» Nickel aluminate spinel (NiAl2O4) in Al2O3-Ni composites
|
|
Katarzyna Konopka 
Ceramic materials are toughened by incorporating particles of
a ductile metal [1, 2]. Toughness of such composites is due mainly
to plastic deformation of the metal particles (the bridging effect)
and the deflection of cracks by these particles [1]. Which of these
effects predominates depends on the bonds between the metal particles
and the ceramic matrix. If the ductile particles are weakly
bonded with the ceramic matrix, the crack will propagate along the
interface, whereas when this bond is strong, plastic deformation of
the metal particles predominates [3].
Among metals Ni is chosen as particles incorporated to the ceramic
matrix for its high melting point. During sintering in an oxygen
environment (high partial pressure p(O2)), Ni can react with Al
and oxygen from the Al2O3 ceramic or from the gaseous phase and
forms the NiAl2O4 spinel phase according to the reaction [3]:
Ni + Al2O3 + 1/2O2 = NiAl2O4 (1)
The stability of the spinel phase depends on the oxygen partial
pressure in the protective atmosphere, and on the sintering temperature
[3, 4]. When the oxygen partial pressure is low, the NiAl2O4
will eventually reduce to nickel, alumina and oxygen after its formation
[4]. The formation of the spinel can be avoided by conducting
the sintering process in argon, CO or H2 [3].
The more complicated is the process of phases formation in composites
when first the Ni particles are oxidized during the process of
forming or sintering. After the oxidation of Ni the spinel can also be
formed as a reaction [5]:
Al2O3 + NiO = NiAl2O4 (2)
In the solid-state formation of the spinel the so-called Wagner
mechanism is operated [6]. According to this mechanism Ni2+ ions
diffuse through the spinel layer from NiO/NiAl2O4 interphase to the
NiAl2O4/Al2O3 boundary. This reaction leads to formation of one
equivalent of NiAl2O4 on the NiO side of the interface and three
equivalents of spinel on t[...]
więcej»
w zeszycie
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 2010/3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
» Znaleziska ceramiki z wykopalisk archeologicznych jako przedmiot badań inżynierii materiałowej
|
|
Katarzyna Konopka Dorota Riegert Urszula Kobylińska Zbigniew Kobyliński
Inżynieria materiałowa z dynamicznie rozwijającymi się technikami
badawczymi jest ważną dziedziną nauk technicznych, często
występującą w badaniach interdyscyplinarnych. Z umiejętności
i wiedzy naukowców tej dyscypliny oraz urządzeń badawczych do
analizy struktury i właściwości materiałów korzystają specjaliści
innych dziedzin poza naukami technicznymi, w tym biolodzy, paleooceanologowie,
a także archeolodzy. Prezentowany artykuł koncentruje
się na znaleziskach archeologicznych - fragmentach ceramiki
zabytkowej - jako przedmiocie badań inżynierii materiałowej.
Archeologia znajduje się w sytuacji poznawczej w wysokim
stopniu dyskomfortowej, ponieważ badane przez nią pozostałości
są zaledwie cząstką rzeczywistego wyposażenia materialnego społeczności
ludzkich i to na dodatek cząstką przekształconą w wyniku
złożonych i zazwyczaj długotrwałych procesów formowania
się stanowisk archeologicznych, obejmujących zarówno świadome,
jak i nieświadome działania człowieka, jak też oddziaływania sił
przyrody [1, 2]. Odtworzenie relacji społecznych i kulturowych
żywego systemu na podstawie tych zredukowanych i przekształconych
pozostałości materialnych jest zadaniem niezwykle trudnym,
stąd też archeologia ustawicznie poszukuje możliwości korzystania
z metod i narzędzi badawczych innych dyscyplin, z nadzieją na
zdobycie nowych informacji przydatnych do rekonstrukcji i zrozumienia
społeczno-kulturowej przeszłości człowieka.
Szczególną rolę odgrywają w tym względzie badania dawnych
technik i materiałów. Mają one dwa główne cele: z jednej strony pozwalają
odtworzyć historię techniki i rzemiosła, z drugiej zaś - przez
powiązanie wyników badań technologicznych z badaniami stylistyki
i ornamentyki wytworów, a także z ustaleniami chronologicznymi
i analizami przestrzennymi - umożliwiają zrozumienie nie tylko
charakteru relacji pomiędzy przedmiotami, czy relacji między przedmiotami
a ich wytwórcami i użytkownikami, ale także wzajemnych
relacji pomięd[...]
więcej»
w zeszycie
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 2011/3
|
|
|
|
Strona 1
|
Twój Profil
Twój koszyk
