Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

SPIEKANIE Prof. dr hab. M.Szafran. Mechanizmy przenoszenia masy w toku spiekania swobodnego i pod ciśnieniem w układzie jednofazowym 1 – Dyfuzja powierzchniowa.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "SPIEKANIE Prof. dr hab. M.Szafran. Mechanizmy przenoszenia masy w toku spiekania swobodnego i pod ciśnieniem w układzie jednofazowym 1 – Dyfuzja powierzchniowa."— Zapis prezentacji:

1 SPIEKANIE Prof. dr hab. M.Szafran

2

3 Mechanizmy przenoszenia masy w toku spiekania swobodnego i pod ciśnieniem w układzie jednofazowym 1 – Dyfuzja powierzchniowa 2 – Dyfuzja objętościowa 3 – Dyfuzja po granicach ziaren 4 – Dyfuzyjne pełzanie lepkościowe 5 – Wzajemny poślizg po granicach ziaren 6 – Odkształcenie plastyczne 7 – Przenoszenie masy poprzez fazę gazową

4 Krzywe rozkładu ziarnowego proszku i spieku w procesie rekrystalizacji jednorodnej krzywa rozkładu spieku krzywa rozkładu proszku mm

5 Schematyczne przedstawienie przekroju polikrystalicznej próbki Stopień krzywizny granic międzyziarnowych zmienia się wraz ze zwiększeniem liczby boków od wartości mniejszej od 6 do wartości większej od 6 Promień krzywizny jest tym mniejszy, czym bardziej ilość boków różni się od 6 strzałkami zaznaczono kierunki, w których powinny migować granice między ziarnowe

6 Struktura ziarnowa ceramika tradycyjna ceramika zaawansowana Szkło bogate w kwarc Duże igły mullitu wykrystalizowane ze szkła skaleniowego Drobne kryształy mullitu w osnowie szklistej roztworu z cząstek minerału ilastego Pęknięcia wokół ziaren kwarcu powstałe podczas chłodzenia Częściowo rozpuszczone ziarno kwarcu otoczone szkłem bogatym w kwarc

7 Ceramiczne tworzywo porowate z SiO 2 SEM (spoiwo topiące się podczas procesu spiekania 900 o C/3h) Ziarna piasku kwarcowego

8 Ceramiczne tworzywo porowate z elektrokorundu 1300 o C/3h Ziarna elektrokorundu

9 Schemat układu do spiekania pod naciskiem mechanicznym jednoosiowym Podstawowym elementem jest matryca wykonana z materiału ogniotrwałego. Proszek (1) zasypuje się w matrycy (3), zaprasowuje za pomocą stempli (2) i spieka w piecu (4 – piec, 5 – osłona, 6 – chlodzenie wodne) stosując odpowiedni przebieg temperatury, ciśnienia i skład atmosfery.

10 Materiały stosowane na matryce do jednoosiowego spiekania pod ciśnieniem

11 Przykłady spiekania pod ciśnieniem proszków

12 Zalety i wady spiekania pod ciśnieniem

13 Schemat układu do spiekania HIP (hot isostatic pressing) komora ciśnieniowa izolacja ogrzewanie wyrób Ar/N 2

14

15

16 Gęstość d (gęstość piknometryczna, gęstość teoretyczna, gęstość rentgenowska) (true specific gravity, powder specific gravity, absolute specific gravity, specific gravity) [g/cm 3 ] m -masa próbki [g], V -objętość próbki bez porów [cm 3 ] Gęstość piknometryczna d [g/cm 3 ] m 1 -masa piknometru z cieczą [g], m 2 -masa piknometru z cieczą i próbką [g], D – gęstość cieczy (najczęściej woda) [g/cm 3] Gęstość teoretyczną –można obliczyć metodą addytywną znając gęstość poszczególnych składników tworzywa (faz) i ich udziały wagowe Gęstość rentgenowską – można obliczyć dla jednorodnych faz krystalicznych znając ich objętość komórki elementarnej i masę znajdujących się w niej atomów Gęstość pozorna d v [g/cm 3 ] Nasiąkliwość wodna N [%] m s -masa próbki suchej [g], m w -masa próbki nasączonej wodą [g], Porowatość otwarta P o [%]Porowatość zamknięta P z [%]Porowatość całkowita P c [%] ZWARTOŚĆ

17 Gęstości pozorne tworzyw ceramicznych d v [g/cm 3 ] porowate cegły i dachówki1,8 ceramika budowlana1,9 kamionka1,8 2,2 porcelana twarda2,3 2,2 ceramika mullitowa2,8 porcelana cyrkonowa3,4 3,8 ceramika korundowa 99%3,65 3,9 ceramika berylowa BeO2,8 2,9 tlenek chromu4,2 4,4 ceramika MgO (HP)>3,5 ThO 2 9,2 9,6 ZrO 2 (Y 2 O 3 )5,0 5,8 Si 3 N 4 (HP)3,1 3,2 SiC (HP)3,0 3,2 BC2,32 2,5 grafit1,6 1,9 Si2,3 WC15,8 glin2,7 żelazo7,87 miedź8,9 srebro10,4 ołów11,87

18 Wytrzymałość mechaniczna –zdolność materiałów do wytrzymywania obciążeń bez zniszczenia. Wytrzymałość na ściskanie sc [MPa] P – siła niszcząca próbkę [N], S – powierzchnia próbki (S= 2 /4) poddanej obciążeniu [m 2 ] h P Wytrzymałość na zginanie zg [MPa] P – siła powodująca zerwanie próbki [N], l – odległość między podporami [m] b – szerokość próbki [m] h – wysokość próbki [m] h P b l

19 Wytrzymałość na rozrywanie roz [MPa] P – siła niszcząca próbkę [N], S – powierzchnia próbki (S= 2 /4) poddanej obciążeniu [m 2 ] P P Test brazylijski P P – siła niszcząca próbkę [N], D – średnica próbki [m], h – wysokość próbki [m]

20 Friedrich Mohs ( ). największy diament 101 karatów (4 mln euro)

21 talkgipskalcytfluorytapatytortoklazkwarctopazkorunddiament skala Mohsa TWARDOŚĆ skala twardości Mohsa rzeczywista skala twardości talk apatyt gips kalcyt fluoryt ortoklaz kwarc topaz korund diament

22 talk gips kalcyt Mg 3 (OH) 2 Si 4 O 10 CaSO 4 x 2H 2 O CaCO 3

23 fluoryt apatyt ortoklaz CaF 2 Ca 5 X(PO 4 ) 3 gdzie X = F, Cl, OH K[AlSi 3 O 8 ]

24 kwarc topaz korund SiO 2 Al 2 SiO 4 (OH, F) 2 Al 2 O 3

25 diament - C Radiant Cut Diamond Round Cut Diamond Oval Cut Diamond Marquise Cut Diamond Straight Baguette Cut Diamond

26 Twardość Vickersa

27 Ścieralność Tarcza Boehmego Ścieralność jest to odporność na ścieranie, określana zmniejszeniem masy, objętości, wysokości lub grubości pod wpływem czynników ścierających. Miarą ścieralności jest ubytek wysokości badanej próbki lub masy w wyniku ścierania na specjalnych aparatach np. tarcza Boehmego.

28 Ogniotrwałość zwykłaOgniotrwałość pod obciążeniem

29 metal ceramika monolityczna katastroficzne zniszczenie odkształcenie obciążenie

30 metale rozkład Gaussa ceramika rozkład Weibulla prawdopodobieństwo

31

32 ln Rozkład Weibulla 3- i 2-parametrowy wytrzymałości na zginanie Ceramika korundowa Linearyzacja

33 Prawdopodobieństwo kruchego zniszczenia P f przy wytrzymałości na rozciąganie dla różnych wartości modułu Weibulla m Wartości modułu Weibulla m dla wybranych materiałów Rodzaj materiałuWartość m aluminium20 stal30 porcelana elektrotechniczna 5 10 ceramika korundowa: 99 % Al 2 O 3 97 % Al 2 O 3 9o % Al 2 O steatyt 8 9

34 Klasyfikacja materiałów wg odporności na kruche pękanie

35 Sposoby wzmacniania tworzyw ceramicznych a b c d e a – rozproszenie twardych cząstek w osnowie b – wywołanie dużej ilości mikropęknięć c – spowodowanie przemiany fazowej w obszarze wierzchołka mikropęknięcia d – mostkowanie mikropęknięć przez ciągliwe ziarna drugiej fazy e – mechanizm wyciągania wydłuzonych ziaren

36 Krzywa dylatometryczna dla tlenku cyrkonu Mechanizm wzrostu odporności na pękanie osnowy ceramicznej zawierającej jednoskośny ZrO 2 a) T>T 1, b) i c) T


Pobierz ppt "SPIEKANIE Prof. dr hab. M.Szafran. Mechanizmy przenoszenia masy w toku spiekania swobodnego i pod ciśnieniem w układzie jednofazowym 1 – Dyfuzja powierzchniowa."

Podobne prezentacje


Reklamy Google