WPŁYW ZAWARTOŚCI GRAFITU NA WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁU STYKOWEGO AgWC WYTWORZONEGO METODĄ METALURGII PROSZKOWEJ DOI:10.15199/67.2015.2.4
W ramach badań ustalono wpływ zawartości grafitu na parametry wytwarzania kompozytowego materiału stykowego
o składzie AgWC. Do wytwarzania nakładek stykowych z tego materiału zastosowano metodę metalurgii proszków obejmującą
wytworzenie mieszanki proszkowej, prasowanie, spiekanie i doprasowywanie ciśnieniem 800 MPa. Technologia ta
pozwala na otrzymanie nakładek stykowych o różnym kształcie i wielkości bez konieczności stosowania obróbki skrawaniem.
W kolejnych operacjach procesu technologicznego poprzez optymalizację parametrów konsolidacji osiągnięto materiał
o wysokiej gęstości i wysokich własnościach użytkowych (elektrycznych).
Słowa kluczowe: materiał stykowy, materiał kompozytowy, mechaniczna synteza, erozja
THE INFLUENCE OF GRAPHITE CONTENT ON THE PROPERTIES
OF AgWC CONTACT MATERIAL MANUFACTURED
BY THE METHOD OF POWDER METALLURGY
As a result of the studies the influence of graphite content on the parameters of composite contact material of the AgWC
composition was determined. Fabrication of contact tips from this material was carried out by powder metallurgy method
including preparation of the powder mixture, pressing, sintering and repressing under 800 MPa pressure. This technology
enables production of contact tips of various shapes and sizes without application of machining. The further operations
of this technological process, i.e. optimization of consolidation parameters, enabled fabrication of material characterized
by high density and functional (electrical) properties.
Keywords: electrical contact material, composites, mechanical alloying, erosion
Wstęp
Podstawowym wymaganiem stawianym przed materiałem
stykowym, przeznaczonym na styki łączeniowe w aparatach
elektrycznych niskonapięciowych, jest duża odporność
na erozję i sczepianie oraz mała rezystancja zestykowa.
W praktyce, aby sprostać wymaganiom konstruktorów
łączników elektrycznych stosuje się materiały kompozytowe,
bardzo często na osnowie srebra, pozwalające na[...]
WYTWARZANIE MATERIAŁÓW TERMOELEKTRYCZNYCH NA OSNOWIE ZWIĄZKU Bi2Te3 TECHNIKĄ SPIEKANIA PLAZMOWEGO
Analizowano możliwość otrzymywania związków międzymetalicznych Bi2Te3, Bi0,4Sb1,6Te3 i Bi2Te2,95Se0,05 za pomocą metody
łączącej mechaniczną syntezę i iskrowe spiekanie plazmowe. Stwierdzono, że już samo mechaniczne stopowanie umożliwia
otrzymanie związków Bi2Te3 i Bi2Te2,95Se0,05 w czystej postaci. W stopie o składzie Bi0,4Sb1,6Te3 dopiero spiekanie plazmowe
powoduje pełne przereagowanie stopowanych metali. Konsolidacja otrzymanych proszków, metodą spiekania plazmowego
w określonych warunkach, umożliwia zachowanie ich struktury nanokrystalicznej, uzyskanej podczas mechanicznego stopowania.
Słowa kluczowe: materiały termoelektryczne, związek Bi2Te3, stopowanie mechaniczne, spiekanie plazmowe, analiza rentgenowska
Dr Adriana Wrona, dr Mariusz Staszewski, dr inż. Jacek Mazur, dr Małgorzata Kamińska, mgr inż. Marcin Lis, mgr inż. Małgorzata Osadnik,
mgr Katarzyna Bilewska — Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice.
765
MANUFACTURING OF THERMOELECTRIC MATERIALS
BASED ON Bi2Te3 COMPOUND BY SPARK PLASMA SINTERING METHOD
A possibility of synthesis of Bi2Te3, Bi0.4Sb1.6Te3 and Bi2Te2.95Se0.05 intermetallic compounds through a method that combines
mechanical alloying with spark plasma sintering was analyzed. It has been found that mechanical alloying already enables
obtaining pure Bi2Te3 and Bi2Te2.95Se0.05 compounds. However, for Bi0.4Sb1.6Te3 alloy spark plasma sintering is necessary to
complete reaction between mechanically alloyed metals. Additionally consolidation of mechanically alloyed powders under
specific conditions using spark plasma sintering preserves their nanocrystalline structure obtained during mechanical alloying.
Keywords: thermoelectric materials, Bi2Te3 compound, mechanical alloying, spark plasma sintering, X‐ray analysis
Wstęp
Związek międzymetaliczny Bi2Te3 oraz związki należące
do układów pseudopodwójnych Bi2Te3‐Sb2Te3 i Bi2Te3‐Bi2Se3
odznaczają się dobrymi własnościami termoelektrycznymi,
szczególni[...]
NOWE POLE ZASTOSOWAŃ RENU JAKO SKŁADNIKA KOMPOZYTÓW CERMETALICZNYCH
Kompozyt proszkowy Mo-Re o zawartości masowej 15 i 44 % Re wytworzono w oparciu o techniki metalurgii proszków. Zastosowano
dwie metody wytwarzania. Pierwsza metoda obejmowała próby wprowadzenia renu do proszku molibdenu na
drodze redukcji nadrenianu amonu (współredukcja). W drugiej metodzie do wytworzenia mieszanek zostały użyte czyste
pierwiastki — ren i molibden, które wytworzono metodą mielenia w wysokoenergetycznym młynku planetarnym Pulversitte 7.
Następnie materiał poddany został wygrzewaniu w temperaturze 1150 °C przez 24 godz. Przeprowadzono szczegółowe badania
struktury metodą rentgenowskiej analizy strukturalnej oraz mikroanalizy rentgenowskiej. Otrzymano materiał wielofazowy,
przy czym dominującą jego fazę stanowił roztwór stały na bazie molibdenu. Zaobserwowano istotny wpływ pierwszej
operacji technologicznej (współredukcja lub mielenie) na końcowy skład fazowy kompozytu.
Słowa kluczowe: stop Mo-Re, redukcja, mechaniczna synteza, analiza fazowa
NEW FIELD OF RHENIUM APPLICATION
AS A CERAMETALLIC COMPOSITE COMPONENT
Powder composites of Mo-Re with 15 i 44 % weight content of Re were prepared using powder metallurgy methods. Two
various techniques were employed. In one of them rhenium was introduced to molybdenum powder in the process of ammonium
perrhenate reduction (co-reduction). In the other method pure rhenium and molybdenum powders were milled
together in high-energy planetary mill Pulversitte 7. Subsequently after both processes the materials were annealed at
1150 °C for 24 hours. Structural investigation was carried out with X-ray diffraction and X-ray microanalysis. A multiphase
material was obtained where the dominant phase was a molybdenum-based solid solution. It has been found that the first
technological operation (co-reduction or milling) has a significant influence on the final composition of composite.
Keywords: Mo-Re alloys, reduction, mechanical alloying, X-ray analysis
Wstęp
W ostatnich latach wzrasta[...]
MATERIAŁY PIEZOELEKTRYCZNE WYTWARZANE W INSTYTUCIE METALI NIEŻELAZNYCH W GLIWICACH DOI:10.15199/67.2015.3.5
Opracowano procedury wytwarzania materiałów piezoelektrycznych przeznaczone do zastosowania w Instytucie Metali
Nieżelaznych w Gliwicach opierając się na posiadanej bazie sprzętowej. Otrzymane materiały to seria spieków na osnowie
perowskitu Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), które po naniesieniu elektrod i spolaryzowaniu przetestowano w charakterze transformatorów
w elektronicznym układzie pomiarowym. Stwierdzono, że materiały wykonane według proponowanych procedur cechują
się zarówno właściwymi parametrami strukturalnymi i fizycznymi, jak też dobrymi właściwościami użytkowymi,
w tym wysoką sprawnością. Mogą one zatem służyć do wytwarzania urządzeń elektronicznych, takich jak transformatory,
przetwornice elektryczne, rezonatory itp.
Słowa kluczowe: ceramiki piezoelektryczne; spiekanie; dyfrakcja rentgenowska; mikroanaliza rentgenowska; właściwości
elektryczne; właściwości dielektryczne
PIEZOELECTRIC MATERIALS MANUFACTURED
IN INSTITUTE OF NON-FERROUS METALS IN GLIWICE
Procedures for manufacturing of piezoelectric materials, applicable in the Institute of Non-ferrous Metals in Gliwice with
the use of installed equipment, are elaborated. Manufactured materials are the series of sinters based on Pb(Zr,Ti)O3 perovskite
(PZT), which after application of electrodes and after polarization are tested as transformers in the electronic
measuring system. It has been found that the materials made according to the proposed procedures, have the appropriate
structural and physical parameters as well as good utility properties, including their high efficiency. Therefore, they may be
used for production of electronic devices such as transformers, electric converters, resonators etc.
Keywords: piezoelectric ceramics; sintering; X-ray diffraction; X-ray microanalysis; electrical properties; dielectric properties
Rozwój zastosowań materiałów piezoelektrycznych
Zjawisko piezoelektryczności odkryli w 1880 r. Pierre i Jacques
Curie. Badając właściwości kryształów, m.in. kwar[...]
Odporność na utlenianie warstw krzemkowych na molibdenie i stopie TZM DOI:10.15199/40.2016.2.3
W artykule przedstawiono wyniki badań charakteryzujące odporność na utlenianie krzemowanego metodą proszkową czystego
molibdenu oraz stopu TZM, zawierającego dodatkowo tytan, cyrkon oraz węgiel. Badania odporności na utlenianie przeprowadzono
w powietrzu w temperaturze 1200°C w warunkach quasi izotermicznych. Próbki do badań pobierano po 25, 50 i 100
godzinach testu. Wykazano, że o trwałości powłoki krzemkowej na molibdenie i jego stopach decyduje jej jakość, a szczególnie
obecność pęknięć i ich zdolność do samozaleczania. W powłokach typu MoSi2 obecność pęknięć penetrujących do materiału
podłoża gwałtownie przyspiesza proces niszczenia stopu podłoża, a efekt samozaleczania nie jest obserwowany. W obszarach
powłoki wolnych od pęknięć jej trwałość w warunkach utleniania była bardzo dobra.
Słowa kluczowe: warstwy krzemkowe, molibden, TZM, odporność na utlenianie.
Oxidation resistance of silicide coatings on Mo and TZM alloy
Results of investigations characterizing oxidation resistance of pure Mo and TZM alloy (with addition of Ti and Zr) after siliconizing
process in activated pack were showed in this article. The oxidation test was made in laboratory air at temperature
1200°C in quasi isothermal conditions. The specimens to microstructural investigations were taken after 25, 50 and 100 hours of
exposure. The durability of silicide’s coatings on Mo and TZM alloy is related strongly to their quality and especially to: presents
of microracks as well as ability to self-healing process. In the case of MoSi2 type of coatings the presents of deeply penetrating
microcracks suddenly increased the failure process of substrate materials, and the self-healing effect was not observed. In the
areas of coatings free from discontinuities the durability of silicide layer was very good in oxidation test condition.
Keywords: silicide coatings, molybdenum, TZM alloy, oxidation resistance
1. Wprowadzenie
Podstawową przyczyną ograniczającą zastosowanie mo[...]
Charakterystyka powłok krzemkowych na molibdenie i stopie TZM
W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące charakterystyki powłok dyfuzyjnych otrzymanych w wyniku procesu dyfuzyjnego
nasycania krzemem w proszkach aktywowanych blach molibdenowych i ze stopu TZM. Scharakteryzowano morfologię
powierzchni zewnętrznej uzyskanych powłok oraz ich skład fazowy i chemiczny. Określono również grubość i budowę wewnętrzną
warstw krzemkowych. Stwierdzono, że grubość warstw krzemkowych ok. 40 μm w po 18 godzinach procesu krzemowania.
W przypadku stopu TZM jest ona minimalnie mniejsza niż dla czystego Mo. Skład fazowy warstw we wszystkich przypadkach
to krzemek typu MoSi2.
Słowa kluczowe: warstwy krzemkowe, molibden, TZM, mikrostruktura
Characterization of silicide coatings on Mo and TZM alloy
The article presents the results of the examination related to characterization of diffusion coatings obtained in pack cementation
process on Mo and TZN alloy sheet. Top surface of coatings, their chemical compositions were characterized. The thickness of
coatings and their internal structure was evaluated as well. It was revealed that the thickness of silicide coatings was ca. 40 μm,
after 18 hours of exposure during diffusion process of siliconizing. In the case of TZM alloy the thickness is little lower than in
pure Mo.
Keywords: silicide coatings, molybdenum, TZM alloy, microstructure
1. Wprowadzenie
Molibden i jego stopy, w tym na przykład stop TZM (Mo-0.5Ti-0.1Zr
-0.02C) stosowane są jako materiały do zastosowań wysokotemperaturowych.
Wynika to z ich niezwykle korzystnych właściwości użytkowych
w wysokiej temperaturze. Do grupy tych właściwości zaliczyć
można przede wszystkim wysoką temperaturę topnienia, wysoką wytrzymałość
na pełzanie w podwyższonej temperaturze oraz odporność
na korozję w środowisku ciekłych metali i ich stopów [1]. Główną słabością
molibdenu i jego stopów, jest jego niska odporność na utlenianie
w wysokiej temperaturze. Brak odporności na utlenianie spowodowany
jest tworzeniem si[...]
SFERYCZNE PROSZKI ZE STOPÓW RENU Z KOBALTEM I NIKLEM
W nowoczesnych dziedzinach techniki duże znaczenie mają metale wysokotopliwe, w tym ren i jego stopy. Obecnie ren najczęściej
wykorzystywany jest do produkcji nadstopów na bazie niklu, które charakteryzuje duża wytrzymałość mechaniczna,
odporność na korozję i pełzanie w wysokich temperaturach. Ponadto powłoki z renu i jego stopów wykazują znaczną
odporność chemiczną. W przypadku wytwarzania powłok technikami natrysku z proszków istotne znacznie ma morfologia
proszku. Proszki sferyczne w porównaniu do proszków o nieregularnym kształcie ziaren charakteryzują się większą gęstością
względną, lepszą sypkością i większą czystością chemiczną. Sferyczne proszki renu z dodatkiem niklu i kobaltu wytworzono
techniką rozpylania plazmowego. Materiałem wyjściowym były stopowe proszki na bazie renu otrzymane na drodze
redukcji renianu(VII) kobaltu(II) i renianu(VII) niklu(II). Obydwa reniany(VII) otrzymywano, poprzez sorpcję niklu/kobaltu
Dr Adriana Wrona, dr inż. Katarzyna Leszczyńska-Sejda, mgr inż. Marcin Lis, dr inż. Grzegorz Benke, mgr inż. Marian Czepelak,
mgr inż. Krystyna Anyszkiewicz, dr Jacek Mazur, mgr Katarzyna Bilewska, dr inż. Andrzej Chmielarz, prof. IMN, dr inż. Mieczysław
Woch, prof. IMN, dr Mariusz Staszewski, mgr inż. Małgorzata Osadnik, mgr inż. Łucja Orłowska-Buzek - Instytut Metali Nieżelaznych,
Gliwice, mgr inż. Kamil Kozub, mgr inż. Paweł Gambal, mgr inż. Wojciech Satora —-e-mail: adrianaw@imn.gliwice.pl
Rudy Metale R58 2013 nr 12
s. 828÷834
829
z kwaśnych roztworów siarczanowych lub azotanowych i kolejno elucję zasorbowanych metali (Ni lub Co) wodnym roztworem
kwasu renowego(VII), uzyskiwanym również przy użyciu metody jonowymiennej. Powstałe w wyniku elucji roztwory
zawierające ren i nikiel/kobalt kierowano do zatężania. W wyniku zatężania powstały osady renianu(VII) niklu(II) lub kobaltu(
II). Po ich wysuszeniu otrzymywano bezwodne reniany(VII) wybranych metali zawierające w przypadku renianu(V[...]