Tytuł pozycji:
Structure and physical properties of alumina ceramic foams designed for centrifugal infiltration process
In the case of liquid phase processes used for the production of Al alloy matrix composites, the important factors are the interaction on the boundary of the liquid metal-ceramic phase, mainly the wetting of the ceramic surface. From this point of view, in the case of IPCs obtained by centrifugal infiltration, modification of the matrix alloy, the structure and physical properties of the porous ceramic materials, additionally the technological parameters like the temperature and time of infiltration as well as the rotational speed of the mould are important. In turn, the main parameters that influenced the efficiency of the infiltration process are the density, porosity, absorbability and permeability of the porous ceramic medium. The structural characteristics and physical properties of alumina foams, important for the infiltration of liquid aluminum alloy, have been presented. Scanning electron microscopy (SEM) and computer microtomography (µCT) were used to evaluate the microstructure of the Al2O3 foams. Selected properties of the foams such as density, open porosity, total porosity, absorbability were determined. In addition, the Ergun equation to determine the permeability of the foams was used. Metal-ceramic interpenetrating composites (IPCs) were obtained by the centrifugal infiltration of alumina foams with liquid Al alloy.
W procesach ciekłofazowych wytwarzania kompozytów o osnowie stopów Al istotnymi czynnikami są oddziaływania na granicy faz, a zwłaszcza zwilżanie powierzchni ceramiki przez ciekły metal. Z tego punktu widzenia w przypadku kompozytów IPCs otrzymywanych w procesie infiltracji odśrodkowej istotne są modyfikacja stopu osnowy, struktura i właściwości fizyczne porowatej ceramiki, a także parametry technologiczne, takie jak: temperatura, czas infiltracji oraz prędkość wirowania formy. Z kolei głównymi parametrami, od których zależy wydajność procesu infiltracji, są gęstość, porowatość, nasiąkliwość oraz przepuszczalność ceramicznego, porowatego medium. W niniejszej pracy przedstawiono charakterystyczne cechy strukturalne i właściwości fizyczne korundowych pianek ceramicznych istotne z punktu widzenia infiltracji ciekłym stopem aluminium. Do oceny mikrostruktury pianek Al2O3 zastosowano metody skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) oraz mikrotomografię komputerową (µCT). Wykorzystując metodę ważenia hydrostatycznego, wyznaczono wybrane właściwości pianek ceramicznych, takie jak: gęstość pozorna, porowatość otwarta, porowatość całkowita, nasiąkliwość. Ponadto, w celu odpowiedniego doboru preform ceramicznych do procesu infiltracji odśrodkowej ciekłym stopem Al wyliczono wartość przepuszczalności pianek, korzystając z równania Erguna. Do wytworzenia kompozytów o dwóch wzajemnie przenikających się fazach metalowej i ceramicznej (IPCs) zastosowano proces infiltracji odśrodkowej.
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).
