Zu ycie cierne materia ów kompozytowych na osnowach tlenków glinu i cyrkonu w ró nych rodowiskach pracy

Podobne dokumenty
σ c wytrzymałość mechaniczna, tzn. krytyczna wartość naprężenia, zapoczątkowująca pękanie

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

Rodzaje i metody kalkulacji

2.Prawo zachowania masy

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

PROBLEMY NIEKONWENCJONALNYCH UKŁADÓW ŁOŻYSKOWYCH. Łódź maja 1995 roku BADANIA PORÓWNAWCZE WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNYCH MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH

12. Wyznaczenie relacji diagnostycznej oceny stanu wytrzymało ci badanych materiałów kompozytowych

Dobór nastaw PID regulatorów LB-760A i LB-762

Techniczne nauki М.М.Zheplinska, A.S.Bessarab Narodowy uniwersytet spożywczych technologii, Кijow STOSOWANIE PARY WODNEJ SKRAPLANIA KAWITACJI

Badania skuteczności działania filtrów piaskowych o przepływie pionowym z dodatkiem węgla aktywowanego w przydomowych oczyszczalniach ścieków

W a ciwo ci spr yste anizotropowych materia ów kompozytowych Al 2 O 3 hbn

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2015/2016

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANIS AWA STASZICA, Kraków, PL BUP 26/07

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Mechaniczny Katedra Inżynierii Materiałowej Laboratorium Materiałów Inżynierskich

Projekt MES. Wykonali: Lidia Orkowska Mateusz Wróbel Adam Wysocki WBMIZ, MIBM, IMe

Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru hydroizolacji z wykorzystaniem środka PENETRON PLUS

LABORATORIUM TECHNOLOGII NAPRAW WERYFIKACJA TULEJI CYLINDROWYCH SILNIKA SPALINOWEGO

Stopy żelaza. Stale Staliwa Żeliwa

Metrologia cieplna i przepływowa

WYJASNIENIA I MODYFIKACJA SPECYFIKACJI ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

W tym elemencie większość zdających nie zapisywała za pomocą równania reakcji procesu zobojętniania tlenku sodu mianowanym roztworem kwasu solnego.

Zarządzanie projektami. wykład 1 dr inż. Agata Klaus-Rosińska

ST SPECYFIKACJA TECHNICZNA ROBOTY GEODEZYJNE. Specyfikacje techniczne ST Roboty geodezyjne

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik górnictwa podziemnego 311[15] Zadanie egzaminacyjne 1

8. Przykłady wyników modelowania własno ci badanych stopów Mg-Al-Zn z wykorzystaniem narz dzi sztucznej inteligencji

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA

ZESPÓŁ WŁASNOŚCI MATERIAŁÓW MAJĄCY KLUCZOWE ZNACZENIE DLA PROCESU TECHNOLOGICZNEGO OBRÓBKI MECHANICZNEJ

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

TECHNOLOGICZNOŚĆ WYPRASEK

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Temat: Czy świetlówki energooszczędne są oszczędne i sprzyjają ochronie środowiska? Imię i nazwisko

Badanie bezszczotkowego silnika prądu stałego z magnesami trwałymi (BLDCM)

Pomiar mocy pobieranej przez napędy pamięci zewnętrznych komputera. Piotr Jacoń K-2 I PRACOWNIA FIZYCZNA

D TYMCZASOWE NAWIERZCHNIE Z ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

D ODTWORZENIE TRASY I PUNKTÓW WYSOKOŚCIOWYCH

UKŁAD ROZRUCHU SILNIKÓW SPALINOWYCH

Zakład Certyfikacji Warszawa, ul. Kupiecka 4 Sekcja Ceramiki i Szkła ul. Postępu Warszawa PROGRAM CERTYFIKACJI

4. Wyniki bada uzupełniaj cych własno ci stali szybkotn cych

INSTRUKCJA BHP PRZY RECZNYCH PRACACH TRANSPORTOWYCH DLA PRACOWNIKÓW KUCHENKI ODDZIAŁOWEJ.

TYTUŁ IPS P przyrząd do badania imisji wg nowej metody pomiaru

CD-W Przetwornik stężenia CO 2 do montażu naściennego. Cechy i Korzyści. Rysunek 1: Przetwornik stężenia CO 2 do montażu naściennego

Ć W I C Z E N I E N R C-6

Bazy danych. Andrzej Łachwa, UJ, /15

ST 1 RUSZTOWANIE ROBOCZE SK ADANE, Z RUR STALOWYCH CPV SPECYFIKACJE TECHNICZNE WYKONANIA I OBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH

Zestawienie wartości dostępnej mocy przyłączeniowej źródeł w sieci RWE Stoen Operator o napięciu znamionowym powyżej 1 kv

Opracowanie technologii wytwarzania rdzeni łopatek turbin gazowych i turbosprężarek metodą wtrysku wysokociśnieniowego

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA D.02 PODBUDOWA Z KRUSZYWA ŁAMANEGO STABILIZOWANEGO MECHANICZNIE

Raport z przeprowadzenia ankiety dotyczącej oceny pracy dziekanatu POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA. WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ i INFORMATYKI

WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO I MATEMATYCZNEGO

7. Spiekane materia y ceramiczne i ceramiczno-w glikowe

Film demonstracyjny z pracy narzędzia: S.T.M. SYSTEMY I TECHNOLOGIE MECHANICZNE SP. Z O.O.

Zarządzenie nr 538 Wójta Gminy Zarszyn z dnia 9 czerwca 2014 r.

Wybrane materiały amorficzne i nanokrystaliczne stopów na osnowie Ni lub Fe

Finansujący: Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Warszawie

D wysokościowych

Kancelaria Radcy Prawnego

11.1. Zale no ć pr dko ci propagacji fali ultrad wi kowej od czasu starzenia

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

Ocena rynku CNG przez użytkowników pojazdów zasilanych gazem ziemnym

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D TYMCZASOWE NAWIERZCHNIE Z ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

PL-LS Pani Małgorzata Kidawa Błońska Marszałek Sejmu RP

Kompozyty Ceramiczne. Materiały Kompozytowe. kompozyty. ziarniste. strukturalne. z włóknami

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH ROBOTY W ZAKRESIE STOLARKI BUDOWLANEJ

DTR.ZL APLISENS PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ INSTRUKCJA OBSŁUGI (DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA)

Komentarz technik dróg i mostów kolejowych 311[06]-01 Czerwiec 2009

D FREZOWANIE NAWIERZCHNI ASFALTOWYCH NA ZIMNO 1. WST P MATERIA Y SPRZ T TRANSPORT WYKONANIE ROBÓT...

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXII BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH HAŁASU W ŚRODOWISKU Warszawa kwiecień 2012r.

K P K P R K P R D K P R D W

SPECYFIKACJA TECHNICZNA 2. PRACE GEODEZYJNE

INSTRUKCJA OBSŁUGI URZĄDZENIA: HC8201

2) Drugim Roku Programu rozumie się przez to okres od 1 stycznia 2017 roku do 31 grudnia 2017 roku.

Walne Zgromadzenie Spółki, w oparciu o regulacje art w zw. z 2 pkt 1 KSH postanawia:

Modernizacja kształcenia zawodowego w Polsce w odpowiedzi na potrzeby rynku pracy i wyzwania uczenia się przez całe życie

Korzyści energetyczne, ekonomiczne i środowiskowe stosowania technologii kogeneracji i trigeneracji w rozproszonych źródłach energii

SPECYFIKACJA TECHNICZNA

Druk nr 1013 Warszawa, 9 lipca 2008 r.

Przykłady oszczędności energii w aplikacjach napędowych

Bielsko-Biała, dn r. Numer zapytania: R WAWRZASZEK ISS Sp. z o.o. ul. Leszczyńska Bielsko-Biała ZAPYTANIE OFERTOWE

Plaston. Wygodnie, bezpiecznie i na miarę

SPECYFIKACJA TECHNICZNA D GEODEZYJNA OBSŁUGA BUDOWY

SunMag HP1. Technical Data Sheet. SunMag HP1 Heatset Series. farby do druku offsetowego utrwalanego na gorąco

Badania (PN-EN A1:2010) i opinia techniczna drzwi zewnętrznych z kształtowników aluminiowych z przekładką termiczną systemu BLYWEERT TRITON

SCENARIUSZ ZAJĘĆ SZKOLNEGO KOŁA NAUKOWEGO Z PRZEDMIOTU CHEMIA PROWADZONEGO W RAMACH PROJEKTU AKADEMIA UCZNIOWSKA

U M OWA DOTACJ I <nr umowy>

Geomagic Design X jest najbardziej wszechstronnym oprogramowaniem, które umożliwia:

40. Międzynarodowa Olimpiada Fizyczna Meksyk, lipca 2009 r. ZADANIE TEORETYCZNE 2 CHŁODZENIE LASEROWE I MELASA OPTYCZNA

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE SST RECYKLING

Postanowienia ogólne. Wysokość Stypendium wynosi zł miesięcznie.

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA STI ZASYPANIE WYKOPÓW WRAZ Z ZAGĘSZCZENIEM Kod według Wspólnego Słownika Zamówień

Biomasa w odpadach komunalnych

Poznań, 03 lutego 2015 r. DO-III

Koszty jakości. Definiowanie kosztów jakości oraz ich modele strukturalne

Wprowadzam : REGULAMIN REKRUTACJI DZIECI DO PRZEDSZKOLA NR 14

Tadeusz Opasiak* BADANIA PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW SPRZĘGIEŁ PODATNYCH 1. WSTĘP

REGULAMIN REKRUTACJI. uczestników na studia podyplomowe Międzynarodowy/ Europejski Inżynier Spawalnik IWE

PROGRAM PRZEBUDOWY (dane wyjściowe do projektowania)

Uchwały podjęte przez Nadzwyczajne Walne Zgromadzenie Zakładów Lentex S.A. z dnia 11 lutego 2014 roku

2. OPIS EGZAMINU ZAWODOWEGO 2.1 Informacje ogólne o egzaminie potwierdzaj cym kwalifikacje w zawodzie 1. Egzamin potwierdzaj cy kwalifikacje w

Transkrypt:

MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 61, 1, (2009), 151-155 Zu ycie cierne materia ów kompozytowych na osnowach tlenków glinu i cyrkonu w ró nych rodowiskach pracy ZBIGNIEW P DZICH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydzia In ynierii owej i Ceramiki, Katedra Ceramiki Specjalnej e-mail: lipowska@imo.gliwice.pl Streszczenie Praca prezentuje wyniki bada nad odporno ci na zu ycie cierne lu nym cierniwem grupy spiekanych materia ów kompozytowych bazuj cych na osnowach tlenku cyrkonu lub glinu, a zawieraj cych wtr cenia tlenkowe b d w glikowe. W badaniach uwzgl dniono zarówno sk ady kompozytowe, w których wtr cenia stanowi faz rozproszonych ziaren (tzw. kompozyty ziarniste), a tak e sk ady kompozytowe, w których fazy sk adowe u yte s w porównywalnych ilo ciach i poj cie osnowy kompozytu traci swój sens. Badano kompozyt dwu- i trójfazowy z fazami ci g ymi. Badania zu ycia ciernego przeprowadzono stosuj c jako materia cierny, gruboziarnisty w glik krzemu, w warunkach cierania suchego, a tak e w zawiesinie wodnej. Opisano mikrostruktur kompozytów i zestawiono parametry mikrostrukturalne z wynikami bada zu yciowych oraz profi lografi cznych. S owa kluczowe: kompozyty, zu ycie cierne, tlenek glinu, tlenek cyrkonu WEAR OF COMPOSITE MATERIALS WITH ALUMINA AND ZIRCONIA MATRICES IN DIFFERENT ENVIRONMENTS OF WORK The paper presents the results of investigations on abrasive wear of a group of sintered composite materials basing on zirconia or alumina matrix containing oxide or carbide inclusions. Investigations were performed for the composites with dispersed inclusions (particulate composites). They were also made for materials with continuous phases with comparable content. In such systems the word matrix loose its meaning. The composites with continuous phases were investigated in two- and three-phase case. The abrasive wear was performed using coarse SiC grains in both, dry and wet environments. The composite microstructures were described. Microstructural parameters were compared to the results of wear and prophilographic tests. Keywords: Composites, abrasive wear, alumina, zirconia Wprowadzenie Tworzywa bazuj ce na korundzie oraz tetragonalnych polikryszta ach dwutlenku cyrkonu s wspó cze nie bardzo powszechnie u ywane w zastosowaniach konstrukcyjnych, jako elementy maszyn i urz dze wytrzyma e i odporne na zu ycie. W a ciwo ci mechaniczne tych materia ów mog by poprawiane poprzez wytwarzanie na ich osnowie kompozytów [1]. Znane s bardzo dobre rezultaty stosowania tych materia ów, szczególnie w zastosowaniach tribologicznych [2]. Równie stosowanie cz stek w glikowych mo e znacz co umacnia tlenkow osnow [3,4]. Prezentowana praca bada potencjalne ró nice w odporno ci na zu ycie cierne kompozytów wynikaj ce zarówno z zastosowania ró nych typów fazy umacniaj cej (tlenku lub w glika), jak i z jej ilo ci (izolowane wtr cenia lub faza ci g a). Typ fazy wzmacniaj cej wp ywa na stan napr e resztkowych w kompozycie [5], stopie modyfikacji w a ciwo ci mechanicznych (sztywno, twardo, odporno na p kanie) oraz wytrzyma o pojawiaj cej si w kompozycie granicy mi dzyfazowej [6]. Z kolei aran acja, wzajemny uk ad, faz w kompozycie, ró nicowany w tej pracy jako typ osnowa-wtr cenie lub typ fazy ci g e bez wyró nionej osnowy, wp ywa na rozk ad napr e resztkowych oraz rozwini cie powierzchni granic mi dzyfazowych. Eksperyment y kompozytowe badane w prezentowanej pracy wytworzono z komercyjnie dost pnych proszków faz sk adowych. U yto proszków: tlenku glinu (TM-DAR, Taimei Chemicals Co. Ltd), dwutlenku cyrkonu stabilizowanego 3% molowymi tlenku itru (TZ-3Y, Tosoh) oraz w glika wolframu (WC, Baldonit). rednia wielko ziaren proszku tlenku glinu wynosi a ok. 0,2 m, dwutlenku cyrkonu ok. 0,2 m, a ziaren WC ok. 1 m (wszystkie wymienione dane pochodz z charakterystyk producentów). Sk adniki kompozytów by y homogenizowane poprzez intensywne, 4 godzinne, mieszanie w m ynie obrotowo-wibracyjnym, w rodowisku alkoholu etylowego. 151

Z. P DZICH Spiekanie tworzyw przeprowadzano technik prasowania na gor co w atmosferze argonu, w grafitowej matrycy. Tworzywo cyrkonowe (tzw. ceramika TZP tetragonal zirconia polycrystals) jak i kompozyty na jego osnowie spiekano w 1500 C, a tworzywo -Al 2 O 3 i kompozyty na jego osnowie spiekano w 1650 C. W tej temperaturze syntezowano równie dwa materia y zawieraj ce równe ilo ci dwu lub trzech sk adników (poj cie osnowa, w takim materiale traci swój sens). Zastosowano 45 minutowy czas przetrzymania w maksymalnej temperaturze. Ci nienie prasowania wynosi o 25 MPa. Uformowano próbki w kszta cie dysków o rednicy 25 mm i wysoko ci ~ 3 mm. Próbki te nast pnie szlifowano, polerowano i ci to, przygotowuj c kszta ty wymagane dla poszczególnych testów. Przygotowano osiem rodzajów tworzyw: czyste osnowy tlenku glinu -Al 2 O 3 (oznaczane w dalszej cz ci pracy jako A10) i TZP (Z10), oraz kompozyty. By y to tworzywa z dodatkiem 10 % obj. ZrO 2 i WC do osnowy -Al 2 O 3 (oznaczone odpowiednio A9/Z1 i A9/W1) oraz tworzywa z dodatkiem 10 % obj. -Al 2 O 3 i WC do osnowy ZrO 2 (oznaczone odpowiednio Z9/A1 i Z9/W1). Ponadto przygotowano materia zawieraj cy 50 % obj. ZrO 2 i 50 % obj. -Al 2 O 3 (oznaczony Z5/A5) i materia sk adaj cy si z trzech faz w równych proporcjach 33,3 % obj. ZrO 2, 33,3 % obj. -Al 2 O 3 i 33,3 % obj. WC (oznaczony jako Z3/A3/W3). G sto ci pozorne spieków wyznaczono metod hydrostatyczn, a nast pnie odnosz c je do g sto ci teoretycznych, okre lono g sto ci wzgl dne ( ). Wszystkie materia y badane w niniejszej pracy mia y g sto ci wzgl dne wi ksze ni 98,5 % g sto ci teoretycznej. Zu ycie abrazyjne badanych tworzyw okre lano za pomoc dwóch testów - zu ycie na sucho okre lono u ywaj c testera T-07 produkcji Instytutu Technologii Eksploatacji w Radomiu [7], za zu ycie w warunkach cierania tzw. pulp czyli mieszanin wody i cz stek sta ych (przy ich znacznym udziale) przeprowadzono stosuj c tzw. Test Millera [8], który pos u y do okre lenia tzw. SAR Number (Slurry Abrasion Resistivity) czyli bezwymiarowego parametru charakteryzuj cego odporno na cieranie materia u w danej pulpie ciernej. Liczba SAR jest tutaj stosowana jako wielko charakteryzuj ca porównawczo grup badanych tworzyw. a) c) e) g) Schematy obu stanowisk pomiarowych zosta y opisane dok adniej w pracy [9]. W obu typach bada u yto tego samego proszku SiC 60 (o redniej wielko ci ziarna oko o 300 mikrometrów). cieranie na sucho badano wykonuj c standardowo 2000 Rys. 1. Mikrostruktury (trawione termicznie) tworzyw badanych w pracy: a) Z10, b) A9/Z1, c) Z9/A1, d) A9/W1, e) Z9/W1, f) Z5/A5, g) A10, h) Z3/A3/W3. Fig. 1. Microstructure of the thermally etched samples of the studied materials: a) Z10, b) A9/Z1, c) Z9/A1, d) A9/W1, e) Z9/W1, f) Z5/A5, g) A10, h) Z3/A3/W3. b) d) f) h) 152 MATERIA Y CERAMICZNE, 61, 2, (2009)

ZU YCIE CIERNE MATERIA ÓW KOMPOZYTOWYCH NA OSNOWACH TLENKÓW GLINU I CYRKONU... powierzchnie po te cie na mokro powierzchnie po te cie na sucho A10 A10 A9/Z1 A9/Z1 A9/W1 A9/W1 Z10 Z10 Z9/A1 Z9/A1 Z9/W1 Z9/W1 Z5/A5 Z5/A5 Z3/A3/W3 Z3/A3/W3 Rys. 2. Przyk adowe profi logramy zu ytych powierzchni badanych materia ów. Wszystkie rysunki wykonano w tej samej skali. O odci tych to dystans pomiarowy 4,8 mm, o rz dnych w skali od -5 do +5 m. Fig. 2. Profilograms of worn out surfaces of the studied materials. All drawings are made in the same scale. Axis of abscissa corresponds to a measurment distance of 4.8 mm, axis of ordinates has a scale from - 5 m to +5 m. MATERIA Y CERAMICZNE, 61, 2, (2009) 153

Z. P DZICH Tabela 1. Wielko ci ziaren poszczególnych faz w spiekach kompozytowych Table 1. Grain size of the phases existing in the composites. wielko ziarna, nm Al 2 O 3 ZrO 2 WC A10 5200 ± 2900 - - A9/Z1 1100 ± 600 300 ± 200 - A9/W1 1250 ± 800-450 ± 300 Z10-320 ± 180 - Z9/A1 270 ± 150 250 ± 120 - Z9/W1-270 ± 150 470 ± 350 Z5/A5 700 ± 400 390 ± 180 - A3/Z3/W3 450 ± 300 350 ± 250 530 ± 450 obrotów ko a po powierzchni próbki, pod obci eniem 44 N. Czas trwania testu na mokro wynosi 6 godzin. Próbka obci ana by a bezpo rednio si 22,24 N i porusza a si ze sta pr dko ci 48 przesuni na minut. Ka de przesuni cie mia o d ugo 200 mm. Mikrostruktury materia ów analizowano scanningowym mikroskopem elektronowym Nova Nano SEM 200 (FEI Company) przy pomocy detektora elektronów wstecznie rozproszonych (BSED). Powierzchnie po testach cierania charakteryzowano za pomoc profilografu Hommel Tester T1000 (Hommelwerke). Parametry chropowato ci zmierzono przyjmuj c odcinek elementarny 0,8 mm i odcinek pomiarowy 4,8 mm. Zmierzono parametry: R a, R z, i R t [10]. Wielko ziaren poszczególnych faz okre lono analizuj c mikrofotografi e trawionych mikrostruktur, wykorzystuj c program do analizy obrazu ImageJ v. 1.35c. Wyniki bada i komentarz Mikrostruktury badanych materia ów zebrano na Rysunku 1. Marker na sze ciu mikrofotografi ach oznacza 2 m. Tworzywo A9/W1 ilustruje obraz z markerem 5 m, a jedynie tworzywo A10 ma mikrostruktur gruboziarnist (marker 20 m) ze wzgl du na intensywny rozrost ziaren w zastosowanej temperaturze spiekania, koniecznej ze wzgl du na osi gni cie pe nego zag szczenia spieku. Obliczenia stereologiczne wykonane dla tworzyw, zebrane w Tabeli 1 pokazuj, e wtr cenia nieznacznie hamuj rozrost ziaren osnowy ZrO 2. rednia wielko ziaren ZrO 2 zmienia si z ~320 nm w Z10 Tabela 2. Rezultaty bada cieralno ci na mokro i na sucho Table 2. The results of dry and wet wear tests. Test na mokro, Test na sucho, Liczba SAR Podatno na zu ycie, mm 3 A10 163,51 55,17 A9/Z1 10,77 3,19 A9/W1 9,57 9,57 Z10 9,45 15,71 Z9/A1 4,55 11,58 Z9/W1 7,41 11,46 Z5/A5 5,95 5,72 A3/Z3/W3 4,29 3,92 do ~250 nm w Z9/A1 i ~270 nm w Z9/W1. Wtr cenia Al 2 O 3 maj w tych materia ach redni wielko ~270 nm w Z9/A1, a WC ~470 nm w Z9/W1. Znacznie efektywniej wtr cenia dzia aj na redukcj wielko ci ziaren Al 2 O 3 w kompozytach na bazie tej fazy. rednia wielko ziaren Al 2 O 3 zmienia si prawie kilkukrotnie, z ~5200 nm w A10 do ~1100 nm w A9/Z1 i ~1250 nm w A9/W1. Wtr cenia ZrO 2 maj w tych materia ach redni wielko ~300 nm w A9/Z1, a WC ~450 nm w A9/W1. Ilo ciowa charakterystyka mikrostruktur kompozytów o fazach ci g ych (Z5/A5 i Z3/A3/W3) da a nast puj ce rezultaty: dla Z5/A5 rednia wielko ziaren ZrO 2 wynosi ~390 nm, a Al 2 O 3 ~700 nm, dla Z3/A3/W3 rednia wielko ziaren ZrO 2 wynosi ~350 nm, Al 2 O 3 ~450 nm, a WC ~530 nm. W obserwowanych mikrostrukturach widoczny jest efekt lepszego rozproszenia w osnowach tlenkowych, wzajemnie faz tlenkowych (A9/Z1, Z9/A1). Wtr cenia w glikowe s wi ksze (A9/W1, Z9/W1), co przy tym samym udziale obj to ciowym musi powodowa gorsze rozproszenie wtr ce w osnowie. Wyniki testów tribologicznych zestawiono w Tabeli 2. Spektakularny efekt poprawy w a ciwo ci (im ni sze liczby tym lepsza odporno na zu ycie) uzyskano w kompozytach na osnowie korundu. Jest to zwi zane z efektywnym ograniczeniem rozrostu ziaren. Poprawa w a ciwo ci w tworzywach z osnow ZrO 2, nie jest tak spektakularna, chocia wyra na. Efekt redukcji rozmiaru ziarna spieku w tych materia ach nie jest du y, st d popraw w a ciwo ci nale y przypisa raczej zmianie w a ciwo ci mechanicznych (twardo, odporno na p kanie) spowodowanej wprowadzeniem wtr ce korundu lub w glika. Tabela 3. Parametry profi lografi czne zu ytych powierzchni materia ów badanych w pracy (ilustracja na Rysunku 2) Table 3. Profi lograph parameters of the studied materials after the wear tests (illustration in Fig. 2). cieranie na mokro cieranie na sucho R a [ m] R z [ m] R t [ m] R a [ m] R z [ m] R t [ m] A10 0,66 ± 0,11 3,20 ± 0,55 4,26 ± 0,78 1,02 ± 0,05 5,94 ± 0,43 7,37 ± 0,70 A9/Z1 0,21 ± 0,03 1,10 ± 0,12 1,69 ± 0,56 1,26 ± 0,19 5,97 ± 1,14 8,51 ± 2,51 A9/W1 0,28 ± 0,05 1,47 ± 0,25 2,30 ± 0,62 0,50 ± 0,02 2,82 ± 0,25 3,79 ± 0,46 Z10 0,61 ± 0,03 4,17 ± 0,34 5,31 ± 0,51 0,71 ± 0,04 4,58 ± 0,36 5,53 ± 0,38 Z9/A1 0,26 ± 0,07 1,54 ± 0,31 2,28 ± 0,68 0,65 ± 0,07 4,15 ± 0,30 5,24 ± 0,85 Z9/W1 1,00 ± 0,14 6,86 ± 2,76 11,98 ± 4,67 1,12 ± 0,09 6,62 ± 0,50 9,89 ± 1,56 Z5/A5 0,38 ± 0,07 2,22 ± 0,36 3,64 ± 0,78 1,14 ± 0,10 6,25 ± 0,41 9,49 ± 1,12 A3/Z3/W3 0,39 ± 0,05 1,77 ± 0,21 2,82 ± 0,73 0,90 ± 0,08 4,70 ± 0,28 7,67 ± 1,01 ± oznacza odchylenie standardowe z 5 pomiarów. 154 MATERIA Y CERAMICZNE, 61, 2, (2009)

ZU YCIE CIERNE MATERIA ÓW KOMPOZYTOWYCH NA OSNOWACH TLENKÓW GLINU I CYRKONU... Warto zaznaczy, e w porównaniu do kompozytów ziarnistych, które maja bardzo zró nicowan odporno na cieranie, w zale no ci od sk adu i rodowiska testu, kompozyty o fazach ci g ych (Z5/A5, Z3/A3/W3) wykazuj bardzo dobr i stabiln odporno, zarówno na sucho jak i na mokro. Tabela 3 prezentuje wyniki pomiarów parametrów chropowato ci powierzchni badanych materia ów, w obu wykonanych rodzajach testów zu ycia. Przyk adowe profi le zebrano na Rys. 2. Chropowato powierzchni po testach na sucho jest wyra nie wi ksza od tej zmierzonej po testach na mokro dla wszystkich badanych materia ów. Ma to zwi zek z odmiennymi mechanizmami niszczenia powierzchni w czasie testu, opisanymi szczegó owo w pracy [9]. Zu ycie w testach na sucho polega na skrawaniu powierzchni tworzywa i usuwaniu ich cz ci, natomiast w testach na mokro efekt ten jest wr cz marginalizowany, przez erozyjne dzia anie wody umo liwiaj ce usuwanie ziaren w ca o ci. Paradoksalnie, w tym drugim przypadku zu ywana powierzchnia zachowuje wi ksz g adko ze wzgl du na niewielki, submikronowy rozmiar ziaren w badanych tworzywach. Podsumowanie Uzyskane wyniki bada wskazuj na potencjalnie bardzo du efektywno poprawiania odporno ci na cieranie osnowy korundowej poprzez wytwarzanie kompozytów, b d c rezultatem znacznej redukcji rozrostu ziaren korundu. Ponadto stwierdzono, e odporno na cieranie kompozytów ziarnistych (z izolowanymi wtr ceniami) mo e znacznie ró ni si w zale no ci od rodzaju fazy umacniaj cej, i rodowiska pracy. Natomiast kompozyty w uk adach zawieraj cych fazy ci g e, bez wyró nionej osnowy maj stabilne i wyrównane parametry zu yciowe. Literatura [1] Tuan W.H., Chen R.Z., Wang T.C., Cheng C.H., Kuo P.S.: Jour. Europ. Ceram. Soc., 22 [16], (2002), 2827-2833. [2] Morita Y., Nakata K., Kim Y.H., Sekino T., Niihara K., Ikeuchi K.: Biomed Mater Eng., 14 [3], (2004), 263-270. [3] Pérez-Rigueiro J., Pastor J.Y., Liorca J., Elices M., Miranzo P., Moya J.S.: Acta Materialia, 46 [15], (1998), 5399-5411. [4] P dzich Z., Haberko K.: w Advances in Science and Technology 15, Ceramics: Getting into the 2000 s, Part C, wyd. P.Vincenzini, Techna srl., Faenza, W ochy, (1999), 787-794. [5] Grabowski G, P dzich Z.: Journal of the European Ceramics Society, 27 [2-3], (2007), 1287-1292. [6] Faryna M.: Analiza zale no ci krystalografi cznych faz sk adowych w kompozytach z osnow ceramiczn. Instytut Metalurgii i In ynierii owej Polska Akademia Nauk. Kraków 2003. [7] GOST 23 208-79. [8] ASTM G 75-95 Test Method for Determination of Slurry Abrasivity (Miller Number) and Slurry Abrasion Response of Materials (SAR Number). [9] P dzich Z.: Kompozyty (Composites), 7 [3], (2007), 149-154. [10] PN-EN ISO 4287:1999 Specyfikacje geometrii wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni: metoda profi lowa. Terminy, defi nicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni. Podzi kowania Autor pragnie podzi kowa prof. Wies awowi Rakowskiemu i dr in. Marcinowi Kotowi za umo liwienie przeprowadzenia Testu Millera w Laboratorium Tribologii i In ynierii Powierzchni AGH, Pani mgr in. Barbarze Trybalskiej (Katedra Technologii Ceramiki i ów Ogniotrwa ych WIMiC AGH) za pomoc w przeprowadzeniu obserwacji mikroskopowych oraz mgr in. Anecie Fr czek Szczypta (Katedra Biomateria ów WIMiC AGH) za pomoc w wykonaniu bada profi lografi cznych. Praca powsta a dzi ki fi nansowemu wsparciu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wy szego w ramach projektu badawczego nr 3 T08D 028 30. MATERIA Y CERAMICZNE, 61, 2, (2009) 155