plik Adobe PDF / Get full paper - Adobe PDF file

KOMISJA BUDOWY MASZYN PAN – ODDZIAà W POZNANIU
Vol. 29 nr 1
Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
2009
JACEK JACKOWSKI*
RUCH CIEKàEJ OSNOWY
W KAPILARACH MATERIAàU ZBROJENIA
RECYKLOWANEGO MATERIAàU KOMPOZYTOWEGO
Z NASYCANYM ZBROJENIEM
W artykule przedstawiono analizĊ zachowania ciekáego metalu w kapilarach (fazy staáej)
w obecnoĞci dodatkowej fazy ciekáej. Zagadnienie dotyczy recyklingu metodą rozdzielania skáadników metalowych materiaáów kompozytowych uzyskiwanych przez nasycanie ciekáym metalem
porowatych ksztaátek zbrojenia. Coraz powszechniejsze stosowanie tych nowoczesnych tworzyw
konstrukcyjnych wskazuje na celowoĞü opracowania technologii ich recyklingu. Charakter tych
materiaáów sprawia, Īe jedynym sposobem ich recyklingu jest rozdzielanie skáadników. Samorzutne wypáywanie metalu osnowy z kapilar jest nieskuteczne, wiĊc konieczne jest stosowanie
odpowiednich oĞrodków recyklingowych intensyfikujących ten proces. Skutkiem ich stosowania
jest tzw. ukáad recyklingowy záoĪony ze zbrojenia kompozytowego, ciekáej osnowy kompozytowej oraz ciekáego oĞrodka. W takim ukáadzie rozdzielenie skáadników recyklowanego materiaáu
kompozytowego polega na zastąpieniu osnowy w kapilarach zbrojenia ciekáym oĞrodkiem. DoĞwiadczenia wskazują jednak, Īe nie kaĪdy materiaá kompozytowy jest w równym stopniu podatny
na zabiegi recyklingu. Analiza bĊdąca przedmiotem niniejszego artykuáu stanowi próbĊ wyjaĞnienia przyczyn nieskutecznoĞci standardowych zabiegów recyklingowych wzglĊdem niektórych
materiaáów kompozytowych, a takĪe wskazania kierunków dziaáaĔ celem poprawy skutecznoĞci
tych zabiegów.
Sáowa kluczowe: kompozyty metalowe, recykling, zjawiska powierzchniowe
1. WSTĉP
Specyficzną grupĊ nowoczesnych tworzyw konstrukcyjnych stanowią metalowe materiaáy kompozytowe z nasycanym zbrojeniem. Są one wytwarzane
przez nasycenie porowatego zbrojenia ciekáym metalem (najczĊĞciej stopem
technicznym) zwanym osnową. Zbrojeniem jest specjalna ksztaátka uformowana
i dopasowana do konkretnego elementu (wyrobu kompozytowego), stanowiąca
caákowitą lub czĊĞciową jego objĊtoĞü. Záa zwilĪalnoĞü materiaáu zbrojenia
sprawia, Īe proces jego nasycania jest wymuszany za pomocą ciĞnienia [1, 2, 5]
*
Dr hab. inĪ. – Instytut Technologii Materiaáów Politechniki PoznaĔskiej.
30
J. Jackowski
od początku procesu nasycania ksztaátki zbrojącej do chwili caákowitego zakrzepniĊcia nasycającej osnowy. Efektywne ciĞnienie utrzymywane w caáej objĊtoĞci nasyconej ksztaátki w podanym okresie zapewnia minimalną porowatoĞü
wytwarzanego materiaáu, co wynika z maksymalnego wypeánienia objĊtoĞci
kapilar ksztaátki zbrojącej, a takĪe maksymalnej kompresji okluzji gazowych,
których unikniĊcie w procesie nasycania jest niemoĪliwe [3].
KaĪdy element kompozytowy z nasycanym zbrojeniem prĊdzej lub póĨniej
staje siĊ odpadem (np. produkcyjnym lub poamortyzacyjnym) i jako taki powinien byü racjonalnie wykorzystany. Jedynym skutecznym sposobem recyklingu
takich odpadów jest rozdzielenie skáadników tworzących materiaá. Roztopienie
metalowej osnowy wypeániającej kapilary zbrojenia nie jest dostatecznie skuteczne. Warto podkreĞliü, Īe w przypadku odlewu kompozytowego mającego
tylko czĊĞciowo kompozytową strukturĊ (zbrojenie stanowiące czĊĞü elementu)
konwencjonalne przetopienie pozwoli odzyskaü tylko tĊ czĊĞü osnowy, która
byáa poza zbrojeniem. Osnowa powstająca w kapilarach zbrojenia mimo zmiany
stanu skupienia nie ulega oddzieleniu od zbrojenia. Konieczne jest uĪycie dodatkowej fazy ciekáej, zwanej oĞrodkiem recyklingowym. NaleĪy ją dobraü w taki
sposób, aby moĪliwe byáo zastąpienie nią osnowy w kapilarach ksztaátki zbrojenia [7, 9] i aby proces odbywaá siĊ samorzutnie [4].
Wyniki doĞwiadczeĔ [8, 10] dowiodáy, Īe recykling metodą rozdzielenia
skáadników jest skuteczny, gdy ksztaátki zbrojące recyklowany materiaá wykonane są z materiaáów wáóknistych (wáókno glinokrzemianowe, wĊglowe, grafitowe). Gdy ksztaátki zbrojenia są wykonane z identycznych lub podobnych chemicznie materiaáów spiekanych (spiekany materiaá ziarnisty), skutecznoĞü zabiegów recyklingu prowadzonych w identycznych warunkach lub z uĪyciem
innego metalu osnowy nasycającej okazaáa siĊ niedostateczna [8]. Stwierdzenie
to staáo siĊ podstawą przypuszczenia, Īe przyczyna tego zjawiska tkwi w geometrii kapilar zbrojenia.
2. ZMIANY ENERGII POWIERZCHNIOWEJ
W UKàADZIE RECYKLINGOWYM
Do obliczeĔ zmian energii powierzchni zachodzących w ukáadzie recyklingowym záoĪonym z materiaáu kompozytowego z nasycanym zbrojeniem
i oĞrodka wykorzystano schemat przedstawiony na rys. 1. Ilustruje on kapilarĊ
o nieregularnym ksztaácie w materiale ksztaátki zbrojącej Z, wypeánioną ciekáym
metalem osnowy M, w otoczeniu ciekáego oĞrodka recyklingowego O. O początku i kierunku wypáywania metalu z kapilary decydują dwa czynniki: stan
ciekáoĞci metalu osnowy i oĞrodka oraz relacja wartoĞci skrajnych Ğrednic kapilary (d1 i d2 na rys. 1). Na rysunku przyjĊto, Īe ruch metalu osnowy w kapilarze
odbywa siĊ od strony lewej ku prawej.
Ruch ciekáej osnowy w kapilarach materiaáu zbrojenia recyklowanego materiaáu ...
31
Rys. 1. Schemat wypáywania ciekáej osnowy kompozytowej M z kapilary materiaáu zbrojenia
Z w obecnoĞci oĞrodka O
Fig. 1. Diagram of the outflow of liquid composite matrix M from the reinforcement capillary
Z in the presence of an O medium
Stan początkowy caákowicie wypeánionej metalem kapilary opisuje zaleĪnoĞü:
F1
S ˜ ZZ M ʌd1
ʌd
ZM O 2 ZM O ,
4
4
2
2
(1)
w której: F
S
– energia powierzchni ukáadu [J],
– powierzchnia kontaktu ciekáej osnowy kompozytowej z materiaáem kapilary [m2],
d1 i d2 – skrajne Ğrednice kapilary wedáug rys. 1 [m],
ZZ-M – energia powierzchniowa na granicy ciekáego metalu osnowy
i materiaáu zbrojenia [J/m2],
ZM-O – energia powierzchniowa na granicy ciekáego metalu osnowy
i ciekáego oĞrodka [J/m2].
Z kolei stan tuĪ po rozpoczĊciu wypáywania osnowy z kapilary moĪna zapisaü jako
F2
( S ʌd1h1 )Z Z M ʌd1h1Z Z O ʌd1
ʌd
Z M O ʌd 2 h2Z M O 2 Z M O , (2)
4
4
2
2
gdzie: h1 i h2 – gruboĞü warstw oĞrodka i osnowy, odpowiednio, wepchniĊtej do
kapilary i wypchniĊtej z niej [m],
ZZ-O – energia powierzchniowa na granicy materiaáu zbrojenia i oĞrodka [J/m2].
Na tej podstawie zmianĊ energii powierzchni ukáadu towarzyszącą przejĞciu
od stanu (1) do stanu (2) moĪna opisaü wzorem:
'F
F2 F1
ʌd1h1 (ZZ O ZZ M ) ʌd 2 h2ZM O .
(3)
J. Jackowski
32
ĩadna z wartoĞci energii powierzchniowej z zaleĪnoĞci (3) nie jest znana,
a zatem o charakterze zmiany 'F (przyrost lub ubytek) nie moĪna na tej podstawie wnioskowaü. PoniewaĪ w odniesieniu do cieczy pojĊcia napiĊcia powierzchniowego i energii powierzchniowej są w sensie iloĞciowym równowaĪne
[6], moĪna skorzystaü z równania Duprego dla stanu równowagi kropli ciekáego
metalu M na podáoĪu materiaáu zbrojenia Z w otoczeniu oĞrodka O. Wzór opisujący ten stan (rys. 2) ma postaü:
ZZ O ZZ M
ZM O cos T Z M / O ,
(4)
przy czym T Z M / O – skrajny kąt zwilĪania materiaáu zbrojenia przez ciekáą
osnowĊ metalową w otoczeniu oĞrodka.
Rys. 2. Równowaga kropli ciekáego metalu na
powierzchni materiaáu zbrojenia w otoczeniu
oĞrodka
Fig. 2. Balance of a drop of liquid metal at the
surface of the reinforcement material in the medium
surroundings
Po wstawieniu zaleĪnoĞci (4) do zaleĪnoĞci (3) otrzymujemy:
'F
ʌd1h1ZM O cosT Z M / O ʌd 2 h2ZM O ,
(5)
ʌ ˜ Z M O (d1h1 cos T Z M / O d 2 h2 ).
(5a)
a zatem
'F
JeĞli obie ciecze w ukáadzie (ciekáy metal osnowy i oĞrodek) potraktuje siĊ
jako ciaáa nieĞciĞliwe, to z zaleĪnoĞci (5a) wynika, Īe warunkiem swobodnego
wypáywania osnowy, a zatem samorzutnego zajĞcia procesu, jest: 'F 0, czyli
d1 / d 2 cosT Z M / O .
(6)
Oznacza to, Īe wypychanie osnowy metalowej z kapilary przez oĞrodek wedáug schematu z rys. 1 nastąpi w kaĪdym przypadku, gdy TZ–M/O > 90°, i Īe proces ten bĊdzie tym skuteczniejszy, im wiĊksza bĊdzie wartoĞü tego kąta, jednak
Ğrednica kapilary w miejscu wypychania osnowy kompozytowej bĊdzie zawsze
mniejsza niĪ w miejscu opuszczania zbrojenia. Stosunek wymiarów Ğrednic
w róĪnych miejscach kapilary dla wartoĞci TZ–M/O równych: 180q, 150q i 120q
wynosi odpowiednio: 1; 0,87; 0,5.
Wniosek ten oprócz swej oczywistoĞci ma inną wadĊ, mianowicie nie stanowi Īadnej wskazówki doboru oĞrodka recyklingowego.
MoĪna dokonaü analizy zaleĪnoĞci (4), korzystając ze znajomoĞci wáaĞciwoĞci powierzchniowych substancji stanowiących ukáad recyklingowy. Na rysun-
Ruch ciekáej osnowy w kapilarach materiaáu zbrojenia recyklowanego materiaáu ...
33
ku 3 przedstawiono stan równowagi kropli dwóch róĪnych cieczy (ciekáego metalu osnowy i oĞrodka) spoczywających na podáoĪu z materiaáu zbrojenia w atmosferze gazu (wáaĞciwoĞci powierzchniowe charakterystyczne dla przedstawionych ukáadów są dostĊpne w literaturze lub stosunkowo áatwe do oszacowania). RównowagĊ kropli osnowy opisuje zaleĪnoĞü:
ZZ G ZZ M ZM G cosT Z M / G ,
(7)
Z Z G ZZ O ZO G cos T Z O / G ,
(8)
a kropli oĞrodka wzór:
gdzie: T Z M / G – skrajny kąt zwilĪania materiaáu zbrojenia przez ciekáy metal
osnowy w atmosferze gazu,
T Z O / G – skrajny kąt zwilĪania materiaáu zbrojenia przez ciekáy oĞrodek
w atmosferze gazu.
Pozostaáe oznaczenia są takie same jak w zaleĪnoĞciach (1) i (2).
Rys. 3. Równowaga kropli metalu M oraz oĞrodka O na podáoĪu Z w atmosferze gazu G
Fig. 3. Balance of the M metal drop and the O medium on the Z base in the atmosphere of G gas
Z zaleĪnoĞci (7) i (8) wynika, Īe
ZZ O ZZ M
ZM G cosT Z M / G ZO G cosT Z O / G ,
(9)
co pozwala przeksztaáciü zaleĪnoĞü (4) do postaci:
Z M G cos T Z M / G ZOG cos T Z O / G
Z M O cos T Z M / O ,
(10)
a tym samym wedáug zaleĪnoĞci (3):
'F
ʌd1h1 (Z M G cosT Z M / G ZO G cos T Z O / G ) ʌd 2 h2ZM O .
(11)
Oznacza to, Īe warunek samorzutnego wypáywania osnowy z metalowej kapilary w warunkach kontaktu z oĞrodkiem i braku ĞciĞliwoĞci cieczy ( 'F 0 )
przyjmie postaü:
d1 (ZM G cos T Z M / G ZO G cos T Z O / G )
.
d2
ZM O
(12)
J. Jackowski
34
3. WYPàYWANIE OSNOWY Z KAPILAR ZBROJENIA
Z zaleĪnoĞci (6) wynika, Īe wypáywanie osnowy kompozytowej z kapilar
zbrojenia w otoczeniu ciekáego oĞrodka recyklingowego moĪe siĊ odbywaü
w skrajnie korzystnym przypadku (TZ-M/O = 180°) w kapilarach o ksztaácie zbliĪonym do walca (d1/d2 < 1), ale nie walcowym. Z chwilą gdy w dowolnym miejscu kapilary nastąpi naruszenie podanej nierównoĞci, ruch metalowej osnowy
w kapilarze ustanie, a tym samym recykling siĊ zatrzyma.
Zgodnie z zaleĪnoĞcią (12), zachowanie roztopionej osnowy kompozytowej
w procesie recyklingu materiaáu kompozytowego w oĞrodku moĪe byü inne. Dla
zilustrowania procesu wykonano obliczenia, przyjmując wartoĞci danych (dla
wyraĪenia (12)) zbliĪone do realnego ukáadu recyklingowego záoĪonego z ceramicznego zbrojenia nasyconego stopem aluminium oraz stopionej mieszaniny
soli oĞrodka:
ZM–G = 1000 mN/m, T Z M / G 150$ , ZO–G = 100 mN/m,
T Z O / G
0$ , ZM–O = 600 mN/m.
Dla podanych wartoĞci:
d1 (1000 ˜ cos150$ 100 cos 0$ )
d2
600
1,6.
Oznacza to, Īe wypychanie ciekáego metalu osnowy kompozytowej z kapilary zbrojenia moĪe siĊ odbywaü w duĪo szerszym zakresie, aniĪeli wynika to
z zaleĪnoĞci (6).
Schemat zachowania ciekáej osnowy kompozytowej w warunkach recyklingu,
odniesiony do przedstawionego wyĪej wyliczenia, przedstawiono na rys. 4. Schemat przedstawia kapilarĊ o ksztaácie dwóch stoĪków ĞciĊtych o wspólnej podstawie. Znaczna róĪnica wymiarów Ğrednic (d1 < d2) pozwala przyjąü, Īe ruch roztopionej osnowy kompozytowej w kapilarze (w obecnoĞci oĞrodka) w początkowej fazie procesu bĊdzie siĊ odbywaü w kierunku prawej strony. Na schemacie 4a
zaznaczone są dwa poáoĪenia páaszczyzny miĊdzyfazowej: metal osnowy – oĞrodek recyklingowy. PoáoĪenie 1 ukáad osiągnie, gdy kąt TZ-M/O bĊdzie miaá wartoĞü
120q. Gdyby ten kąt miaá wartoĞü 180q, páaszczyzna kontaktu obu faz osiągnĊáaby
poáoĪenie 2. Oznaczaáoby to stan maksymalnego usuniĊcia (wypchniĊcia) osnowy
kompozytowej z kapilary przez oĞrodek. W tym stanie osnowa zawarta miĊdzy
páaszczyznami 2 i 3 pozostaje w kapilarze, gdyĪ dalszy jej wypáyw w istniejących
warunkach jest niemoĪliwy. Na schemacie 4b przedstawiony jest stan maksymalnego wypchniĊcia osnowy kompozytowej, wyliczony z zaleĪnoĞci (12) przy zaáoĪonych i podanych wyĪej wartoĞciach Z i T. Wypychanie ciekáej osnowy bĊdzie
trwaáo do chwili, gdy páaszczyzna miĊdzyfazowa (osnowa – oĞrodek) osiągnie
Ruch ciekáej osnowy w kapilarach materiaáu zbrojenia recyklowanego materiaáu ...
35
a)
b)
c)
Rys. 4. Schemat zachowania osnowy kompozytowej w kapilarze o zmiennych Ğrednicach w trakcie recyklingu z uĪyciem oĞrodka
Fig. 4. Diagram of the composite matrix behaviour in the capillary of varying diameters during the
recycling with the use of a medium
poáoĪenie 4. Z chwilą osiągniĊcia tego stanu dalsze wypáywanie osnowy z kapilary ustanie, a jej wypeániona metalem przestrzeĔ bĊdzie siĊ mieĞciü miĊdzy
poáoĪeniami 3 i 4. Gdy ruch metalu ku prawej stronie ustanie, a metal zachowa
stan ciekáy i wáaĞciwoĞci ukáadu nie ulegną zmianie, rozpocznie siĊ jego ruch
w stronĊ przeciwną. Zostanie on wymuszony przez parcie oĞrodka na páaszczyznĊ okreĞloną poáoĪeniem 3 i bĊdzie trwaá do momentu ukazanego na schemacie
4c, to znaczy do osiągniĊcia przez metal osnowy kompozytowej i oĞrodek páaszczyzn odpowiadających poáoĪeniom 5 i 6. Dalszy ruch ciekáego metalu w kapilarze bĊdzie miaá charakter posuwisto-zwrotny i bĊdzie siĊ odbywaü miĊdzy
páaszczyznami 3 i 4 oraz 5 i 6 (rys. 4b i 4c). Ruchom tym nie bĊdzie towarzyszyá
ubytek metalu w kapilarze, a trwaü one bĊdą do chwili zakrzepniĊcia metalu.
36
J. Jackowski
4. PODSUMOWANIE
Przedstawione wyliczenia oraz mechanizm zachowania ciekáej osnowy kompozytowej w trójfazowym ukáadzie recyklingowym táumaczą zaobserwowany
fakt niecaákowitego wypáywania osnowy z kapilar zbrojenia, a tym samym
ograniczoną skutecznoĞü recyklingu metalowych materiaáów kompozytowych
z nasycanym zbrojeniem. Z przedstawionych rozwaĪaĔ wynikają dwie grupy
wniosków. Pierwsza dotyczy toku i wyników wykonanych obliczeĔ, druga zapewnienia warunków technologicznych skutecznego prowadzenia recyklingu
kompozytów w realiach przemysáowych.
Obliczenia prowadzono dwutorowo. Obliczenia zakoĔczone uzyskaniem zaleĪnoĞci (6) wskazują, Īe jedynym czynnikiem decydującym o skutecznoĞci
procesu recyklingu jest wartoĞü skrajnego kąta zwilĪania materiaáu kapilary
przez metal osnowy kompozytowej w otoczeniu oĞrodka (T Z M / O ) . Zbadanie
tego parametru w realnych ukáadach recyklingowych jest metodycznie trudne,
a jego celowoĞü wątpliwa, gdyĪ róĪnica wartoĞci tego kąta (np. 140q lub 160q)
nie jest istotna, co wynika ze schematu pokazanego na rys. 4a.
ZaleĪnoĞü (12) jest bardziej záoĪona, ale jednoczeĞnie zapewnia precyzyjniejsze prognozy technologiczne. Wymaga znajomoĞci aĪ piĊciu parametrów, ale
cztery z nich są moĪliwe do ustalenia z uĪyciem np. tablic fizyczno-chemicznych. Najtrudniejszym do okreĞlenia parametrem w zaleĪnoĞci (12) jest wartoĞü
napiĊcia miĊdzyfazowego na granicy ciekáej osnowy metalowej i ciekáego
oĞrodka (ZM–O). JednoczeĞnie, co wynika z tejĪe zaleĪnoĞci, znaczenie tego parametru jest pierwszoplanowe. W myĞl zaleĪnoĞci (12) jego wartoĞü powinna
byü jak najmniejsza.
Z obu zaleĪnoĞci (6) i (12) wynika, Īe nieregularne ksztaáty kapilar zbrojenia
kompozytowego są zasadniczą przyczyną niecaákowitego samoczynnego wypáywania z nich recyklowanej osnowy. Geometria kapilar w rzeczywistych materiaáach stosowanych w charakterze zbrojenia kompozytowego jest nieporównywalnie bardziej záoĪona niĪ przedstawiona na rys. 4, stąd bezpoĞrednia weryfikacja wyników przedstawionych rozwaĪaĔ z uĪyciem np. obserwacji metalograficznych jest nierealna. Istnieje moĪliwoĞü poĞredniej weryfikacji, lecz wymaga ona uĪycia urządzenia pozwalającego na wirowanie recyklowanego materiaáu kompozytowego w ciekáym oĞrodku. Wirowanie takie wywoáa dodatkową
siáĊ odĞrodkową (oprócz wynikającej z grawitacji), która moĪe spowodowaü
wymuszone wypáywanie osnowy kompozytowej z kapilar zbrojenia. Jest to najwaĪniejszy wniosek wynikający z przedstawionych rozwaĪaĔ i ĞciĞle związany
z praktyką recyklingu metalowych materiaáów kompozytowych z nasycanym
zbrojeniem.
Ruch ciekáej osnowy w kapilarach materiaáu zbrojenia recyklowanego materiaáu ...
37
LITERATURA
[1]
Chadwick G. A., Squeeze casting of metal matrix composites using short fibre performs,
Material Science and Engineering, 1991, vol. A135, s. 23 – 28.
[2] Fukunaga H., Squeeze casting processes for fibre reinforced metals and their mechanical properties, w: Cast Reinforced Metal Composites, American Society of Metals 1988, s. 101 – 107.
[3] Jackowski J., PorowatoĞü odlewów kompozytowych wytwarzanych przez nasycanie zbrojenia metalem, PoznaĔ, Wyd. Politechniki PoznaĔskiej 2004.
[4] Jackowski J., Rola napiĊü miĊdzyfazowych w recyklingu metalowych tworzyw kompozytowych z nasycanym zbrojeniem, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 2006,
vol. 26, nr 1, s. 39 – 46.
[5] Michaud V., Mortensen A., Infiltration processing of fibre reinforced composites govering
phenomena, Composites, 2001, part A 32, s. 981 – 996.
[6] Missol W., Energia powierzchni rozdziaáu faz w metalach, Katowice, Wyd. ĝląsk 1975.
[7] Nagolska D., Recykling odlewów z metalowych kompozytów nasycanych, praca doktorska,
Politechnika PoznaĔska, Wydziaá Budowy Maszyn i Zarządzania 2002 (niepublikowana).
[8] Nagolska D., Recykling odlewów kompozytowych zbrojonych spiekiem glinokrzemianowym, Kompozyty (Composites), 2008, nr 4, s. 409 – 413.
[9] Nagolska D., Szweycer M., Jackowski J., Analysis of recycling mechanism of saturated
metal composites, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 2001, vol. 21 nr spec.,
s. 145 – 151.
[10] Recykling odlewów z kompozytów metalowych zawiesinowych i z nasycanym zbrojeniem,
sprawozdanie z grantu KBN nr 3T08B 022 - 26 (niepublikowane).
Praca wpáynĊáa do Redakcji 6.03.2009
Recenzent: prof. dr hab. inĪ. Witold Missol
MOTION OF LIQUID MATRIX IN THE REINFORCEMENT MATERIAL
CAPILLARIES OF THE RECYCLED COMPOSITE MATERIAL
WITH SATURATED REINFORCEMENT
Summary
The paper presents analysis of liquid metal behaviour in the capillaries (of the solid phase) in the
presence of an additional liquid phase. The problem is related to the recycling process carried out by
separation of the components of metal composite materials obtained by saturation of the porous
reinforcement profile with liquid metal. The more and more common application of these modern
construction materials is conducive to usefulness of developing of their recycling technologies. The
kind of these materials causes that the only way of managing these materials consists in separation of
their components. Spontaneous outflow of the matrix metal is ineffective and, therefore, appropriate
recycling media should be used that might intensify the process. In result of their application a socalled recycling system arises, composed of the composite reinforcement, liquid composite matrix,
and liquid medium. In case of such a system the separation of the recycled composite material consists in replacing the matrix with a medium contained in the reinforcement capillaries. Nevertheless,
the experience indicates that susceptibility of the composite materials to the recycling procedures is
differentiated. The analysis being a subject of the present paper is an attempt to explain the reasons of
poor effectiveness of the recycling treatment applied to some composite materials and to indicate the
aims of activity in order to improve effectiveness of these processes.
Key words: metal composites, recycling, surface phenomena