No abstract

No abstract

Brittleness is the main technical limitation on a wide use of advanced ceramic materials. To overcome this problem, ceramic-metal composites are commonly applied. A principal advantage of ceramic-metal composite materials is their higher resistance to brittle fracture. An increase of fracture toughness depends on the type, amount, size and shape of a metallic component. The metallic phase can additionally modify physical, mechanical and thermal properties of materials.The results of experiments concerning a manufacturing process of Mo-Al 2 O 3 composite materials obtained by the hot pressing method were presented. Two powder mixtures with different volume fraction of aluminium oxide were prepared in a planetary ball mill. The hot pressing process allowed to obtain well-densified metal matrix composites (∼99% of a theoretical density). Microstructural observations of sinters were conducted using scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and transmission electron microscopy. Very stable bonding between metal and ceramic grains was observed. Complex investigations of the physical and mechanical properties of obtained molybdenum-alumina composite materials seem to be very promising from an application point of view.Keywords: ceramic-metal composites, hot pressing, microstructure, interface, mechanical properties Główną przyczyną ograniczenia stosowalności zaawansowanych materiałów ceramicznych jest ich kruchość. W celu pokonania tego problemu powszechnie stosuje się kompozyty ceramiczno-metalowe, których zaletą jest wyższa odporność na kruche pękanie w porównaniu z materiałami ceramicznymi. Zależy ona od wielu czynników m.in. rodzaju, ilości, wielkości oraz kształtu zastosowanego metalu. Ostatecznym zmianom ulegają również inne właściwości tj. fizyczne, mechaniczne, termiczne.W pracy przedstawiono wyniki technologicznych prób otrzymywania materiałów kompozytowych Mo-Al 2 O 3 przy wykorzystaniu techniki spiekania pod ciśnieniem. Mieszaniny proszków o różnych udziałach objętościowych fazy ceramicznej przygotowano w planetarnym młynku kulowym. Ostateczny proces zagęszczania pozwolił uzyskać materiały o wysokiej gę-stości względnej (powyżej 99% gęstości teoretycznej). Analizowano mikrostrukturę spieków z wykorzystaniem skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Stwierdzono występowanie bardzo dobrego połączenia fazy ceramicznej z osnową metalową. Przeprowadzono szeroka analizę właściwości fizycznych i mechanicznych uzyskanych kompozytów, co powinno pozwolić na rozszerzenie możliwości aplikacyjnych opracowanych tworzyw.

No abstract

No abstract

Intermetallic phases of the Ni-Al type belong to the group of modern constructional materials which have numerous advantageous properties such as high melting temperature, low density, high resistance to high-temperature oxidation (to about 1200• C), high mechanical strength, high fatigue strength, and high tensile and compressive strength (also at elevated temperatures). Intermetallic compounds have however also drawbacks in that they are quite brittle at room temperature which makes their mechanical processing very difficult and restricts their application range. These drawbacks can be obviated by modifying their chemical composition. Improving the properties of NiAl-based materials can be achieved by creating the composite with the matrix made of an intermetallic phase NiAl reinforced with ceramic (Al 2 O 3 ) particles.This paper is concerned with the mechanical and physical properties (bending strength, fracture toughness, hardness, and Young modulus) and also the microstructure of NiAl/Al 2 O 3 composite. The composite materials were produced by the hot-pressed method using the NiAl/20%Al 2 O 3 (vol.%) powder mixtures. The composite thus produced had a high density of about 99% of the theoretical value and a high bending strength. The bending strength of the NiAl/20vol.%Al 2 O 3 composite was higher by about 80% (635 MPa) than that of the pure NiAl phase (345 MPa). The experiments included also the examination of the effect of the rotational speed of the mill and the duration of the mixing process upon the size and distribution of grains, the microstructure, and phase composition of the composite powder mixtures obtained.Keywords: intermetallics, composite materials, mechanical mixing, hot pressing, mechanical properties Fazy międzymetaliczne typu Ni-Al należą do grupy nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych, charakteryzujących się m.in: wysoką temperaturą topnienia, niską gęstością, wysoką odpornością na utlenianie w wysokich temperaturach (do około 1200• C), wysokim modułem sprężystości-stabilnym ze wzrostem temperatury, wysoką wytrzymałością, wysoką odpornością na ścieranie, wysoką wytrzymałością zmęczeniową, wysoką wytrzymałością na rozciąganie i ściskanie (również w wysokich temperaturach). Związki międzymetaliczne mają jednak wady, są dość kruche w temperaturze pokojowej -co znacznie utrudnia m.in. ich obróbkę mechaniczną i zawęża zakres zastosowań. Jednym ze sposobów wyeliminowania tych wad jest modyfikacja ich składu chemicznego. Poprawę właściwości materiałów na bazie NiAl można osiągnąć m.in. poprzez wytworzenie kompozytu na osnowie NiAl umocnionego cząsteczkami Al 2 O 3 .W artykule zaprezentowano wyniki prac dotyczących opracowania warunków procesu mechanicznego mieszania mieszanin proszków związek międzymetaliczny (NiAl) -ceramika (Al 2 O 3 ), a następnie ich spiekania. Przyjęte parametry mieszania i spiekania pozwoliły otrzymać kompozyt charakteryzujący się odpowiednią gęstością, bliską teoretycznej (99.9%) oraz wysoką wytrzymałością. Wytrzymałość na zginanie kompozytu NiAl/20%obj.Al 2 O 3 była...

No abstract

The effect of phase transformations induced in the surface layer of alumina ceramics during its direct joining with copper activated with oxygen or titanium on the mechanical strength of the ceramic/copper joints was examined. The materials used in the experiments were an alumina single crystal, alumina ceramics (97.5 wt% Al2O3), the cermet mixtures: Cu-Cu2O with 10-50 wt% of Cu2O, copper with 5 wt% of Ti, and copper with 5 wt% of Ti and 10 wt% of Ag. The microstructure of the transition layer was examined by the X-ray diffraction method (XRD), scanning electron microscopy method (SEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX). The mechanical strength of the joints was measured using the three-point bending method. The amount of oxygen optimal for the joining process was determined. It has been demonstrated that the cohesion of the joints depends not only on the formation of the individual phases but also, or even primarily, on the microstructure of the transition layer formed between them.