Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"Katarzyna Konopka"

Nickel aluminate spinel (NiAl2O4) in Al2O3-Ni composites

Czytaj za darmo! »

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[...]

Stress relaxation in ceramic-elastomer composites

Czytaj za darmo! »

The present paper describes the properties of ceramic-polymer composites obtained via infiltration of porous SiO2 by polynitrileurea- urethane elastomer. The composites exhibit a high compression strength together with the ability to sustain large deformation. The presence of the elastomeric phase prevents the composite from rapid failure. The elastomer overlaps the ceramic skeleton and prev[...]

Ceramic matrix composites with a gradient concentration of metal particles

Czytaj za darmo! »

Functionally graded materials (FGM) are materials whose properties, such as fracture toughness and thermal and electric conductivities, vary as a function of the distance down from the material surface. The aim of the present work is to present the possibility of designing and fabricating the gradient-type ceramicmetal composites using the slip and tape casting methods. In slip casting, the [...]

Perspectives of biomimetics in materials science and engineering

Czytaj za darmo! »

Nature offers us multitude of structures in plants and animals. From the beginning the human being have been fascinating of structure and functionality of natural creatures as for example flying of birds and bats. Bio-inspired materials are becoming of increasing interest in many engineering applications. The natural structures gain the superior physical and mechanical properties by hierarchical structures. Such a materials inspired scientists and engineers. The part of the science dealing with using natural templates in engineering solutions is called biomimetics, bionics or biomimicry [1]. However, the experience in this area is that it is not possible to create a new engineering materials simply by making a direct copy of biological materials. The paper presents the perspectives of biomimetics in materials science and engineering. The background of biomimetics and directions of development are described. State of the art There is no doubt that we can learn from Nature and adopted that knowledge to our engineering solutions. In 1917 D’Arcy W. Thomson in his book “On growth and Form" [2] suggested that organic forms can be described by physical and mathematical lows. There are some papers and books, which have been written to show the biological structures, their properties and potential as a new concept in many areas also in materials science. For example, work of J. Benyus from 1997: “Biomimicry: Inovation inspired by Nature" [3], papers and books of Vincent, Currey, Mann, Meyers, and others could be mentioned [4÷8]. In polish language in this area is the work of M. Wit from 1936 titled: “Mistrzostwo Natury" [9]. The work of M. W. Grabski and J. A. Kozubowski published in 2003 “Inżynieria materiałowa, geneza, istota, perspektywy" [10] with one chapter “Biomimetyczne perspektywy inżynierii materiałowej" and work of R. Pampuch from 2008 “Pomaga żyć, ceramika wczoraj i dziś" [11] wit[...]

Characteristic of electroless catalytical copper deposited on ceramic substrates

Czytaj za darmo! »

Copper deposition on ceramic substrates, including ceramic powder grains, is an essential problem in the fabrication of composites. One of the directions is depositing copper on ceramic powder to increase surface wetting of reinforcing phase grains in the materials with the matrix made of aluminium matrix and its alloys [1, 2]. The ceramic matrix may be used as the porous carrier of catalytic[...]

Charakterystyka kompozytów SiO2 z elastomerem przeznaczonych do pracy pod obciążeniem ściskającym

Czytaj za darmo! »

Materiały kompozytowe są wynikiem zapotrzebowania na nowe materiały, którym stawiane są wymagania często trudne do spełnienia przez tradycyjne materiały, np. minimalizacja masy przy zachowaniu, a nawet podwyższeniu wytrzymałości. Materiały ceramiczne ze względu na swoje właściwości, tj. małą gęstość i dużą wytrzymałość, są jednym z podstawowych tworzyw wykorzystywanych do otrzymania kompozyt[...]

Wykorzystanie metod inżynierii materiałowej w analizie ceramiki starożytnej – badania makro- i mikroskopowe

Czytaj za darmo! »

Archeologia to dziedzina nauki dostarczająca informacji o przeszłości na podstawie materialnych pozostałości człowieka. Jednym z najpowszechniej występujących znalezisk, począwszy od epoki neolitu, są fragmenty ceramiki użytkowej w postaci naczyń. Podstawowym surowcem do wytwarzania naczyń ceramicznych była glina z dodanymi do niej celowo organicznymi i nieorganicznymi drobinami, zwanymi w archeologii domieszkami. Domieszki mineralne dodawano celowo do gliny w celu poprawy właściwości, między innymi odporności na wysoką temperaturę, zmiany temperatury wypalania czy zmniejszenia nasiąkliwości wodą [1]. Domieszkę nieorganiczną przeważnie stanowił kamienny tłuczeń i piasek. Były one starannie przygotowywane i segregowane zarówno pod względem gatunku, jak i rozmiaru. Większe kawałk[...]

Znaleziska ceramiki z wykopalisk archeologicznych jako przedmiot badań inżynierii materiałowej

Czytaj za darmo! »

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[...]

Processing and characterization of ceramic–metal composites obtained by centrifugal slip casting DOI:10.15199/28.2016.5.6


  Hollow shaped cylinders have been prepared from alumina-nickel composites with a gradient distribution of Ni by centrifugal slip casting method from water based slurries containing Al2O3 and Ni powders, and sintered at 1400°C in reducing N2/H2 atmosphere. No new phases like nickel aluminate spinel were revealed by X-ray diffraction in the Al2O3-Ni graded composites. Scanning electron microscopy (SEM) observations showed the presence of gradient distribution of Ni particles within the cross-section of the samples. Hardness tests confirmed that the nickel particles are distributed in the composite in a gradient way. Key words: composites, Al2O3-Ni, centrifugal slip casting.1. INTRODUCTION Since the 80’s of the XX century, the ceramic-metal composites aroused considerable interest primarily due to their properties [1]. Ceramic-metal composites are a group of materials that combine the following properties: high hardness, heat resistance and corrosion resistance [2, 3]. With the addition of the metallic phase we can obtain a noticeable improvement in fracture toughness, which allows a wider range of application than in case of monolithic ceramic materials. The ceramic matrix composites may find application such as ceramic gas turbine [4], a turbine blade [5] and others. The main mechanisms responsible for improvement of fracture toughness of the ceramic matrix composites reinforced with metal particles are: crack deflection path by metal particles, crack bridging, dislocation mechanism and in some cases phase transformation [1, 6÷9]. The strength of the interface between a ceramic matrix and a metal particles has got a crucial influence on the occurring type of mechanism [1]. The ceramic-metal composites may be produced by various methods such as infiltration of porous ceramics by liquid metal [10], slip casting method [11] and others. In this article the Al2O3-Ni composites produced by centrifugal slip casting (CSC) method were[...]

 Strona 1