Wyniki 1-10 spośród 15 dla zapytania: authorDesc:"Marcin Nabiałek"

Novel, Fe-based functional bulk amorphous materials obtained using suction casting method


  Nowadays are being searched materials with better functional properties, than currently applied. For a sure, as such group of materials can be treated bulk amorphous alloys (BMGs), which are characterized by much better properties than their crystalline counterparts [1]. Metallic amorphous alloys are known since 70's of previous age when P. Duwez has found novel method at that time, for production amorphous metallic ribbons [2, 3]. This method was successfully adapted by scientists and industrials and is used to nowadays [4]. Amorphous ribbons are produced by injection of liquid alloy onto rotating with high linear speed (usually around 30 m/s), copper cylinder [4÷6]. Ingots of pre-alloy are made from melted, in plasma arc, proper quantities of atomic elements. Melting of ingots during production process is made in quartz capillary, using induction furnace of medium power [5]. Further, liquid alloy is injected from capillary under a pressure of neutral gas onto copper drum, rotating with linear velocity in range from 104 K/s to 106 K/s [1, 3, 6]. Such large cooling speed do not provide the possibility of producing a material with larger dimensions, which greatly limits the possibilities of its use. Therefore, for three decades were sought ways to produce amorphous materials with larger than the critical thickness of 100 microns, in the case of amorphous ribbons. Of course, during these thirty years, several alloys in the form of rods with a thickness of more than 1 mm were prepared, but recipe giving the possibility of systematic receiving bulk amorphous materials, were not found. The breakthrough came in 1989 when Akihisa Inoue and colleagues proposed three criteria giving the possibility of producing amorphous alloys with thicknesses previously unachievable [1]: 1. Alloy must consist of more than three components, 2. Atomic radii at least of the main alloying elements must differ by more than 12%, 3. The alloying ele[...]

Effect of rapid quenching on the copper wheel surface on the microstructure, surface development and microhardness of Fe86Zr7Nb1Cu1B5 amorphous ribbons


  One of the tasks posed for scientific discipline, which is a materials science is the search for new materials and improvement of properties of already known ones. What, would have meant the wide understood industry, without modern materials that exhibit better and better functional parameters. The development of human civilization is possible thanks to the application, for everyday use, ever new materials, characterized by a significantly better functional properties [1]. Commonly, for the ship construction, is used carbon steel, which have a relatively high density [2]. Therefore, are sought the lighter materials, with good functional parameters, such as: excellent corrosion resistance, good durability and relatively low density of [3÷7]. Already in the seventies of the last century, were successfully introduced into shipbuilding, MgAl alloys, whose density was more than three times smaller than those of low-carbon steel [8]. Another example of materials, with unique properties are amorphous alloys [9]. They are, one of the newest groups of functional materials exhibiting a number of very interesting properties [10, 11]. Classic crystalline alloys with chemical compositions as amorphous materials exhibit significantly worse functional parameters [10, 11]. The question is, what is the reason for that? Amorphous materials have different structure than crystalline materials. So, different properties are expected, which are determined by the microstructure of the material. The arrangement of atoms in a volume of amorphous materials is chaotic, similar to liquids. In contrast, the atoms in the crystalline material, are arranged in relevant configurations, repetitive in a volume of material. In addition, the interaction between atoms of amorphous alloys, belongs to short-range type of interactions, while in the crystalline materials belong to long-range interactions. Changes in the atomic structure of metallic materials with the s[...]

Wpływ udziału żywicy epoksydowej epidian 100 na właściwości kompozytów magnetycznych z amorficznym wypełniaczem


  W przemyśle elektrotechnicznym od wielu lat poszukuje się materiałów energooszczędnych, tanich w wytworzeniu oraz przyjaznych dla środowiska. Szansą dla dalszego rozwoju przemysłu elektronicznego, elektrotechnicznego oraz energetyki są nowoczesne materiały wytwarzane ze stopów amorficzych i nanokrystalicznych. Materiały ferromagnetyczne o wymienionych strukturach cechują się wyjątkowo dobrymi parametrami magnetycznymi, które w znacznym stopniu zależą od składu chemicznego stopu [1÷3]. Można wyróżnić materiały magnetycznie twarde (magnesy) lub magnetycznie miękkie (rdzenie magnetyczne). Niestety wytworzenie objętościowego materiału amorficznego czy nanokrystalicznego mającego dobre miękkie właściwości magnetyczne jest zadaniem na obecne czasy niewykonalnym. Powszechnie tzw. transformatory amorficzne lub nanokrystaliczne są produkowane na bazie rdzeni magnetycznych wykonanych z cienkich taśm, których średnia grubość wynosi około 45 [...]

Metoda wytwarzania masywnych stopów amorficznych na bazie metali przejściowych grupy 3d o wysokiej mikrotwardości

Czytaj za darmo! »

Przez ostanie kilkanaście lat w liczących się jednostkach naukowych, jak również w laboratoriach największych koncernów przemysłowych, opracowano wiele metod umożliwiających otrzymywanie masywnych materiałów amorficznych oraz materiałów amorficznych w postaci cienkiej taśmy. Do najpopularniejszych technik wytwarzania materiałów amorficznych należy zaliczyć metody: jednokierunkowego zestalania ciekłego stopu na miedzianym wirującym walcu [1, 2], metodę zasysania oraz wtłaczania ciekłego stopu do miedzianej schładzanej formy [3÷5]. Pierwsza z metod polega na ultraszybkim zestaleniu ciekłego stopu wytryskiwanego z kwarcowej kapilary na miedziane, obracające się z dużą częstotliwością koło W przypadku drugiej i trzeciej metody zakrzepnięcie ciekłego stopu z pominięciem etapu krystalizacji odbywa się w sposób radialny, odpowiednio przez jego zassanie lub wtłoczenie do miedzianej schładzanej formy. Stosując metodę jednokierunkowego chłodzenia ciekłego stopu na wirującym kole, w której szybkość chłodzenia ciekłego stopu wynosi 104÷106 K/s, otrzymuje się jedynie cienkie taśmy o grubości kilkudziesięciu mikrometrów, zwane potocznie klasycznymi materiałami amorficznymi. Konieczność stosowania tak dużych szybkości chłodzenia znacznie ograniczało możliwości technologiczne produkowania masywnych materiałów amorficznych za pomocą innych metod. Przełom w otrzymywaniu BMG (Bulk Metallic Glasses) nastąpił w 1989 roku, kiedy A. Inoue z Uniwersytetu w Tohito zaproponował trzy empiryczne kryteria, których przestrzeganie umożliwiało regularne wytwarzanie BMG [6]. Z założeń tych wynikało, że do otrzymania BMG niezbędna jest wieloskładnikowa budowa stopu, w którym promienie atomowe głównych składników powinny się różnić o więcej niż 12% i dodatkowo charakteryzować się ujemnym ciepłem mieszania. Pierwsze masywne stopy amorficzne, w których głównym składnikiem było żelazo wytworzono w systemach Fe-(Nb, Mo)-(Al, Ga)-(P, C, B, Si, Ge) [7] w 1995 roku. [...]

Structure and magnetic properties of high coercivity, nanocrystalline alloy based on Nd-Fe-B compound with overstoichiometric Nd content

Czytaj za darmo! »

The powders for production of modern, hard magnetic materials obtained on the basis of intermetallic compounds, rare earths and transition metals are mainly produced by rapid cooling methods (the mechanical alloying and hydrogenation, disproportionation, desorption, recombination methods are also used) [1÷5]. One of the most popular method is the so-called melt-spinning, which allows to receive the alloy in the form of thin ribbons which are quenched in the next step of production process [6]. In this method, depending on the selection of manufacturing parameters such as pressure inside the vacuum chamber, the linear velocity of a copper wheel or push pressure of the liquid alloy from a quartz tube, allow to obtain the amorphous, partially crystallized or nanocrystalline material [7]. Manufactured nanocrystalline materials, while maintaining appropriate selection of production parameters does not require heat treatment in order to obtain good functional properties (in this case magnetic) [8], in contrast to partially crystallized or amorphous materials. Proper selection of annealing parameters such as temperature, time and cooling method allows to obtain the optimal microstructure, for which alloy will have the best magnetic properties [9]. Next to proper selection of manufacturing parameters, modifications in the alloy atomic composition allow to adjust functional properties of the alloy [10]. In the Figure 1 three types of structure found for the Re-Fe-B type alloys are presented, respectively, with excessive amount of rare earth in relation to the stoichiometric composition Re2Fe14B phase, with stoichiometric composition and with an excessive amount of iron. Oversteichiometric capacity of rare earth leads to the formation of structure, consisted of large nanograins (above 40 nm) isolated with a thin amorphous matrix (Fig. 1a). This allows to obtain the alloy with high resistance to external demagnetization fields, i.e. coer[...]

The influence of resin content on the mechanical and soft magnetic properties of composite prepared on the basis of the bulk amorphous materials


  Currently countless amounts of electrical and electronics equipment is produced annually, inside of which the latest generation transformer systems are located. In order to operate in portable devices, such as laptops or mobile phones is necessary to use components that during his work does not use large amounts of electricity. Therefore, the engineers working in the modern laboratories are looking for cheap, readily formable and energyefficient transformers. Such a product may be obtained by combining particles of amorphous material having good soft magnetic properties with various types of non-metallic tackifiers [1, 2]. Note, however, that too much of a non-magnetic tackifiers can affect the parameters deterioration of soft magnetic materials [3÷5]. The paper presents results of studies conducted for composites made of amorphous particles combined epoxy resin in an amount by weight of 2, 3 and 4%. EXPERIMENTAL PROCEDURE The material for study was prepared from plates of the Fe61Co10Y8Mo1B20 bulk amorphous alloy. The plates was crushed in a mortar and combined of the epoxy resin (Fig. 1a). The plates were crushed, and then fractionated using a sieve and platform shaker. The fraction used in the study is 100÷200 microns (Fig. 1b). The obtained particles are combined with the Epidian 100 resin in a hydraulic press at a pressure of 5 MPa for 30 s (Fig. 2). Then, the resulting composites were subjected to curing at 423 K for one hour. Thus prepared samples had the shape of rollers with a diameter of 5 mm and a height of about 3 mm. Structural measurements, for investigated materials, were performed using a BRUKER D8 ADVANCE X-ray diffractometer, that was equipped with copper radiation source. Measurements were carried out in the 2 angle range from 30 to 120 with measuring step of 0.5 and exposure time of 5 s. The structure of the samples was also examined by the use of a Zeiss Supra 25 microscope compa[...]

Magnetic properties of Fe60Co5Zr10Mo5B20 bulk amorphous and partially crystallized soft magnetic alloy

Czytaj za darmo! »

Currently the search for materials with interesting properties is the subject of considerable attention of electro-machine industry. The bulk amorphous and nanocrystalline materials (obtained on their base, across controlled thermal crystallization process) can be rate to such a group of alloys. Production of bulk amorphous alloys is complicated and requires following few principles during alloy composition. Such a principles were posted by Inoue et. al [1, 2]. Inoue showed that alloy composition should consist at least four types of atoms, base atoms radius should to vary by 12% and heat of mixing among basic components should have negative value. Multi-component alloy composition lead to complicated microstructure, where short range exchange interaction are energetically more valuable then long range one. Variation in radius of base atoms leads to large density, which results from higher compaction of atoms in liquid then in crystalline state. Furthermore, transition from liquid into crystalline state is connected with growth of volume of the sample during solidification process. Negative heat of mixing causes growth of energetic barrier between liquid and solid state during solidification process. Increase of smelted material viscosity lead to decrease of atom movement in alloy volume and block crystallization process. Some of the bulk amorphous alloys based on iron or cobalt display good soft magnetic properties [3, 4]. Improvement of these features can be achieved by nanocrystalization [5, 6]. Several methods like classical crystallization based on long-lasting (under crystallization temperature) heat treatment [7÷9] or unconventional based on impulse (over crystallization temperature) heat treatment [10] of a bulk amorphous alloys lead to nanocrystallization. These methods are expensive and time-consuming. Production of as cast bulk nanocrystalline alloy can be viable alternative. In this work the properties of Fe60Co5Zr1[...]

Porównanie struktur i parametrów prądowych wybranych taśm nadprzewodzących drugiego rodzaju

Czytaj za darmo! »

Nadprzewodnictwo to stan, w którym materiał przewodzi prąd elektryczny przy zerowej rezystancji. Prekursorem badań w tej dziedzinie był Heike Kamerlingh-Onnes, który po raz pierwszy otrzymał ciekły hel. Jednym z pierwszych pomiarów jakie przeprowadził było zbadanie zależności oporu elektrycznego metali od temperatury. Badając rtęć zauważył, iż zamiast łagodnego spadku oporu wraz z obniżaniem temperatury, w temperaturze ok. 4 K opór maleje gwałtownie do zera i poniżej tej temperatury rtęć nie wykazuje oporu elektrycznego [1]. Nadprzewodnictwo występuje dla niektórych pierwiastków, stopów, ceramik i materiałów organicznych [2]. Rekordową temperaturę krytyczną 254 K zanotowano dla nadprzewodnika (TlBa)Ba2Ca2Cu7O13+ [3]. Inną unikatową cechą nadprzewodników jest to, że poniżej temperatury krytycznej stają się doskonałymi diamagnetykami (Meissnera-Ochsenfelda) [4]. W nadprzewodnikach II rodzaju przy określonym polu magnetycznym Bc1 następuje wniknięcie pola magnetycznego do nadprzewodnika i występowanie stanu mieszanego. Przy polu Bc2 następuje zniszczenie stanu nadprzewodnictwa [5]. Najlepiej poznanymi z szerokiej gamy materiałów nadprzewodzących są YBa2Cu3O7 (YBCO) o temperaturze krytycznej TK około 90 K oraz Bi2Sr2CaCu2O9 (BSCCO) o TK około 110 K [3]. Wytwarza się z nich masowo między innymi taśmy, rurki, pierścienie o porównywalnych własnościach [1, 5÷8]. Na całym świecie prowadzi się zaawansowane badania nadprzewodnictwa. W technologii nadprzewodników przoduje Japonia, która jako pierwsza uruchomiła odcinek kolei magnetycznej wykorzystującej nadprzewodniki. Obecnie są oddane do użytku podobne odcinki kolei magnetycznych w Niemczech i Chinach [9÷11]. Najdłuższy odcinek kolei wykorzystującej nadprzewodniki TRANSRAPID został zbudowany w 2003 roku w Szanghaju - ma długość 30 km[...]

Badanie właściwości powłok stosowanych w taśmach nadprzewodzących

Czytaj za darmo! »

Materiały nadprzewodzące w postaci cienkich taśm ze względu na warunki w jakich pracują powinny charakteryzować się nie tylko dobrymi właściwościami prądowymi IC oraz magnetycznymi HC, ale również bardzo dobrą wytrzymałością mechaniczną i odpornością na korozję [1÷3]. Materiały tego typu mają budowę warstwową. Składają się z odpowiednio przygotowanego podłoża, warstw buforowych, materiału nadprzewodzącego oraz warstwy ochronnej. W zależności od stosowanego materiału nadprzewodzącego wykorzystuje się różnego rodzaju podłoża będące jednocześnie warstwami nośnymi. Często są to stopy na bazie Ni [4]. Głównym zadaniem takiego materiału bazowego jest przede wszystkim przenoszenie obciążeń całego materiału oraz wytworzenie odpowiednich warunków do nakładania kolejnych warstw. Najczęściej stosowanymi na skalę przemysłową technologiami wytwarzania materiałów nadprzewodzących są między innymi technologie PIT (Powder In Tube), RABiTS (Rolling-Assisted Biaxially Textured Substrate), IBAD (Ion Bean Assisted Deposited) i ISD (Inclined Substrate Deposition) [5÷8]. Aby uzyskać wymaganą przyczepność warstwy nadprzewodzącej oraz spójność całego materiału stosuje się warstwy buforowe (przejściowe) o budowie zbliżonej do budowy materiału nadprzewodzącego. Jako warstwy ochronne stosuje się najczęściej srebro. Mają one za zadanie ochronę przed wpływem otoczenia i uszkodzeniem warstwy nadprzewodzącej. Taśma nadprzewodząca powinna charakteryzować się dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi, [...]

Zastosowanie metody zasysania ciekłego metalu do wytwarzania częściowo skrystalizowanego stopu Ti-Zr-Be-Cr

Czytaj za darmo! »

W ostatnich latach wiele uznanych laboratoriów naukowych i przemysłowych intensywnie zajmowało się badaniami nad amorficznymi i częściowo skrystalizowanymi stopami na bazie Ti [1÷5]. Powodem zainteresowania ze strony nauki i przemysłu tą grupą stopów są ich bardzo dobre właściwości wytrzymałościowe, mała gęstość oraz niski koszt produkcji. Materiały na podstawie Ti posiadające w matrycy drobne ziarna krystaliczne wykazują również dużą mikrotwardość i odporność na korozję [6]. Większość materiałów amorficznych w temperaturze pokojowej jest krucha, co determinuje małą odporność na odkształcenia plastyczne [7]. W ostatnim dziesięcioleciu opracowano kilkanaście stopów bezpostaciowych i częściowo skrystalizowanych na bazie tytanu, wykazujących dobrą plastyczność przy ściskaniu w temperaturze pokojowej, co w znacznym stopniu przyczyniło się do zwiększenia możliwości ich aplikacji [8]. W pracy badano krystaliczne wlewki oraz częściowo skrystalizowane pręty stopu Ti40Zr25Be30Cr5, które wytworzono za pomocą urządzenia zaprojektowanego i zbudowanego na Wydziale Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej Politechniki Częstochowskiej (rys. 1) [9]. Za pomocą prezentowanego na rysunku 1 zestawu aparaturowego jest możliwe przetopienie składników stopu w strumieniu plazmy argonowej w atmosferze gazu ochronnego. Częściowo skrystalizowane pręty badanego stopu zestalano w chłodzonej formie miedzianej (rys. 2b). Natomiast wlewki krystaliczne schładzano na miedzianej płycie w atmosferze ochronnej argonu (rys. 2a). Wytworzone próbki do badań schładzano z różnymi prędkościami, co zgodnie z wynikami zamieszczonymi w pracy [10] powinno wpłynąć na ich m[...]

 Strona 1  Następna strona »