Improvement of Mechanical Properties on a Surface of Bulk Ceramics

0332308 - ÚFP 2010 RIV SE eng C - Konferenční příspěvek (zahraniční konf.)
Ctibor, Pavel - Kraus, L.
Improvement of Mechanical Properties on a Surface of Bulk Ceramics.
[Zlepšení mechanických vlastností povrchu keramiky.]
Proceedings of the 22nd International Conference on Surface Modification Technologies. Trollhättan: University West, 2009 - (Sudarshan, T.; Nylen, P.), s. 247-254. ISBN 978-0-9817065-1-1.
[International Conference on Surface Modification Technologies SMT22/22./. Trollhättan (SE), 22.09.2008-24.09.2008]
Grant CEP: GA AV ČR 1QS200430560
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20430508
Klíčová slova: Bulk ceramics * plasma post-treatment * diode laser * wear resistance * mechanical testing
Kód oboru RIV: JH - Keramika, žáruvzdorné materiály a skla

Ways to improve mechanical properties on a surface of bulk ceramics were presented. First of all, samples of bulk ceramics were superficially remelted by a diode laser Rofin DL 031Q. In the series of following experiments the authors achieved a similar kind of surface treatment with a plasma torch conventionally utilized for plasma spraying. Commercial bulk ceramic materials produced via sintering or casting were treated. The materials were members of ternary systems, such as, magnesia-alumina-silica and zirconia-alumina-silica. Before and after thermal treatment, the microstructure was studied and the microhardness was measured in surface layers and also deep inside the bulk body. Slurry abrasion resistance was determined as well. Microhardness and wear resistance is improved with Eucor and at certain degree also regarding cordierite. The microstructural character of a completely remelted external layer, partly influenced intermediate layers, and the original bulk body is discussed.

V článku jsou představeny způsoby zlepšení mechanických vlastností povrchu keramiky. Nejprve byly díly z objemové keramiky (bulk) povrchově přetaveny diodovým laserem. K povrchovému přetavení vybraných keramických vzorků byl použit plazmatron s vodní stabilizací WSP, používaný tradičně pro plazmové nástřiky. Použití tohoto zařízení pro tepelné ovlivnění objemových tuhých těles je spojeno s řadou komplikací daných zejména obrovskými teplotními gradienty. Text ukazuje možnost dosáhnout dobrých výsledků, pokud je vhodně zvolen zpracovaný materiál i režim jeho interakce s plazmatem. Studované materiály jsou tvořeny trojicí oxidů MgO-Al2O3-SiO2, respective ZrO2-Al2O3-SiO2. U neovlivněných a tepelně ovlivněných vzorků byla vyšetřována otěruvzdornost v suspenzi dle ASTM G 75 a mikrotvrdost. Výsledky ukazují zlepšení studovaných mechanických vlastností povrchových vrstev po přetavení plazmatronem, zejména z hlediska aplikací vyžadujících otěruvzdornost.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0177604