Wyniki 1-2 spośród 2 dla zapytania: authorDesc:"MAGDALENA GIZOWSKA"

Właściwości mechaniczne azotku krzemu (Si3N4) spiekanego w warunkach ciśnienia izostatycznego oraz spiekanego swobodnie-analiza porównawcza

Czytaj za darmo! »

Azotek krzemu (Si3N4) jest cennym materiałem konstrukcyjnym i znajduje liczne zastosowania we współczesnej technice z uwagi na swoje wyjątkowe właściwości. Niska gęstość (3,21 g/cm3) sprawia, że jest to materiał lekki, a jednocześnie jego mikrostruktura zapewnia mu wysoką odporność na kruche pękanie (KIC = 7) oraz szok termiczny (570 K) [1]. Wyroby azotkowe otrzymywane z odmiany alfa (α-Si3N4) mają mikrostrukturę bogatą w wydłużone ziarna, stanowiące niejako rodzimą fazę zbrojącą. Choć w atmosferze utleniającej temperatura pracy tego materiału nie powinna przekraczać 1300°C, to w atmosferze obojętnej materiał ten może z powodzeniem pracować do temperatury 1600°C. Wart podkreślenia wydaje się fakt, iż azotek krzemu ma jeden z najniższych współczynników rozszerzalności cieplnej w porównaniu z innymi ceramicznymi materiałami konstrukcyjnymi (α[Si3N4] = 310-6 K-1, natomiast: tlenek glinu - α[Al2O3] = 810-6 K-1, tlenek cyrkonu - α[ZrO2] = 1010-6 K-1), co zapewnia wysoką odporność na szoki termiczne [2]. Ponadto, materiał wykazuje dużą odporność na zużycie w wyniku tarcia. Z powodzeniem stosowany jest jako element: narzędzi skrawających, łożysk, zaworów i gniazd silnikowych, szpulek i prowadnic, dysz, układów do formowania rur i drutów metalowych, pomp i nurników, uszczelnień wałów oraz zwierciadeł teleskopów w satelitach badawczych. W praktyce przemysłowej wyroby z azotku krzemu spiekane są zarówno z użyciem ciśnienia ("Hot Pressing", "Hot Isostatic Pressing" - HIP), jak również bez użycia ciśnienia (spiekanie swobodne). W artykule przedstawiono analizę porównawczą wyników badań wyrobów z azotku krzemu spiekanych swobodnie oraz spiekanych w warunkach ciśnienia izostatycznego (HIP). Technika spiekania w warunkach ciśnienia izostatycznego polega na umieszczeniu spiekanego detalu w specjalnym zbiorniku ciśnieniowym, a następnie poddaniu go jednocześnie działaniu temperatury (za pomocą wewnęt[...]

Tygle wysokotemperaturowe stosowane w procesie otrzymywania przezroczystych materiałów ceramicznych

Czytaj za darmo! »

W Zakładzie Nanotechnologii Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych opracowano technologię wytwarzania przezroczystych, w zakresie widzialnym i podczerwieni, materiałów ceramicznych ze spinelu magnezowo-glinowego (MgAl2O4) i granatu itrowo-glinowego (Y3Al5O12 - YAG). Podczas wytwarzania przezroczystych materiałów ceramicznych obowiązują dużo ostrzejsze reżimy niż w technologii wzrostu kryształów. Dotyczy to zwłaszcza procesu spiekania. W przypadku spiekania materiałów ceramicznych nie istnieją mechanizmy fi zyczne samooczyszczania się materiału, obecne np. w procesie wzrostu kryształu z fazy ciekłej, spowodowane różnicą równowagowej rozpuszczalności zanieczyszczeń w fazie stałej i ciekłej. Ceramika polikrystaliczna, nawet jeśli jest spiekana z udziałem fazy ciekłej, zatrzymuje zanieczyszczenia, w tym ostatnim przypadku na granicach ziaren lub w punktach potrójnych.Opracowana w Zakładzie Nanotechnologii technologia wytwarzania przezroczystych materiałów ceramicznych wymaga prowadzenia dwuetapowego procesu spiekania. Zaleca się wstępne spiekanie w powietrzu w piecach z elementami grzejnymi z superkanthalu. Wstępnie spieczone elementy są poddawane procesowi spiekania w warunkach wysokiego ciśnienia (HIP - z ang. Hot Isostatic Pressing). Podczas wykonywania wstępnych prac, których celem było opracowanie warunków prowadzenia procesów spiekania, uzyskiwano w tych samych warunkach różny efekt przezroczystości dla fi nalnych kształtek. Efekt ten ilustruje fot. 1, na której przedstawiono kształtki z granatu itrowo-glinowego domieszkowanego neodymem (Nd0,03Y0,97Al5O12). Kształtki b, c, d po spiekaniu swobodnym nie różniły się wyglądem od kształtki a. Analiza EDS ujawniła obecność krzemu na obszarach zanieczyszczonych (nieprzezroczystych), podczas gdy obszary przezroczyste nie zawierały tego pierwiastka. Badania te jednoznacznie wskazały jako źródło zanieczyszczeń stosowany w pierwszym etapie spiekania piec elektryczny. Zanieczyszczen[...]

 Strona 1