologii MA, przy wykorzystaniu zarówno cząstek tlenu glinu, jak i cząstek tlenków innych metali. Pokazano strukturę proszku kompozytowego Al/Al2O3. Zaproponowano i zrealizowano technologię wytworzenia kompozytów składającą się z połączonych technologii metalurgii proszków i mechanicznego mieszania ciekłego metalu. W technologii mechanicznego mielenia wytworzono proszki kompozytowe w układzie Al/Al2O3, Al/SiC oraz Al(FeOxTiO2, CuO, Ni), a następnie wprowadzono je w ilości 30% wag. do ciekłego stopu Al (AK11, AlMg2). Parametry procesu wytwarzania kompozytów metodą in situ dobrano na podstawie badań DTA. Wykonane kompozyty przebadano oceniając ich strukturę, rozmieszczenie cząstek ceramicznych i stopień przereagowania tlenków. Wykonano również badania właściwości mechanicznych wytworzonych kompozytów (Rm, HB, U). Wyznaczono na oprzyrzadowanym młocie wahadłowym Charpy'ego krzywe udarności oraz energię niszczenia poszczególnych kompozytów. Uzyskane charakterystyki mechaniczne kompozytów dają możliwość oceny wpływu zbrojenia na poszczególne cechy materiałowe.

EN

In this work, the problem of producing Al alloys matrix composites reinforced with ceramic particles of size below 2 micrometers has been presented. Some technological solutions of producing Al-ceramic particles by in situ method with the application of a liquid matrix have been presented. Al2O3 particles of size below 2 micrometers can be obtained by means of the mechanical alloying method, where both aluminium oxide particles and particles of other metals oxides are used. The structure of the Al/Al2O3 composite powder is shown. A technology of the composites production consisting of combined powders metallurgy and liquid metal mixing technologies has been proposed and implemented, Al/Al2O3, Al/SiC and Al/(FeOxTiO2, CuO, Ni) composite powders were prepared by mechanical milling. In the next step, they were incorporated in the amount of 30 wt-% into liquid Al alloys (AK11, AlMg2). The parameters of the in situ process were chosen according to the DTA examination data. The composites produced were subjected to structure evaluation, ceramic particles distribution and of the degree of oxides reaction. Examination of mechanical properties (UTS, Brinell hardness, impact resistance) of the produced composites was performed additionaly. Using an instrumented Charpy hammer, the curves of impact resistance and fracture energy of composites were determined as well. The obtained mechanical characteristics of the composites enable to evaluate the influence of the reinforcement on individual material features.

12

Wprowadzanie drobnodyspersyjnych cząstek ceramicznych do ciekłych stopów aluminium

51%

Śleziona J. , Formanek B. , Olszówka-Myalska A.

|

2001

|

tom Vol. 21, Nr spec

177-183

PL

W artykule przedstawiono dwa rozwiązania technologiczne pozwalające uzyskać kompozyty na osnowie stopu Al zbrojone drobnodyspersyjnymi cząstkami A1(2)O(3). Stwierdzono, że zastosowa-nie reakcji insitu z udziałem CuO pozwala uzyskać cząstki Al(2)O(3) w niewielkiej ilości (około 2% i wielkości około 2 |im). Zastosowanie do zbrojenia cząstek kompozytowych Al-Al(2)O(3) otrzyma-nych metodą MA dla zapewnia ich rozbicia i równomiernego rozmieszczenia cząstek Al(2)O(3) w osnowie wymaga długotrwałego mieszania zawiesiny. Zbadano strukturę kompozytów na każdym etapie ich wytwarzania oraz wskazano na istotne zjawiska towarzyszące wytwarzaniu kompozytów tego typu.

EN

In this work the results of investigation concern to the manufacturing of composite on the Al matrix reinforced with A1(2)O3 particles have been shown. The two methods of manufacturing have been applied: in situ method based on the CuO reaction with Al and mechanical alloying method to the preparing the composite powders containing 35% A1(2)O(3) particles. These two methods led to obtain the ceramic particles about 1-5 um of diameter. All composites have been made by liquid method incorporate into liquid aluminium CuO particles and A1(A12O3) composite powders. After stirring during 1 hour, the composite poured into graphite mould. The structures presented on the Fig. 1-3 show the distribution of the particles in Al matrix and bonding of the particles with Al matrix.

13

Zastosowanie reaktywnego chemicznego osadzania z fazy gazowej (RCVD) do modyfikacji powierzchni włókien węglowych

51%

Olszówka-Myalska A. , Swadźba L. , Botor-Probierz A. , Janus T.

|

2009

|

tom R. 9, nr 1

19-23

PL

Zastosowano metodę reaktywnego osadzania z fazy gazowej RCVD do modyfikacji powierzchni włókien węglowych FT 300B w postaci rowingu. Dwa typy powłoki TiC oraz HfC wytworzono w reaktorach z kontrolowaną atmosferą reaktywną. Węglik tytanu powstał w wyniku reakcji węgla z powierzchni włókien z TiCl4, a węglik hafnu odpowiednio w wyniku reakcji z HfF4. Obserwacje metodami skaningowej mikroskopii elektronowej SEM wykazały powstanie powłok równomiernych, dobrze przylegających do podłoża o grubości 100-300 nm. Dzięki dyfuzyjnemu mechanizmowi tworzenia powłok nie wystąpił efekt mostkowania włókien. Skład fazowy włókien z powłokami scharakteryzowano metodą rentgenowskiej analizy fazowej XRD, która wykazała krystaliczną budowę powłok i obecność odpowiednio TiC oraz HfC. Uzyskanie powłok o wymaganej z punktu widzenia technologii kompozytów grubości i budowie wskazuje na celowość podjęcia prób ich aplikacji w kształtowaniu struktury połączenia w kompozytach umacnianych materiałami węglowymi.

EN

The method of reactive chemical vapour deposition (RCVD) was used for surface modification of carbon fibers FT 300B roving. Titanium carbide TiC and hafnium carbide HfC coatings were obtained in reactors with controlled reactive atmosphere. The TiC carbide was formed by the reaction between carbon and TiCl4. The parameters applicated during the deposition in hydrogen atmosphere were as follows: temperature of 1020°C, time range of 5-30 min. The titanium carbide coatings with thickness 100-300 nm were uniform and good adherent to the fibers. The bridging effect was not observed and XRD patterns showed the presence of crystalline TiC. During formation of hafnium carbide layer the HfF4 reacted with carbon fibers in argon atmosphere at the temperature of 1050°C. Similarly to TiC coatings SEM investigations showed that HfC coating was uniform and good adherent to the fibers. The thickness on the level of 100 nm was estimated and bridging effect was not observed also. Two crystalline phases were identified by XRD method. The hafnium carbide HfC as the main one and hafnium oxide HfO2 additionally. Results of presented experiments revealed that the reactive diffusion can be useable during surface modification of carbon fibers by carbides. The effect of bridging (typical for coating deposition by such method as CVD and electrochemical and chemical electroless deposition) is excluded. Coatings obtained by RCVD are uniform, good adherent and their thickness can be controlled on the nanometric level. The experiments of coated carbon fibers with different liquid alloys are necessary for verification their potential application in metal matrix composites.

14

Zastosowanie procesu zol-żel do pokrywania powierzchni włókien węglowych warstwą SiO2

45%

Olszówka-Myalska A. , Botor-Probierz A. , Krzak-Roś J. , Łukowiak A. , Rzychoń T.

|

2009

|

tom R. 9, nr 4

332-336

PL

Przedstawiono koncepcję zastosowania metody zol-żel do otrzymywania cienkich powłok SiO2 na włóknach węglowych w celu modyfikacji ich właściwości technologicznych pod kątem aplikacji w kompozytach z osnową metalową. Jako materiał węglowy użyto włókna FT 300B w postaci granulatu uzyskanego z włókien ciętych izometrycznie rozmieszczonych przestrzennie. Powłokę krzemionkową otrzymano, stosując metodę zol-żel. Hydrolizat SiO2 przygotowano z prekursorów metaloorganicznych (tetrametoksysilan, fenylotrietoksysilan). Do charakterystyki struktury warstwy wykorzystano metody skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM-FE HITACHI 4200-S i SEM HITACHI S-3400N z systemem EDS Thermo Noran System SIX) oraz rentgenowskiej analizy fazowej (JEOL JDX-7S). Stwierdzono możliwość uzyskania równomiernej powłoki na włóknach oraz tylko niewielki efekt sczepiania włókien powłoką. Analiza EDS potwierdziła obecność w powłoce krzemu i tlenu. Otrzymana powłoka o grubości ok. 100 nm charakteryzowała się budową amorficzną i nie obserwowano jej łuszczenia się ani odspajania do podłoża węglowego. Uzyskane wyniki wskazują na celowość weryfikacji przydatności powłoki w kształtowaniu mikrostruktury połączenia materiał węglowy-stopy metali.

EN

In the article the sol-gel technique was proposed for deposition of SiO2 layer on carbon fibers as a method for potential application in technology of metal matrix composites reinforced with carbon fibres. During the process of layer formation two silicon precursors the tetramethylorthosilicate (TMOS) and phenyltriethoxysilane (PhTEOS) and additionally the ethanol with the mol ratio as 1:0.8:5. (TMOS:PhTEOS:EtOH). Hydrolysate was deposited on the granules of FT 300B carbon fibers. Granules of short fibers with 3D isometric distribution were prepared from cutted roving of carbon fibers. The thin SiO2 layer was formed during immersion of carbon material in metaloorganic solution. After sol-gel process the macroscopic properties of carbon fibers granules were not changed and bridging effect was observed very seldom. Scanning electron microscopy (SEM-FE HITACHI 4200-S and HITACHI S-3400N with EDS Thermo Noran System SIX) and X-ray diffraction (JEOL JDX-7S) methods were used for structural investigations. The uniform, adherent and crack-free layer was formed. The thickness of a layer was estimated on the 100 nm level. The effect of fibers bridging was observed by SEM very seldom. The EDS results from the surface of coated fibers confirmed the signals of silicon and oxygen. By the XRD method no crystalline phase was identified. Therefore it can be concluded that the amorphous layer of SiO2 was deposited on the carbon fibers. It is in good agreement with own results for SiO2 sol-gel coatings without thermal stabilization deposited on silicon semiconductors and optical sensors and literature data for SiO2 coatings deposited on carbon fibers. Presented results showed the usability of sol-gel method for modification of carbon fibers surface by SiO2 nanosize coating.