Czasopismo | INŻYNIERIA MATERIAŁOWA | Rocznik 2018 - zeszyt 2

The interaction characteristics of liquid magnesium and selected magnesium alloys with open-celled glassy carbon foams

Charakterystyka oddziaływania ciekłego magnezu i wybranych jego stopów z otwartokomórkowymi pianami z węgla szklistego

10.15199/28.2018.2.3

nr katalogowy: 113384
10.15199/28.2018.2.3

Streszczenie

In the article, the problem of infiltration of open-celled carbon foams by magnesium of technical purity and three cast magnesium alloys, AZ31, RZ5 and ZRE1, has been analysed. This issue is important due to a potential application of open-celled carbon foams (Cof) as a component in magnesium matrix composites. In the experiments, glassy carbon foams of porosity 20, 45 and 80 ppi were applied and the pressureless infiltration effects at 700°C in air atmosphere with proper flux protection as well as in argon atmosphere were studied. The macrostructure of the samples formed from component couples was characterized and the microstructure was examined with the LM and SEM methods. The obtained results confirm most of the literature data focused on the measurements of the carbon wettability by magnesium and indicate that spontaneous infiltration of carbon foams by magnesium is an ineffective and external force, i.e. a positive threshold pressure will be necessary in order to fabricate the composite.

Abstract

Rozwój technologii wytwarzania materiałów węglowych charakteryzujących się zespołem korzystnych właściwości w podwyższonej temperaturze sprawił, że zakres ich aplikacji jest coraz szerszy. Wśród tych materiałów występują ultralekkie otwartokomórkowe piany z węgla szklistego zbudowane z komórek o różnej wielkości, połączonych tzw. oknami. Doniesienia literaturowe i badania własne wykazały, że w kompozytach na osnowie magnezu otrzymywanych metodami ciekłofazowymi mogą być stosowane komponenty węglowe takie jak włókna węglowe, nanorurki i cząstki węgla szklistego. Oznacza to celowość przeanalizowania możliwości użycia w tych procesach również otwartokomórkowych pian węglowych. Takie rozwiązanie, zapewniając z góry ustaloną geometrię fazy zbrojącej, wymaga jej infiltracji ciekłym metalem bez możliwości dodatkowego mieszania znanego dla cząstek i włókien krótkich. Konieczne

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Inagaki M., Qiu J., Guo Q.: Carbon foam: Preparation and application. Carbon 87 (2015) 128÷152.
[2] Gallego N. C., Klett J. W.: Carbon foams for thermal management. Carbon 41 (2003) 1461÷1466.
[3] Czarnecki J. S., Blackmore M., Jolivet S., Lafdi K., Tsonis P. A.: Bone growth on reticulated vitreous carbon foam scaffolds and implementation of cellular automata modeling as a predictive tool. Carbon 79 (2014) 135÷148.
[4] Yu L., Feng Z., Fan Z., Kong Q., Xu L.: The preparation and properties of novel structural carbon foams derived from different mesophase pitche. 5th International Conference on Porous Media and Their Applications in Science, Engineering and Industry, Kona, Hawaii, USA, June 22÷27th (2014).
[5] Pec M. K., Reyes R., Sánchez E., Carballar D., Delgado A., Santamaría J., Arruebo M., Evora C.: Reticulated vitreous carbon: a useful material for cell adhesion and tissue invasion. European Cells and Materials 20 (2010) 282÷294.
[6] Gómez de Salazar J. M., Barrena M. I., Morales G., Matesanz L., Merino N.: Compression strength and wear resistance of ceramic foams-polymer composites. Materials Letters 60 (2006) 1687÷1692.
[7] Myalski J., Hekner B.: Glassy carbon foams as skeleton reinforcement in polymer composite. Composites Theory and Practice 17 (1) (2017) 41÷46. Fig. 6. SEM micrograph of Cof 20 ppi-AZ31 alloy bonding formed pressureless at temperature of 700°C in argon atmosphere (a) and elemental mapping of Mg (b), Al (c), C (d) and O (e) Rys. 6. Mikrofotografia SEM połączenia Cof 20 ppi-stop AZ31 powstałego bezciśnieniowo, w temperaturze 700°C, w atmosferze argonu (a) oraz mapy rozmieszczenia pierwiastków Mg (b), Al (c),C (d) i O (e)
[8] Gawdzińska K., Chybowski L., Bejger J. A., Krile S.: Determination of technological parameters of saturated composites based on SiC by means of model liquid. Metalurgija 55 (2016) 659÷662.
[9] San Marchi C., Kouzeli M., Rao R., Lewis J. A., Dunand D. C.: Aluminaaluminum interpenetrating-phase composites with three-dimensional periodic architecture. Scripta Materialia 49 (2003) 861÷866.
[10] Kumar P., Mallick A., Kujur M. S., Tun K. S., Shabadi R., Gupta M.: Strength of Mg-3% Al in presence of graphene nano-platelets as reinforcement. Materials Science and Technology (2018). DOI: https://doi.org /10.1080/02670836.2018.1424380.
[11] Akinwekomi A. D., Law W.-D., Tang Ch.-Y., Ling C., Tsui C.-P.: Rapid microwave sintering of carbon nanotube-filled AZ61 magnesium alloy composites. Composites Part B 93 (2016) 302÷309.
[12] Wu F., Zhu J.: Morphology of second-phase precipitates in carbon-fiber and graphite-fiber-reinforced magnesium-based metal-matrix composites. Composites Science and Technology 57 (1997) 661÷667.
[13] Olszówka-Myalska A., Myalski J., Przeliorz R., Botor-Probierz A.: Charakterystyka połączeń magnezu i stopu AZ91 z komponentami węglowymi. Inżynieria Materiałowa Materials Engineering 29 (2008) 138÷144.
[14] Olszówka-Myalska A., Myalski J., Chrapoński J.: Influence of casting procedure on microstructure and properties of Mg alloys-glassy carbon particle composite. International Journal of Materials Research 106 (2015) 741÷749.
[15] Feldhoff A., Pippel E., Woltersdorf J.: Carbon-fibre reinforced magnesium alloys: nanostructure and chemistry of interlayers and their effect on mechanical properties. Journal of Microscopy 196 (1999) 185÷193.
[16] Olszówka-Myalska A.: Kompozyty magnezowe. Wybrane zagadnienia technologiczne. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2017).
[17] Shi W., Kobashi M., Choh T.: Wettability of molten magnesium on carbon and AlN. Journal of the Japan Institute of Metals and Materials 64 (2000) 335÷338.
[18] Shinozaki N., Morita J., Wasai K.: Wetting of graphite by molten magnesium. Journal of the Japan Institute of Light Metals 55 (2005) 310÷314.
[19] Uozumi H., Kobayashi K., Nakanishi K., Matsunaga T., Shinozaki K., Sakamoto H., Tsukada T., Masuda C., Yoshida M.: Fabrication process of carbon nanotube/light metal matrix composites by squeeze casting. Materials Science and Engineering A 495 (2008) 282÷287.
[20] Yao Y., Xu Z., Sugio K., Choi Y., Kang S., Fu R., Sasaki G.: Nickel formation on graphite sheet surface for improving wettability with magnesium alloy. Materials Transactions 50 (2015) 1693÷1697.
[21] Zhang D., Shen P., Shi L., Jiang Q.: Wetting of B4C, TiC and graphite substrates by molten Mg. Materials Chemistry and Physics 130 (2011) 665÷671.
[22] Datasheet of Melrasal Fluxes (No. 498), Magnesium Elektron.
[23] Datasheet of Elektron AZ31B (No. 482t), Magnesium Elektron.
[24] Datasheet of Elektron RZ5 (No. 452), Magnesium Elektron.
[25] Datasheet of Elektron ZRE1 (No. 450), Magnesium Elektron.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 113384 "The interaction character..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - e-zeszyt (pdf) 2018-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	65.00 zł

Prenumerata

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

402.00 zł

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - papierowa prenumerata roczna	492.00 zł brutto 455.56 zł netto 36.44 zł VAT (stawka VAT 8%)
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - pakowanie i wysyłka	21.00 zł brutto 17.07 zł netto 3.93 zł VAT (stawka VAT 23%)

513.00 zł

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	600.00 zł brutto 555.56 zł netto 44.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

600.00 zł

Zeszyt

2018-2

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma