Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
Strona główna > Publikacje
Publikacje
Pomoc (F2)
[34384] Artykuł:

Formation of layered Mg/eutectic composite using diffusional processes at the Mg-Al interface

(Otrzymywanie kompozytu warstwowego Mg-eutektyka na drodze procesów dyfuzyjnych zachodzących na granicy Mg-Al)
Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials   Tom: 56, Zeszyt: 3, Strony: 677-684
ISSN:  1733-3490
Wydawca:  POLISH ACAD SCIENCES COMMITTEE METALLURGY, AL MICKIEWICZA 30, AGH, PAW., A-4,III P., POK 312B, 30-059 KRAKOW, POLAND
Opublikowano: 2011
 
  Autorzy / Redaktorzy / Twórcy
Imię i nazwisko Wydział Katedra Procent
udziału		 Liczba
punktów
Andrzej Dziadoń orcid logoWMiBMKatedra Technik Komputerowych i Uzbrojenia**3310.00  
Renata Mola orcid logoWMiBMKatedra Technik Komputerowych i Uzbrojenia**3310.00  
Ludwik Błaż33.00  

Grupa MNiSW:  Publikacja w czasopismach wymienionych w wykazie ministra MNiSzW (część A)
Punkty MNiSW: 20
Klasyfikacja Web of Science: Article

DOI LogoDOI     Web of Science Logo Web of Science     Web of Science LogoYADDA/CEON    
Słowa kluczowe:

kompozyt warstwowy  intermetalik 

Keywords:

layered composite  intermetallics 


Streszczenie:

Opracowano metodę otrzymywania kompozytu zbudowanego z warstw magnezu i warstw zawierających związek międzymetaliczny, wykorzystując jako substraty blachę magnezu i blachę aluminium. Stosując złącze dyfuzyjne Mg/Al przeprowadzono badania zmian strukturalnych zachodzących pod wpływem temperatury na granicy międzyfazowej magnez-aluminium oraz badania wzrostu warstwy produktów reakcji. Stwierdzono, że warstwa ta, utworzona w wyniku zachodzących w stanie stałym przemian dyfuzyjnych, składa się z dwu podwarstw o strukturze związków międzymetalicznych: Al3Mg2 i Mg17Al12. Szybkość wzrostu warstwy zwiększa się znacznie, gdy na granicy Mg-Al pojawia się faza ciekła. Mikrostruktura utworzona podczas krzepnięcia zawiera głównie eutektykę, składającą się ze związku międzymetalicznego Mg17Al12 i roztworu stałego aluminium w magnezie. Zjawiska zachodzące na granicy magnez-aluminium zostały wykorzystane do formowania kompozytu warstwowego magnez-eutektyka. Arkusze blachy magnezu i blachy aluminium ułożone naprzemiennie w pakiet wygrzewa się do momentu wyczerpania się aluminium w reakcji z magnezem zachodzącej z udziałem fazy ciekłej. W wyniku powstaje kompozyt składający się z warstw pozostałego magnezu i warstw eutektyki zbudowanej z Mg17Al12 i roztworu stałego aluminium w magnezie. Gwałtowne krzepnięcie pozwala uzyskać eutektykę o drobnoziarnistej mikrostrukturze. Przez dobór stosunku grubości wyjściowych arkuszy blachy magnezu i blachy aluminium można wykonać kompozyty o dowolnym stosunku grubości magnezu do grubości warstw o strukturze eutektyki.



Abstract:

A processing technique has been developed to produce a layered magnesium-intermetallic compound light composite from elemental magnesium and aluminium sheets. Structural examination and measurements of transition layer grown at the magnesium-aluminium interface at high annealing temperature were performed. It was found using Mg/Al diffusion couple that solid state diffusion results in development of Al3Mg2 and Mg17Al12 intermetallic compounds, which are separated into two sublayers. The rate of the layer growth substantially increases with the appearance of the liquid phase at the Mg-Al interface. The microstructure resulted from the partial solidification contains an eutectic composed of Mg17Al12 intermetallic compound and solid solution aluminium in magnesium. The structural processes, which transform the magnesium-aluminium interface, can be applied for fabrication of layered magnesium-eutectic composites. Alternately stacked magnesium and aluminium sheets, formed into a packet, were heated until aluminium was exhausted throughout the course of the Mg-Al reaction with the liquid phase contribution. As a result, the composite containing residual magnesium and layers of eutectic mixture (Mg17Al12 and solid solution of aluminium in magnesium) was obtained. Rapid solidification resulted in fine-grained eutectic microstructure development. Using the presented method, composites with required thickness ratio of magnesium and the eutectic layers can be obtained by choosing appropriate thickness ratio of starting magnesium and aluminium sheets.


B   I   B   L   I   O   G   R   A   F   I   A
[1] H. Friedrich, S. Schumann, Research for a "new age of magnesium" in the automotive industry. J. Mater. Process. Tech. 117, 276-281 (2001).
[2] A. Bochenek, K.N. Braszczyńska, Structural analysis of the MgAl5 matrix cast composites containing SiC particles. Mat. Sci. Eng. A 290, 122-127 (2000).
[3] R. A. Saravanan, M.K. Surappa, Fabrication and characterization of pure magnesium-30 vol.%SiCp particle composite. Mat. Sci. Eng. A 276, 108-116 (2000).
[4] M. Gupta, L. Lu, M.O. Lai, K.H. Lee, Microstructure and mechanical properties of elemental and reinforced magnesium synthesized using flux-less liquid-phase process, Mat. Res. Bull. 34, 1201-1214 (1999).
[5] H. Y. Wang, Q.C. Jiang, X.L. Li, J.G. Wang, In situ synthesis of TiC/Mg composites in molten magnesium, Scr. Mater. 48, 1349-1354 (2003).
[6] A. Contreras, V.H. Lopez, E. Bedolla, Mg/Ti composites manufactured by pressure-less melt infiltration. Scripta Materialia Scr. Mater. 51, 249-253 (2004).
[7] H. Y. Wang, Q. C. Jiang, Y. Q. Zhao, F. Zhao, B. X. Ma, Y. Wang, Fabrication of TiB2 and TiB2-TiC particulates reinforced magnesium matrix composites, Mat. Sci. Eng. A 372, 109-114 (2004).
[8] S. F. Hassan, M. Gupta, Development of a novel magnesium-copper based composite with improved mechanical properties. Mat. Res. Bull. 37, 377-389 (2002).
[9] K. Mizuuchi, K. Inoue, K. Hamada, M. Sugioka, M. Itami, M. Fukusumi, M. Kawahara, Processing of TiNi SMA fiber reinforced AZ31 Mg alloy matrix composite by pulsed current hot pressing. Mat. Sci. Eng. A 367, 343-349 (2004).
[10] P. Cortes, W.J. Cantwell, Fracture properties of a fiber-metal laminates based on magnesium alloy. J. Mat. Sci. 39, 1081-1083 (2004).
[11] W. L. E. Wong, M. Gupta, Using hybrid reinforcement methodology to enhance overall mechanical performance of pure magnesium. J. Mat. Sci. 40, 2875-2882 (2005).
[12] J. C. Rawers, H. E. Maupin, Metal-intermetallic composites formed by reaction-sintering metal foils. J. Mat. Sci. Lett. 12, 637-639 (1993).
[13] J. C. Rawers, J. S. Hansen, D. E. Alman, J. A. Hawk, Formation of sheet metal-intermetallic composites by self-propagation high-temperature reactions. J. Mat. Sci. Lett. 13, 1357-1360 (1994).
[14] D. E. Alman, J.C. Rawers, J.A. Hawk, Microstructural and failure characteristics of metal-intermetallic layered sheet composites. Metall. Mater. Trans. A 26, 589-599 (1995).
[15] D. J. Harach, K. S. Vecchio, Microstructure evolution in metal-intermetallic laminate (MIL) composites synthesized by reactive foil sintering in air. Metall. Mater. Trans. A 32, 1493-1505 (2001).
[16] A. Dziadoń, M. Konieczny, Structural transformations at the Cu-Ti interface during synthesis of cooper-intermetallics layered composite. Kovové Mater., 42-50, (2004).
[17] A. Dziadoń, M. Konieczny, M. Gajewski, M. Iwan, Z. Rzączyńska, Microstructure evolution at the Cu-Ti interface during high temperature synthesis of copper-intermetallic phases layered composite, Archives of Metallurgy and Materials 54, 2 (2009).
[18] M. Konieczny, A. Dziadoń, Mechanical behaviour of multilayer metal-intermetallic laminate composite synthesised by reactive sintering of Cu/Ti foils, Archives of Metallurgy and Materials 52, 4 (2007).
[19] Phase Equilibria, Crystallographic and Thermodynamic Data of Binary Alloys, Landolt-Börstein. New Series IV/5. Springer (1998).
[20] G. W. Powell, J. D. Baun, Diffusion in the gold-indium system, Trans. Metall. AIME 230, 694-699 (1964).
[21] A. J. Hickl R. W. Heckel, Kinetics of phase layer growth during aluminide coating of nickel, Metall. Trans. A, 431-440 (1975).
[22] N. Tunca, R. W. Smith, Intermetallic compound layer growth at the interface of solid refractory metals molybdenum and niobium with molten aluminum, Metall. Trans. A 20, 825-836 (1989).
[23] P. L. Tu, Y. C. Chan, K. C. Hung, J. K. L. Lai, Growth kinetics of intermetallic compounds in chip scale package solder joint. Scr. Mater. 44, 317-323 (2001).

POWRÓT
Strona główna > Publikacje