Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Ceramic-metal composites manufactured via infiltration of porous ceramic materials

Michał Andrzej Kukielski

Abstract

Recently there is a growing need for materials more and more proficient in their uses. It is so to the point where normal monolithic materials cannot keep up with the needs of our civilization. Thus materials known as composites which consist of at least two phases differing in properties made their appearance. Up to date composites have found many applications in different branches of industry. In particular ceramic-metal composites are known for their improved mechanical or electric properties as well as heat resistance in comparison to ceramic material. As the need for such materials increases it is important to invent new, more efficient or more specific ways to create them. In order to confirm whether infiltration of porous ceramic materials is a valid way to create this type of materials and if so to specify how to improve obtained material process was examinated on all of its stages. The three main stages of this process being: preparation of porous material, infiltration of porous material with solution of appropriate metal precursor and sintering to dense ceramic with simultaneous reduction of the precursor. The optimal conditions of die pressing were established by investigating the porosity and density of raw material die pressed under different pressures. Additionally impact of dampening on pressing parameters was confirmed. Four different methods of infiltration were compared with regards to efficiency in addition to determining the influence of infiltrating solution's concentration on the amount of precursor deposited on the porous ceramics. After determining optimal condition for these two processes samples infiltrated with chromium (III) nitrate nad ammonium molybdate tetrahydrate were manufactured and sintered in reductive atmosphere at 1600°C. Resulting samples were examined in order to determine their mechanical properties and composition. The results of this work are discussed below.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Michał Andrzej Kukielski (FC) Michał Andrzej Kukielski,, Faculty of Chemistry (FC)
Title in Polish
Kompozyty ceramika-metal otrzymywane metodą infiltracji ceramicznych tworzyw porowatych
Supervisor
Mikołaj Szafran (FC/CChT) Mikołaj Szafran,, Chair of Chemical Technology (FC/CChT)Faculty of Chemistry (FC)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Chair of Chemical Technology (FC/CChT)
Study subject / specialization
, Technologia Chemiczna
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
04-02-2016
Issue date (year)
2016
Reviewers
Stanisław Kuś (FC/CAC) Stanisław Kuś,, Chair Of Analytical Chemistry (FC/CAC)Faculty of Chemistry (FC) Mikołaj Szafran (FC/CChT) Mikołaj Szafran,, Chair of Chemical Technology (FC/CChT)Faculty of Chemistry (FC)
Keywords in Polish
kompozyty ceramika - metal; ceramika porowata; chrom; molibden; infiltracja;
Keywords in English
ceramic - metal composites; porous ceramics; chromium; molybdenum; infiltration;
Abstract in Polish
Obecnie coraz bardziej rosną wymagania stawiane materiałom. Już w tym momencie wymagania te są na tyle wysokie, że zwykłe, monolityczne materiały nie mogą im sprostać. W związku z tym coraz częściej konieczne jest używanie materiałów kompozytowych, czyli takich składających się z przynajmniej dwóch faz różniących się właściwościami. Już teraz materiały te znalazły zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. W szczególności kompozyty ceramika-metal to materiały które posiadają poprawione właściwości mechaniczne lub elektryczne, mogą także charakteryzować się poprawioną ogniotrwałością. Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na takie materiały staje się ważnym aby opracowywać nowe, efektywniejsze, lub łatwiejsze w kontroli sposoby ich wytwarzania. Aby sprawdzić czy infiltracja ceramicznego tworzywa porowatego jest dobrą metodą do wytwarzania tego typu materiałów oraz określenia najważniejszych zagadnień mogących wpłynąć na poprawę jakości otrzymanego materiału, proces został zbadany na trzech etapach: wytwarzanie ceramiki porowatej, infiltracja materiału porowatego roztworem prekursora metalu i spiekanie do ceramiki gęstej z jednoczesną redukcją prekursora. Optymalne warunki prasowania zostały określone poprzez badanie zależności pomiędzy ciśnieniem prasowania, a porowatością i gęstością surowego materiału. Dodatkowo potwierdzony został wpływ nawilżenia na prasowalność użytego granulatu. Cztery różne metody infiltracji zostały porównane pod względem skuteczności, ponadto sprawdzono wpływ stężenia roztworu prekursora na ilość prekursora na nasączonych próbkach. Następnie, dla ustalonych optymalnych warunków, przygotowano próbki nasączone roztworami azotanu (V) chromu (III) i molibdenianu (VI) amonu. Próbki zostały spieczone w atmosferze redukcyjnej w temperaturze 1600°C i zbadane pod względem właściwości mechanicznych i składu. Wyniki badań zostały dokładnie omówione w ninejszej pracy.
File
  • File: 1
    Praca Inżynierska - Michał Kukielski.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8449

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT3fdbe7a422f94b528bf2eb476bfed42d/
URN
urn:pw-repo:WUT3fdbe7a422f94b528bf2eb476bfed42d

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page