PL240100B1 - Kompozyt na osnowie tlenku glinu oraz sposób wytwarzania kompozytu na osnowie tlenku glinu - Google Patents

Kompozyt na osnowie tlenku glinu oraz sposób wytwarzania kompozytu na osnowie tlenku glinu Download PDF

Info

Publication number
PL240100B1
PL240100B1 PL424890A PL42489018A PL240100B1 PL 240100 B1 PL240100 B1 PL 240100B1 PL 424890 A PL424890 A PL 424890A PL 42489018 A PL42489018 A PL 42489018A PL 240100 B1 PL240100 B1 PL 240100B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
montmorillonite
minutes
water
weight
carried out
Prior art date
Application number
PL424890A
Other languages
English (en)
Other versions
PL424890A1 (pl
Inventor
Tomasz Cygan
Andrzej OLSZYNA
Andrzej Olszyna
Jarosław WOŹNIAK
Jarosław Woźniak
Mateusz Petrus
Marek Kostecki
Original Assignee
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Warszawska filed Critical Politechnika Warszawska
Priority to PL424890A priority Critical patent/PL240100B1/pl
Publication of PL424890A1 publication Critical patent/PL424890A1/pl
Publication of PL240100B1 publication Critical patent/PL240100B1/pl

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest kompozyt na osnowie tlenku glinu modyfikowany montmorylonitem w ilości od 0.1% wagowych do 30% wagowych. Zgłoszenie obejmuje też sposób wytwarzania modyfikowanego kompozytu na osnowie tlenku glinu, który polega na tym, że do pojemnika młynka wprowadza się proszek tlenku glinu oraz montmorylonitu gdzie udział masowy montmorylonitu zawiera się od 0.1% wagowych do 30% wagowych, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 10 do 60 minut w 30 do 500 ml wody i/lub alkoholu izopropylowego na 1 gram montmorylonitu, całość poddaje się procesowi mieszania w wodzie i/lub alkoholu izopropylowym przez czas od 4 do 12 godzin a następnie mieszaninę suszy się w temperaturze 30°C do 100°C oraz przesiewa przez sito o wielkości oczek 0.1 - 0.5 µm, po czym prowadzi się proces konsolidacji przy użyciu technologii spiekania SPS w próżni w następujących parametrach: temperatura spiekania od 1100°C do 1500°C, prędkość grzania i chłodzenia z zakresu 1 - 300°C/min, czas wygrzewania od 1 do 30 minut, ciśnienie z zakresu 10 – 50 MPa.

Description

PL 240 100 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozyt na osnowie tlenku glinu oraz sposób wytwarzania kompozytu na osnowie tlenku glinu posiadającego unikatowe właściwości tribologiczne. Kompozyt może być używany jako element konstrukcyjny o podwyższonej odporności na ścieranie lub może on tworzyć powłokę w innych materiałach zabezpieczając je przed zużyciem ściernym.
Posiadane właściwości, takie jak niska gęstość nasypowa, wysoka twardość i wytrzymałość na ściskanie, odporność na korozję w szerokim zakresie temperatur, odporność na ścieranie oraz niski współczynnik rozszerzalności cieplnej [1-3], sprawiają, że zaawansowana ceramika jest odpowiednia do zastosowań w aplikacjach tribologicznych. Wśród najczęściej stosowanych kompozytów ceramicznych wykorzystywanych w procesach tribologicznych są te na osnowie Si 3N4 [4], ZrO2 [5], SiC [6] oraz AI2O3 [7].
W ostatnich latach to właśnie ceramika na osnowie tlenku glinu rozwinęła się najbardziej jako elementy składowe łożysk ślizgowych, tulei cylindrów, gniazd zaworów, pierścieni tłokowych w silnikach samochodowych, ostrzy oraz frezów skrawających, uszczelnień m echanicznych czy hamulców lotniczych [8-10]. Zawdzięcza to unikatowemu połączeniu właściwości fizycznych typowych dla zaawansowanych ceramik, z wysoką trwałością przy zachowaniu dużej precyzji obróbki, żywotnością części oraz możliwością stosowania w aplikacjach do temperatury 1700°C. Niezmiennie istotnymi są również niska cena oraz dostępność wynikająca z występowania tlenku glinu naturalnie w dużych ilościach w skorupie ziemskiej w boksycie, ilastej skale osadowej. Cechy te spowodowały iż ceramika na osnowie tlenku glinu jest najczęściej wykorzystywaną zaawansowaną ceramiką na świecie [11].
Niestety tak samo jak i inne materiały (na osnowie polimerowej czy metalicznej), tak również kompozyty ceramiczne ulegają zużyciu ściernemu, które jest problemem o duży m znaczeniu przemysłowym, gdyż powoduje konieczność częstej wymiany elementów. Skutkuje to znaczącym wzrostem kosztów i czasu produkcji oraz utrzymania sprzętu. Dlatego tak istotnym jest odpowiedni dobór materiałów odpornych na ścieranie, co istotnie wydłuża żywotność elementu, tym samym zwiększając użyteczność urządzenia oraz obniżając koszty pracy. Samo zużycie ścierne jest procesem degradacji materii podczas eksploatacji i następuje na skutek stopniowej utraty materiału z powierzchni styku lub ruchu ciał względem siebie. Mechanizmy zachodzące podczas zużycia materiałów zależą od systemu tribologicznego, który obejmuje trącą powierzchnię, środek trący oraz środowisko w którym części się znajdują [12]. Dla większości mechanizmów, za najbardziej istotne właściwości podczas prac tribologicznych wymienia się twardość oraz odporność na kruche pękanie. Dlatego też na odporność na ścieranie wpływają właściwości powierzchni ściernej oraz ścierniwa a także charakter interakcji pomiędzy nimi [13].
Większość publikacji prezentuje wyniki na temat wpływu wielkości ziarna na mikrostrukturę wytwarzanych kompozytów, a tym samym na charakter zużycia [14]. Mały rozmiar ziarna oraz wąski zakres rozkładu wielkości ziarna, wpływają znacząco na zwiększenie odporności na zużycie ś cierne [15]. Trzeba jednak pamiętać iż równie istotnymi czynnikami wpływającymi na tribologię materiałów, jest rodzaj oraz skład domieszek, sposób wytwarzania, a także mechanizmy oraz kinetyka spiekania [16-17].
Wśród niezwykle popularnych kompozytów na os nowie tlenku glinu, jednym z najpopularniejszych stosowanych obecnie materiałów jako faza umacniająca jest grafen (Gn) oraz jego pochodne, takie jak tlenek grafenu (GO) czy też zredukowany tlenek grafenu (RGO) [18-19]. Jest to zasługą unikatowego połączenia jego termicznych oraz mechanicznych właściwości oraz dwuwymiarowej struktury [20]. W przypadku produkcji tego typu kompozytów (A LO3-grafen/tlenek grafenu) niezwykle istotnym jest także zastosowanie odpowiednich technologii wytwarzania, takich jak metalu rgia proszków oraz zaawansowanych metod konsolidacji typu HP (Hot Pressing), HIP (Hot Isostatic Pressing) czy SPS (Spark Plasma Sintering) [21 -23]. Pomimo szeregu zalet, kompozyty te posiadają również i swoje wady wśród których najważniejsze to: trudność z zapewnieniem odpowiedniego interfejsu na granicy faz osnowa-umocnienie, aglomerację grafenu/tlenku grafenu w trakcie mieszania czy też stosunkowo wysoką cenę dobrej jakości i czystości Gn/GO. To spowodowało, iż nadal poszukiwane są coraz to nowsze fazy mogące służyć jako umocnienie oraz modyfikator mikrostruktury w kompozytach ceramicznych.
PL 240 100 B1
Jednym z takich materiałów jest montmorylonit (MMT), minerał z grupy smektytów należący do klasy krzemianów warstwowych, o ogólnym wzorze M x(Al4-xMgx)Si8O2o(OH)4 (gdzie M - jednowartościowy kation, x - stopień substytucji izomorficznej, od 0.5 do 1.3). Jego struktura składa się z trzech wzajemnie połączonych warstw, tj. dwóch warstw zewnętrznych zbudowanych z tetraedrycznych kryształów ditlenku krzemu, oraz warstwy wewnętrznej powstałej z oktaedrycznych kryształów tlenku magnezowego MgO bądź tlenku glinowego AI2O3. Pomiędzy warstwami znajdują się kationy metali, głównie sodu, potasu, żelaza oraz wapnia. Jest on podstawowym składnikiem bentonitu, osadowej skały ilastej występującej w dużych ilościach w skorupie ziemskiej. Z tego powodu jest on materiałem niezwykle tanim oraz łatwo dostępnym.
Montmorylonit, tak jak inne krzemiany (saponit, hektorit), jest pospolicie używany jako dodatek do osnowy polimerowej [24, 25]. Może on pełnić funkcje nanonapełniacza takich polimerów oraz żywic reaktywnych jak: poli(octan winylu), polimery i kopolimery akrylowe, poliuretany, polialkohol winylowy), skrobia i inne polisacharydy, nienasycone żywice poliestrowe, żywice epoksydowe, żywice aminowo-formaldehydowe, kauczuki i inne. Może być również stosowany jako umocnienie w kompozytach o osnowie polimerowej, gdzie mechanizm poprawy właściwości mechanicznych jest identyczny jak dla kompozytów umacnianych włóknami. Przy obecnym stanie lit eraturowym, brak jest jednakże jakichkolwiek doniesień na temat zastosowania montmorylonitu jako fazy umacniającej w kompozytach na osnowie ceramicznej.
Przedmiotem wynalazku jest kompozyt na osnowie tlenku glinu modyfikowany montmorylonitem w ilości od 0.1% wagowych do 30% wagowych.
Sposób wytwarzania kompozytu na osnowie tlenku glinu modyfikowanego montmorylonitem prowadzony wedle wynalazku charakteryzuje się tym, że do pojemnika młynka, korzystnie typu attritor bądź młynka kulowego, wprowadza się proszek tlenku glinu oraz montmorylonitu gdzie udział masowy montmorylonitu zawiera się od 0.1% wagowych do 30% wagowych, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 10 do 60 minut w 30 do 500 ml wody i/lub alkoholu izopropylowego na 1 gram montmorylonitu. Całość poddaje się procesowi mieszania w wodzie i/lub alkoholu izopropylowym przez czas od 4 do 12 godzin. Następnie mieszaninę suszy się w 30°C do 100°C oraz przesiewa przez sito o wielkości oczek 0,1-0,5 μm. Proces konsolidacji przeprowadza się przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania od 1100°C do 1500°C, prędkość grzania i chłodzenia z zakresu 1 -300°C/min, czas wygrzewania od 1 do 10 minut, ciśnienie z zakresu 10-50MPa. Proces prowadzi się w próżni.
Korzystnie udział masowy montmorylonitu zawiera się od 0.5 do 2% wagowych.
Proces homogenizacji w ultradźwiękach prowadzi się korzystnie w czasie 30 minut przy udziale wody jako medium i proporcjach 50 ml wody na 1 g montmorylonitu. Proces mieszania obu proszków korzystnie prowadzi się w medium wody lub roztworze wody z alkoholem izopropylowym w czasie 8 godzin.
Korzystne parametry konsolidacji wysuszonych oraz zgranulowanych proszków przy użyciu technologii spiekania SPS to: temperatura spiekania 1400°C, prędkość grzania i chłodzenia 150°C/min, czas wygrzewania 7 minut, ciśnienie 35MPa. Proces prowadzi się w próżni.
Prowadząc proces według wynalazku, otrzymuje się kompozyt na osnowie tlenku glinu modyfikowany montmorylonitem o unikatowych właściwościach tribologicznych.
Wyniki przeprowadzonych badań tribologicznych, w tym średni współczynnik tarcia oraz wskaźnik zużycia dysku (próbki), przy wykorzystaniu metody ball -on-disc przedstawiono poniżej. Jako M1 oraz M2 oznaczono kompozyty z udziałem 1% wagowo montmorylonitu, mieszane z osnową odpowiednio w medium wody oraz w medium wody z alkoholem izopropylowym (w stosunku 1:1). Wykonano również badania dla próbki czystego AI 2O3 jako próbki referencyjnej.
Na wykresie 1 przedstawiono średni współczynnik tarcia. Dla spieku czystego tlenku glinu wyniósł on 0,72. W przypadku obu materiałów kompozytowych był on znacznie niższy i wyniósł 0,55 oraz 0,42 odpowiednio dla próbek M1 oraz M2.
PL240 100 Β1
Wykres 1. Średni współczynnik tarcia dla spieku czystego AI2O3 oraz próbki M1 i M2.
Najbardziej interesującym jest końcowe badanie zużycia dysków (próbek), które przebyły drogę 1000 m z liniową prędkością wynoszącą 0,1 m/s, po testach tribologicznych przedstawione na wykresie 2. Dla próbki referencyjnej czystego AI2O3 zużycie dysku wyniosło 1,73 *10-6 mm3/N*m, natomiast dla kompozytów oznaczonych M1 oraz M2, wyniosło ono odpowiednio 0,14 oraz 0,19 *10-6 mm3/N*m. Dla kompozytów z montmorylonitem wyniki te są 12-krotnie niższe niż dla spieku czystego tlenku glinu.
Tak niskie zużycie kompozytów na osnowie tlenku glinu modyfikowanych montmorylonitem wynika przede wszystkim z dwumodalnej mikrostruktury, w której w populacji ziaren występują obok siebie ziarna drobne oraz duże. Podobne rezultaty zużycia próbek w badaniach tribologicznych osiągnięto w kompozytach na osnowie AI2O3 umacnianych różnej wielkości cząstkami SiC, gdzie zaobserwowano malejące zużycie wraz z udziałem coraz większych cząstek umacniającego węglika krzemu [26].
Wykres 2. Wskaźnik zużycia dysku dla spieku czystego AI2O3 oraz próbek M1 i M2
Na rysunku Fig. 1 przedstawiono przykładowy przełom kompozytu na osnowie tlenku glinu z udziałem 1% wagowo montmorylonitu, konsolidowanego w temperaturze 1300°C. Widać na nim dwumodalną mikrostrukturę w której obok dużej ilości izometrycznych ziaren o wielkości rzędu 0,1-0,2 pm, można również zaobserwować pewną ilość dużych wydłużonych ziaren o rozmiarach w zakresie 3-5 pm. Na rysunku Fig. 2 przedstawiono natomiast przełom kompozytu na osnowie tlenku glinu z udziałem
PL 240 100 B1
2% wagowo montmorylonitu, konsolidowanego w temperaturze 1400°C. Również i w tym wypadku widać bardzo wyraźnie dwumodalną mikrostrukturę, przy czym znacząco wzrosła ilość dużych ziaren (o rozmiarach w zakresie 3-5 μm) w badanej populacji.
Istota wynalazku objaśniona jest w przykładach wykonania:
P r z y k ł a d 1
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.97 g tlenku glinu oraz 0.03 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 2
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.97 g tlenku glinu oraz 0.03 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 3
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 4
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 5
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 27 g tlenku glinu oraz 3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 6
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 27 g tlenku glinu oraz 3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 7
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 60 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
PL 240 100 B1
P r z y k ł a d 8
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 60 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 9
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 30 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 10
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 30 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 11
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml alkoholu izopropylowego, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 12
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml alkoholu izopropylowego, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 13
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml alkoholu izopropylowego, i całość poddano procesowi mieszania w medium alkoholu izopropylowego przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 14
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml alkoholu izopropylowego, i całość poddano procesowi mieszania w medium alkoholu izopropylowego przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 15
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody z alkoholem izopropylowym przez czas 8 godzin.
PL 240 100 B1
Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 16
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody z alkoholem izopropylowym przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 17
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 4 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 18
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 4 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 19
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 70°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 20
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 70°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 21
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.1 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 22
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.1 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
PL 240 100 B1
P r z y k ł a d 23
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1400°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 24
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1400°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 25
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 150°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 26
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 150°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 27
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 15 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 28
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 15 minut, ciśnienie 35MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 29
Do pojemnika młynka typu attritor wprowadzono 29.7g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 50MPa, w próżni.
P r z y k ł a d 30
Do pojemnika młynka kulowego wprowadzono 29.7 g tlenku glinu oraz 0.3 g montmorylonitu, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 30 minut w 100 ml wody, i całość poddano procesowi mieszania w medium wody przez czas 8 godzin. Następnie mieszaninę wysuszono w 50°C oraz przesiano przez sito o wielkości oczek 0.3 μm. Proces konsolidacji przeprowadzono przy użyciu technologii spiekania SPS w następujących parametrach: temperatura spiekania 1350°C, prędkość grzania i chłodzenia 50°C/min, czas wygrzewania 10 minut, ciśnienie 50MPa, w próżni.

Claims (8)

  1. PL 240 100 B1
    Zastrzeżenia patentowe
    1. Kompozyt na osnowie tlenku glinu modyfikowany montmorylonitem w ilości od 0.1% wagowych do 30% wagowych.
  2. 2. Kompozyt według zastrz. 1, znamienny tym, że ilość montmorylonitu wynosi 0.5 do 2% wagowych.
  3. 3. Sposób wytwarzania modyfikowanego kompozytu na osnowie tlenku glinu, znamienny tym, że do pojemnika młynka wprowadza się proszek tlenku glinu oraz montmorylonitu gdzie udział masowy montmorylonitu zawiera się od 0.1% wagowych do 30% wagowych, poddanego wcześniej procesowi homogenizacji w ultradźwiękach przez 10 do 60 minut w 30 do 500 ml wody i/lub alkoholu izopropylowego na 1 gram montmorylonitu, całość poddaje się procesowi mieszania w wodzie i/lub alkoholu izopropylowym przez czas od 4 do 12 godzin a nas tępnie mieszaninę suszy się w temperaturze 30°C do 100°C oraz przesiewa przez sito o wielkości oczek 0.1- 0.5 μm, po czym prowadzi się proces konsolidacji przy użyciu technologii spiekania SPS w próżni w następujących parametrach: temperatura spiekania od 1100°C do 1500°C, prędkość grzania i chłodzenia z zakresu 1-300°C/min, czas wygrzewania od 1 do 30 minut, ciśnienie z zakresu 10-50MPa.
  4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że proces mieszania prowadzi się w młynku typu attritor bądź młynku kulowym.
  5. 5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że montmorylonitu zawiera się od 0.5% wagowych do 2% wagowych.
  6. 6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że proces homogenizacji w ultradźwiękach prowadzi się w czasie 30 minut przy udziale wody jako medium i proporcjach 50 ml wody na 1 g montmorylonitu.
  7. 7. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że proces mieszania obu proszków prowadzi się w czasie 8 godzin.
  8. 8. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że parametry konsolidacji wysuszonych oraz zgranulowanych proszków przy użyciu technologii spiekania SPS to: temperatura spiekania 1400°C, prędkość grzania i chłodzenia 150°C/min, czas wygrzewania 7 minut, ciśnienie 35MPa.
PL424890A 2018-03-14 2018-03-14 Kompozyt na osnowie tlenku glinu oraz sposób wytwarzania kompozytu na osnowie tlenku glinu PL240100B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL424890A PL240100B1 (pl) 2018-03-14 2018-03-14 Kompozyt na osnowie tlenku glinu oraz sposób wytwarzania kompozytu na osnowie tlenku glinu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL424890A PL240100B1 (pl) 2018-03-14 2018-03-14 Kompozyt na osnowie tlenku glinu oraz sposób wytwarzania kompozytu na osnowie tlenku glinu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL424890A1 PL424890A1 (pl) 2019-09-23
PL240100B1 true PL240100B1 (pl) 2022-02-14

Family

ID=67979709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL424890A PL240100B1 (pl) 2018-03-14 2018-03-14 Kompozyt na osnowie tlenku glinu oraz sposób wytwarzania kompozytu na osnowie tlenku glinu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL240100B1 (pl)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01119559A (ja) * 1987-11-02 1989-05-11 Kureha Chem Ind Co Ltd ムライト−アルミナ複合焼結体及びその製造方法
DE19623425B4 (de) * 1996-06-12 2005-06-16 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Herstellung reaktionsgebundener Mullit-haltiger Keramikformkörper und deren Verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
PL424890A1 (pl) 2019-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhou et al. Effects of ZrO2 crystal structure on the tribological properties of copper metal matrix composites
EP3011197B1 (en) Friction material for brake pads and related brake pads
Xu et al. Fabrication and abrasive wear behavior of ZrO2-SiC-Al2O3 ceramic
Boyraz et al. Investigation of wear properties of mullite and aluminium titanate added porcelain ceramics
Cygan et al. The effect of microstructure evolution on mechanical properties in novel alumina-montmorillonite composites
Sun et al. Low pressure hot pressing of B4C matrix ceramic composites improved by Al2O3 and TiC additives
Alecrim et al. Sliding wear behavior of Al2O3-NbC composites obtained by conventional and nonconventional techniques
Sharma et al. Reusing marble dust as reinforcement material for better mechanical performance: studies on compositing aluminum matrix
Tang et al. Mechanical properties and solid particle erosion behavior of LaMgAl11O19–Al2O3 ceramic at room and elevated temperatures
Buyakov et al. Refractory ceramics based on magnesium–aluminate spinel and periclase of the Satka deposit
PL240100B1 (pl) Kompozyt na osnowie tlenku glinu oraz sposób wytwarzania kompozytu na osnowie tlenku glinu
Tomkovich et al. Sintered silicon carbide based materials: mechanical properties vs. structure
EP3445824B1 (en) Composition for coating friction surfaces
Latella et al. Effect of Porosity on the Erosive Wear of Liquid‐Phase‐Sintered Alumina Ceramics
Ctibor et al. Formation of mullite and mullite-corundum composites from kaolin using spark plasma sintering
Jeng et al. Erosion damage and surface residual stress of Cr3C2/Al2O3 composite
Ding et al. Wear behavior of ceramic nozzles in coal water slurry burning
Sarkar et al. Performance of a newly developed multi-walled carbon nanotube reinforced alumina tool insert during turning of AISI 1060 steel
Hankla Mechanical properties of particulate-reinforced boron carbide composites
CN221235515U (zh) 一种B4C-Al2O3复合陶瓷块体的表面结构
CN112840142A (zh) 基于粘合剂组合物的用于制动衬块的具有低存储时间的摩擦材料和相关的制动衬块
Dawihl et al. Wear properties of tungsten carbide and aluminium oxide sintered materials
CN115069366B (zh) 一种立磨磨机内用高铝锆质陶瓷耐磨棒
de Almeida et al. Insertion of silicon carbide as cutting element in ecological fickerts for dimension stone polishing
Yust Tribological behavior of whisker-reinforced ceramic composite materials