Thesis /

ROMDOC-THESIS-2017-1256

Cercetări privind materialele compozite din sistemul aluminiu-carbură de siliciu (particule) turnate

Odagiu, Iuliana-Jenica
2014-05-29

Abstract: UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI FACULTATEA DE ȘTIINȚA ȘI INGINERIA MATERIALELOR DEPARTAMENTUL DE PROCESAREA MATERIALELOR METALICE ȘI ECOMETALURGIE ABSTRACTUL TEZEI DE DOCTORAT Cercetări privind materialele compozite din sistemul aluminiu – carbură de siliciu (particule) turnate Researches on the cast aluminum - silicon carbide (particles) composite materials Conducător de doctorat: Prof. dr. ing. Florin ȘTEFĂNESCU Autor: Ing. Iuliana – Jenica ODAGIU (SIMA) Teza de doctorat abordează, din punct de vedere teoretic şi experimental, principalele probleme care apar şi trebuie luate în considerare la producerea, turnarea şi solidificarea compozitelor metalice, în special a celor cu materialul complementar sub formă de particule. Rezultatele obținute pentru realizarea amestecului compozit implică, într-o prima etapă, analiza procesului de înglobare a particulelor din SiC în topitura metalică. Valorile ridicate calculate pentru accelerația critică impun necesitatea aplicării unor metode de îmbunătățire a condițiilor de umectare: acoperirea particulelor cu o peliculă metalică; alierea topiturii metalice; supraîncălzirea băii metalice; tratarea termică a materialului dispersat în vederea oxidării sau eliminării gazelor adsorbite în stratul superficial. Teza urmărește stabilirea parametrilor care influenţează calitatea compozitelor aluminiu – carbură de siliciu (particule) turnate şi solidificate (cum ar fi stabilirea condiţiilor de umectare, determinarea vitezei de segregare a materialului complementar în matricea lichidă şi influenţa dimensiunii şi concentraţiei fazei complementare asupra procesului de segregare); determinarea unor caracteristici ale procesului de turnare-solidificare ale compozitelor din sistemul aluminiu – carbură de siliciu (particule) şi variaţiile acestora cu procentul de carbură de siliciu (particule); determinarea influenţei proporţiei de carbură de siliciu (particule) asupra parametrilor cinetici ai proceselor de cristalizare-solidificare; analiza microstructurală a compozitelor aluminiu – carbură de siliciu; evaluarea calităţii materialelor compozite pe bază de aluminiu, cu particule de carbură de siliciu prin inspecţia nedistructivă cu ultrasunete. Încercările experimentale privind determinarea porozității, efectuate prin metoda arhimedică şi prin cântărire, au fost completate şi validate prin măsurarea atenuării intensității undelor ultrasonore pe probele cilindrice ϕ30x80 mm. În plus, verificarea ultrasonică a evidenţiat distribuţia zonelor cu porozitate maximă în raport cu axa longitudinală a probei. Cercetările efectuate au evidențiat tendința de creștere a porozității odată cu creșterea proporției de particule și de reducere a acesteia odată cu mărirea vitezei de răcire. Avantajul compozitelor din sistemul aluminiu – carbură de siliciu, materialul de ranforsare fiind sub formă de particule, este acela că, au proprietăţi care le fac utile în numeroase domenii şi industrii, în special datorită rezistenţei lor mari la uzare, în condiţii de frecare abrazivă. Matricea (plastică) reţine particulele (dure), rezultând un material uşor, dar cu proprietăţi tribologice foarte bune. Apar totuși probleme legate de prelucrarea mecanică a produselor din materiale compozite din acest sistem, având în vedere duritatea mare a particulelor și tendința de smulgere a acestora din matrice. This thesis analyses, both theoretically and experimentally, main problems that might appear and must be taken into account in production, casting and solidification of the metal composites, especially of the complementary material in form of particles. The obtained results for the achievement of the composite mixture imply in the first stage the analysis process of embedding the SiC particulates into the metal melting. High values calculated for the critical acceleration require the necessity for improved methods of the wetting conditions: coating the particles with a metal film; alloying of the metal melt; overheating of the metal bath; the thermal treatment of the dispersed material to oxidation and elimination of adsorbed gases in the top layer. The thesis aims to establish the parameters that influence the quality cast aluminum - silicon carbide (particles) composite materials and solidified (such as establishing the conditions for wetting, determining the rate of segregation of complementary material in the liquid matrix and influence the size and concentration of the complementary phase of the process of segregation; determining the characteristics of the process of casting-solidification aluminum - silicon carbide (particles) composite materials and the changes in the percentage of silicon carbide (particle); determining the influence of the proportion of silicon carbide (particle) on the kinetic parameters of the processes of crystallization-solidification; microstructural analysis of composite aluminum - silicon carbide; evaluating the quality of composite materials based on aluminum, with particles of silicon carbide by ultrasonic non-destructive inspection. Experimental tests on porosity determination made by the buoyancy method and by weighing were completed and validated by measuring the intensity of ultrasonic wave attenuation in cylindrical samples ϕ30x80 mm. In addition, ultrasonic verification revealed areas of pore size distribution in relation to the longitudinal axis of the sample. Research has highlighted the growing trend of porosity with increasing proportion of particles and its reduction with increasing cooling rate. The advantage of the system composites, aluminum - silicon carbide, the reinforcement material is in particulate form, is that they have properties that make them useful in many fields and industries, in particular due to their high resistance to wear, abrasive friction conditions. The matrix (plastic) retains particles (hard), resulting in a lightweight, but very good tribological properties. However, problems arise machining composite materials products in this system, given the high hardness of the particles and their tendency to pull off from the matrix.

Keyword(s): Compozite -- Teză de doctorat ; Compozite cu matrice metalică -- Teză de doctorat ; Aluminiu -- Aliaje -- Teză de doctorat
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files

Similar records

 

People who viewed this page also viewed:

(240)  Tehnologiile informării şi comunicării : suport de curs - Curta, Olimpia - ROMDOC-BOOK-2007-005 (239)  Optimizarea conceptuală şi operaţională a instalaţiilor chimice multiscop - Voinescu, Sorin - ROMDOC-BC_UPB-THESIS-2003-000000054 (233)  Cercetări privind dezvoltarea de interfeţe utilizator virtuale pentru aplicaţii de teleoperare în robotică - Popa, Stelian - ROMDOC-THESIS-2021-2322 (233)  Sisteme electronice de control automat a proceselor tehnologice din industria cimentului - Bernea, Florin George - ROMDOC-THESIS-2021-2312 (232)  Monitorizarea şi controlul sistemelor electrotermice modernizate - Voicu, Alexandru - ROMDOC-THESIS-2020-2024

 

Rate this document:

Be the first to review this document.

Discuss this document:

Start a discussion about any aspect of this document.