Wpływ warunków zagęszczania wirówkowego proszków na kształtowanie struktury gradientowej spieków diamentowych

Monografia ukazała się w ramach cyklu wydawniczego „Prace Instytutu Zaawansowanych Technologii Wytwarzania. Seria Zeszyty Naukowe”, nr 89, 2011 r.

Zaprojektowano i otrzymano kompozyty diament-Ti₃SiC₂ (węglik tytanowo-krzemowy) z gradientem stężenia faz. Matematyczny model procesu sedymentacji wirówkowej bazował na modyfikacji równania Stokesa poprawką Barnea-Mizrahi. Do opisu sedymentacji grup sferycznych cząstek o różnych rozmiarach dla różnorodnych materiałów skonstruowano algorytm na bazie programu Mathematica. Symulacje wykazały, że jest możliwe otrzymywanie gradientu z ciągłą zmianą stężenia jednej fazy względem drugiej, z zastosowanej zawiesiny wyjściowej. Diamentowe kompozyty spiekano techniką wysokociśnieniową HPHT, a następnie wykonano szereg badań materiałowych. Spośród otrzymanych kompozytów gradientowych wytypowano materiał o najkorzystniejszej strukturze, dla którego przeprowadzono próby skrawania. Zastosowanie węglika tytanowo-krzemowego umożliwia bezpośrednie połączenie płytki skrawającej z gradientowego kompozytu w oprawce narzędziowej metodą lutowania z użyciem spoiw przeznaczonych do lutowania węglików. Opisano m.in. stanowisko badawcze do otrzymywania gradientowych kompozytów polikrystalicznego diamentu, procedurę procesu sedymentacji wirówkowej i spiekania wysokociśnieniowego.