Thermal resistance of PCD materials with borides bonding phase

In these studies, one group of PCD materials was prepared using diamond powder and 10 wt % of TiB₂ and the second batch of the PCD material was prepared using a mixture of diamond powder with 5 wt % of TiB₂ and 2 wt % of Co. The materials have been sintered using a Bridgman-type high-pressure apparatus at 8.0±0.2 GPa, at a temperature of 2000±50 °C. Thermogravimetric (TG) measurements and Differential Thermal Analysis (DTA) have been carried out for diamond micropowders, TiB₂ bonding phase, and sintered composites. The coefficients of friction for diamond composites in a sliding contact with an Al₂O₃ ceramic ball have been determined from the room temperature up to 800 °C. Material phase compositions were analyzed for initial samples and after wear tests, at the temperature of 800 °C. Raman spectra of diamond composites with borides bonding phases, observed for the first-order zone centre modes of diamond and graphite during the heating up to 800 °C in air have been presented. Thermal properties have been compared with the commercial diamond-cobalt PCD. It has been found that diamond with TiB₂ and Co is the most resistant to the hardness changes at elevated temperatures and this material maintains the high hardness value up to 800 °C but it has a high coefficient of friction.Досліджено полікристалічні алмазні композити – одну групу матеріалів було приготовано з використанням алмазного порошку і 10 % (за масою) TiB₂, а другу – з алмазного порошку, 5 % (за масою) TiB₂ і 2 % (за масою) Co. Матеріали було спечено в апараті високого тиску типу Бріджмена при тиску 8,0±0,2 ГПа і температурі 2000±50 °С. Термогравіметричні вимірювання та диференційний термічний аналіз було проведено для алмазних мікропорошків, зв’язуючої фази TiB₂ і спечених композітов. Визначено коефіцієнти тертя для алмазних композитів при ковзному контакті з кулькою з кераміки Al₂O₃ при температурі від кімнатної до 800 °С. Фазові склади матеріалів проаналізовано для вихідних зразків і після їх випробування на знос при температурі 800 °С. Представлено спектри комбінаційного розсіювання алмазних композитів зі зв’язуючими фазами боридів, що спостерігаються в центрі зони першого порядку алмазу і графіту в процесі нагрівання до 800 °С на повітрі. Порівнювали термічні властивості отриманих полікристалічних алмазних композитів і промислового композита алмаз–кобальт. Було виявлено, що алмаз з TiB₂ і Co є найбільш стійким до змін твердості при підвищених температурах і зберігає високу твердість до 800 °С, але має високий коефіцієнт тертя.Исследованы поликристаллические алмазных композиты – одна группа материалов была приготовлена с использованием алмазного порошка и 10 % (по массе) TiB₂, а вторая – из алмазного порошка, 5 % (по массе) TiB₂ и 2 % (по массе) Co. Материалы были спечены в аппарате высокого давления типа Бриджмена при давлении 8,0±0,2 ГПа и температуре 2000±50 °С. Термогравиметрические измерения и дифференциальный термический анализ были проведены для алмазных микропорошков, связующей фазы TiB₂ и спеченных композитов. Определены коэффициенты трения для алмазных композитов при скользящем контакте с шариком из керамики Al₂O₃ при температуре от комнатной до 800 °С. Фазовые составы материалов проанализированы для исходных образцов и после их испытания на износ при температуре 800 °С. Представлены спектры комбинационного рассеяния алмазных композитов со связующими фазами боридов, наблюдаемые в центре зоны первого порядка алмаза и графита в процессе нагрева до 800 °С на воздухе. Сравнивали термические свойства полученных поликристаллических алмазных композитов и промышленного поликристаллического композита алмаз–кобальт. Было обнаружено, что алмаз с TiB₂ и Co является наиболее устойчивым к изменениям твердости при повышенных температурах и сохраняет высокую твердость до 800 °С, но имеет высокий коэффициент трения

Temperatures during the dry cutting of titanium alloy using diamond composites with ceramic bonding phases

In this paper the thermal properties of diamond composites with ceramic bonding phases, such as the Ti–Si–C system with nanometric Ti(CN) and TiB₂ are presented. The thermal conductivities of the materials were analyzed by the laser pulse method. In addition, computational simulations of the temperature dependence on the distance from the cutting edge were performed according to the finite element method for the investigated composites, commercial PCD, and hypothetical diamond monocrystal.Досліджено теплові властивості алмазних композитів з керамічними зв’язуючими фазами, таких як системи Ti–Si–C з нанометровим Ti(CN) і TiB₂. Теплопровідності матеріалів проаналізовано за допомогою методу лазерного імпульсу. Крім того, методом скінченних елементів виконано числове моделювання залежності температури від відстані до ріжучої кромки для досліджених композитів, комерційного PCD і гіпотетичного монокристалу алмазу. Розглянуто дві швидкості різання в ході числового обчислення: 100 і 200 м/хв.Исследованы тепловые свойства алмазных композитов с керамическими связующими фазами, таких как системы Ti–Si–C с нанометровым Ti(CN) и TiB₂. Теплопроводности материалов проанализированы с помощью метода лазерного импульса. Кроме того, методом конечных элементов выполнено числовое моделирование зависимости температуры от расстояния до режущей кромки для исследованных композитов, коммерческого PCD и гипотетического монокристалла алмаза. Рассматривали две скорости резки в ходе числового вычисления: 100 и 200 м/мин

Diamond-max ceramics bonding phase composites – phases and microstructure analysis

The possibility for improving the thermal stability of polycrystalline materials based on diamond (PCD) is to reduce the content of cobalt. Diamond compacts without cobalt phases with Ti3₃iC₂ і Cr₂AlC prepared using the method of self-propagating high-temperature synthesis (SHS). The resulting compacts with 20 wt. % of the above phases were exposed to high pressure and temperature in order to further consolidate the structure by sintering. Sintering was performed at 8±0.2 GPa and 1950±50 °C. Phase composition and microstructural study of the original compacts and the composites made by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).Одна з можливостей підвищення термостійкості полікристалічних матеріалів на основі алмазу (PCD) полягає в зменшенні вмісту в них кобальту. Алмазні компакти без кобальту з фазами Ti3₃iC₂ і Cr₂AlC отримували з використанням методу само поширюваного високотемпературного синтезу (SHS). Отримані компакти з 20 мас. % зазначених фаз піддавали дії високого тиску і температури з метою подальшої консолідації структури шляхом спікання. Процес спікання здійснювали при 8 ± 0,2 ГПа и 1950 ± 50 °С. Фазовий склад і мікроструктурні дослідження вихідних компактів і отриманих композитів виконані методами рентгенівської дифрактометрії (XRD) і скануючої електронної мікроскопії (SEM).Одна из возможностей повышения термостойкости поликристаллических материалов на основе алмаза (PCD) заключается в снижении содержания в них кобальта. Алмазные компакты без кобальта с фазами Ti3₃iC₂ и Cr₂AlC получали с использованием метода самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (SHS). Полученные компакты с 20 % по мас. указанных фаз подвергали воздействию высокого давления и температуры с целью дальнейшей консолидации структуры путем спекания. Процесс спекания осуществляли при 8 ± 0,2 ГПа и 1950 ± 50 °С. Фазовый состав и микроструктурные исследования исходных компактов и полученных композитов выполнены методами рентгеновской дифрактометрии (XRD) и сканирующей электронной микроскопии (SEM)

Tensile properties of austenitic cast iron with 17% and 23% of nickel

Vydáno chybně pod ISSN 1210-047

Cast Hybrid Composites Designated for Air Compressor Pistons

The main purpose of the investigations was to develop the phase composition of the composite assuming that the component selection criterion will be the formability of piston work surfaces during the machining. Wear resistance under the friction conditions was assumed as the additional parameter for the assessment of composite material. In the study were used AlSi7Mg/SiC+Cg and AlSi7Mg/SiC+GR hybrid composites prepared by the stir casting method

Cast Hybrid Composites Designated for Air Compressor Pistons

The main purpose of the investigations was to develop the phase composition of the composite assuming that the component selection criterion will be the formability of piston work surfaces during the machining. Wear resistance under the friction conditions was assumed as the additional parameter for the assessment of composite material. In the study were used AlSi7Mg/SiC+Cg and AlSi7Mg/SiC+GR hybrid composites prepared by the stir casting method

Structure properties of AlSi7Mg/SiC composite produced by stir casting method

The paper presents the structure studies on composites of aluminum alloy matrix with addition of silicon carbide phase (from 5 to 15 vol.% SiC and 10 vol.% SiC + 10 vol.% graphite) obtained by the stir casting method. The aim of this work is to determine the influence of the SiC content and electrical discharge machining processes on the phase composition, microstructure, and values of residual stresses. In order to determine the heterogeneity of the obtained materials, the X-ray diffraction analysis was performed in different sample orientations to the direction of the X-ray beam (perpendicular and parallel), using different geometries (the Bragg-Brentano and grazing incident X-ray diffraction). This work presents the results of the residual stress analysis in the tested composites generated by various content of SiC additives. Residual stresses were determined by both of the ın²ψ and g-ın²ψ X-ray methods. Obtained results shown the significant gradient of residual stress in all cases

Dye solar modules for facade applications. Recent results from project ColorSol

With respect to a first market introduction, one advantage of dye solar cell (DSC) modules is the combination of photovoltaic (PV) solar electricity with decorative aspects. We report on the recent results achieved in the frame of the German project ColorSol. The project focuses on the application field of building-integrated PVs (facades, PV-glazing, etc.). Design concepts, as well as scenarios for the application of the DSC technology in architecture and facade planning are developed and the application potential is quantified in cooperation with potential users. Prototypes of glass facade elements (70 cm x 200 cm) have been developed which consist of several serially interconnected DSC modules each with a size of 30 cm x 30 cm. The results of module characteristics under various outdoor illumination conditions and under partial shading are reported. Visual impressions of the DSC facade elements are presented