Wytyczne do opracowania sprawozdań

LABORATORIUM
Ceramika Narz dziowa
wiczenie 1
ANALIZA WYBRANYCH UKŁADÓW RÓWNOWAGI FAZOWEJ
Cel wiczenia Zapoznanie si z podwójnymi i pseudopodwójnymi układami równowagi
fazowej, w obr bie których wytwarzane s ceramiczne materiały narz dziowe
oraz materiały narz dziowe na osnowie fazy wi cej (w gliki spiekane i
cermetale narz dziowe).
Zakres
wymaganych
wiadomo ci
Ceramiczne materiały narz dziowe – ogólna charakterystyka, zastosowanie.
Materiały narz dziowe na osnowie fazy wi cej: w gliki spiekane i cermetale
narz dziowe – zastosowanie.
Wpływ
tlenkowych
dodatków
technologicznych
oraz
dodatków
modyfikuj cych na przebieg procesu spiekania i wła ciwo ci u ytkowe spieków
Al2O3.
Interpretacja jednoskładnikowych (zakresy trwało ci odmian polimorficznych
SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2) i dwuskładnikowych układów równowagi fazowej.
Przebieg
wiczenia
1. Zapozna si z otrzymanym zestawem wybranych podwójnych i
pseudopodwójnych układów równowagi fazowej (Al2O3 - wybrany tlenek;
tlenek – tlenek; w giel, azot – metal przej ciowy, wyj tek B i Si).
2. Na podstawie analizy układów:
a) okre li fazy i ewentualne eutektyki wyst puj ce w obr bie danego układu,
b) poda temperatury topnienia poszczególnych faz i eutektyk,
c) dla układu Al2O3 - wybrany tlenek okre li przybli one temperatury
spiekania dla nast puj cych składów chemicznych: Al2O3 + 5 % oraz Al2O3 +
10 % udziału wybranego tlenku oraz przedstawi przypuszczalny wpływ
dodatku tego tlenku na przebieg procesu spiekania i własno ci spieku Al2O3.
3. Przedstawi przykłady zastosowania materiałów opartych na otrzymanych
podwójnych i pseudopodwójnych układach równowagi fazowej.
4. Wymieni inne układy podwójne i pseudopodwójne, w obr bie których
wytwarzane s narz dzia ceramiczne, cermetale narz dziowe czy te materiały
kompozytowe i supertwarde. Poda przykłady ich zastosowania.
Literatura:
Notatki z wykładów z przedmiotów: „Ceramika narz dziowa”, „Tworzywa ceramiczne i
kompozyty”
T. Gibas: „Korund i jego zastosowanie w technice”
T. Gibas: „Spieki ceramiczne i cermetale”
S. Stolarz: „Wysokotopliwe zwi zki i fazy”
LABORATORIUM
Ceramika Narz dziowa
wiczenie 2
IDENTYFIKACJA WYBRANYCH CERAMICZNYCH
I KOMPOZYTOWYCH MATERIAŁÓW NARZ DZIOWYCH
SKRAWAJ CYCH
Cel wiczenia Opanowanie umiej tno ci okre lania rodzaju wybranych niemetalowych
materiałów narz dziowych z punktu widzenia cech zewn trznych i wła ciwo ci
fizycznych tworzywa.
Zapoznanie si z metod pomiaru g sto ci pozornej materiałów ceramicznych.
Zakres
wymaganych
wiadomo ci
Materiały narz dziowe na osnowie fazy wi cej: w gliki spiekane i cermetale
narz dziowe – ogólna charakterystyka, wła ciwo ci, zastosowanie.
Ceramiczne materiały narz dziowe – ogólna charakterystyka, wła ciwo ci,
zastosowanie.
Wpływ dodatków technologicznych i modyfikuj cych na przebieg procesu
spiekania i wła ciwo ci u ytkowe spieków Al2O3.
Rodzaje powłok przeciwzu yciowych nanoszonych na podło e z w glików
spiekanych oraz cermetali narz dziowych.
Metodyka bada
wła ciwo ci fizycznych ceramicznych materiałów
narz dziowych.
Przebieg
wiczenia
1. Przeprowadzi wizualn obserwacj wszystkich otrzymanych płytek
narz dziowych, bior c pod uwag ich zabarwienie, faktur .
2. Dla płytek narz dziowych niepowlekanych przeprowadzi pomiar g sto ci
pozornej z zastosowaniem metody hydrostatycznej.
3. Na podstawie g sto ci i zabarwienia zidentyfikowa i przyporz dkowa
otrzymane materiały do okre lonej grupy materiałów narz dziowych.
4. Przeprowadzi prób oznaczenia zidentyfikowanych materiałów oraz poda
zakres zastosowa .
5. Dla płytek narz dziowych z powłokami przeciwzu yciowymi w przybli eniu
okre li rodzaj powłoki i jej wpływ na wła ciwo ci u ytkowe oraz zakres
zastosowania.
6. Dla wskazanej płytki przedstawi przypuszczalny proces technologiczny
wytwarzania.
Literatura:
Notatki z wykładów z przedmiotów: „ Ceramika narz dziowa” , „ Tworzywa ceramiczne i
kompozyty”
T. Gibas: „ Korund i jego zastosowanie w technice”
T. Gibas: „ Spieki ceramiczne i cermetale”
R. Pampuch: „ Budowa i wła ciwo ci materiałów ceramicznych”
L. Przybylski: „ Współczesne ceramiczne materiały narz dziowe”
M. Wysiecki: „ Nowoczesne materiały narz dziowe”
LABORATORIUM
Ceramika Narz dziowa
wiczenie 3
BADANIA STRUKTURALNE,
ILO CIOWA ANALIZA MIKROSTRUKTURY
NARZ DZIOWYCH MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH
Cel wiczenia Zapoznanie si ze sposobem opisu mikrostruktury ceramicznych materiałów
narz dziowych, cermetali narz dziowych oraz w glików spiekanych.
Zapoznanie si z metodami pomiaru parametrów charakteryzuj cych
mikrostruktur materiałów ceramicznych na przykładzie wielko ci ziaren.
Oznaczenie wielko ci ziaren w wybranych materiałach ceramicznych.
Zakres
wymaganych
wiadomo ci
Materiały narz dziowe na osnowie fazy wi cej, ceramiczne materiały
narz dziowe – ogólna charakterystyka.
Ceramografia materiałów ceramicznych (w stanie nietrawionym
i po
wytrawieniu).
Podstawowe parametry ilo ciowego opisu mikrostruktury materiałów
ceramicznych.
Metody oceny porowato ci i ziarnisto ci. Wady ci gło ci.
Technika przygotowania zgładów.
Przebieg
wiczenia
1. Na podstawie fotografii zgładów oceni jednorodno
materiału pod
wzgl dem porowato ci (rodzaju porowato ci, kształtu, wielko ci i sposobu
rozmieszczenia porów, np. wzgl dem ziaren).
2. Na podstawie fotografii zgładów opisa mikrostruktur badanych
ceramicznych i cermetowych materiałów narz dziowych (m.in. wyró ni ,
ewentualnie zidentyfikowa wyst puj ce fazy, obecno jednej lub wi cej faz,
okre li wzajemne rozmieszczenie poszczególnych faz i porów wzgl dem
siebie, stan granic ziarn).
3. Opieraj c si na fotografiach zgładów materiałów po wytrawieniu (o znanym
powi kszeniu), dokona ilo ciowego opisu mikrostruktury.
Dla ka dej z fotografii wchodz cej w skład otrzymanego zestawu, a
przedstawiaj cej mikrostruktur wybranych ceramicznych i cermetowych
materiałów narz dziowych, dokona oceny ziarnisto ci. W tym celu nale y
okre li wielko ziarna redniego oraz znalezionych ziarn najmniejszych i
najwi kszych. Okre li powtarzaj cy si kształt ziarn.
Literatura:
Notatki z wykładów z przedmiotów: „ Ceramika narz dziowa” , „ Tworzywa ceramiczne i
kompozyty”
T. Gibas: „ Korund i jego zastosowanie w technice”
R. Pampuch: „ Budowa i wła ciwo ci materiałów ceramicznych”
J. Ry : „ Stereologia materiałów”
LABORATORIUM
Ceramika Narz dziowa
wiczenie 4
POMIAR TWARDO CI I ODPORNO CI NA KRUCHE P KANIE
WYBRANYCH CERAMICZNYCH MATERIAŁÓW NARZ DZIOWYCH
PRZEZNACZONYCH NA OSTRZA SKRAWAJ CE
Cel wiczenia Zapoznanie si z technik pomiaru twardo ci i odporno ci na kruche p kanie
ceramicznych materiałów.
Wyznaczenie twardo ci Vickersa wybranych ceramicznych materiałów
narz dziowych.
Wyznaczenie dla wybranych ceramicznych materiałów narz dziowych
odporno ci na kruche p kanie (KIC) metod bezpo redniego pomiaru długo ci
sp ka wywołanych wciskaniem wgł bnika Vickersa.
Porównanie
twardo ci i odporno ci na kruche p kanie ceramicznych
materiałów narz dziowych.
Przeanalizowanie zwi zków mi dzy twardo ci a budow materiału oraz
innymi wła ciwo ciami mechanicznymi (np. granica plastyczno ci, odporno
na kruche p kanie).
Zakres
wymaganych
wiadomo ci
Metodyka bada wła ciwo ci mechanicznych ceramicznych materiałów
narz dziowych.
Ceramiczne materiały narz dziowe –ogólna charakterystyka, wła ciwo ci.
Materiały narz dziowe na osnowie fazy wi cej – ogólna charakterystyka,
wła ciwo ci.
Przygotowanie próbek do bada twardo ci i KIC.
Przebieg
wiczenia
1. Okre li warunki przygotowania próbki do pomiaru twardo ci metod
Vickersa (lub Knoopa) i odporno ci na kruche p kanie (KIC).
2. Na podstawie fotografii nr 1 wyznaczy twardo metod Vickersa i Knoopa.
Dokona porównania otrzymanych wyników twardo ci Vickersa i Knoopa.
3. Na podstawie fotografii nr 2 i 3 wyznaczy twardo metod Vickersa i
odporno na kruche p kanie (KIC) metod bezpo redniego pomiaru długo ci
sp ka wywołanych wciskaniem wgł bnika Vickersa. Obliczy współczynnik
krucho ci Ib. Okre li progow sił nacisku wgł bnika P*.
IV. Dla wybranych materiałów ceramicznych dokona pomiaru twardo ci
metod Vickersa i odporno ci na kruche p kanie (KIC) metod bezpo redniego
pomiaru długo ci sp ka wywołanych wciskaniem wgł bnika Vickersa.
Dodatkowo obliczy współczynnik krucho ci Ib i progow sił nacisku
wgł bnika P*. Wykona po jednym pomiarze dla ka dego materiału.
Literatura:
Polska norma PN-91/H-04360 – Pomiar twardo ci sposobem Vickersa od HV 0,2 do HV 100
Notatki z wykładów z przedmiotów: „ Ceramika narz dziowa” , „ Tworzywa ceramiczne i
kompozyty”
S. Bła ewski, J. Mikoszewski: „ Pomiary twardo ci metali”
T. Gibas: „ Korund i jego zastosowanie w technice”
K. Oczo : „ Kształtowanie ceramicznych materiałów technicznych”
R. Pampuch: „ Materiały ceramiczne”
M. Wysiecki: „ Nowoczesne materiały narz dziowe”
LABORATORIUM
Ceramika Narz dziowa
wiczenie 5
CHARAKTERYSTYKA ZIAREN CIERNYCH
WYBRANYCH CERAMICZNYCH MATERIAŁÓW CIERNYCH
Cel wiczenia Zapoznanie si z podstawowymi rodzajami materiałów ciernych pochodzenia
naturalnego i sztucznego.
Przedstawienie charakterystyki ziaren ciernych typowych ceramicznych
materiałów ciernych (twardych i supertwardych) przeznaczonych do wyrobu
narz dzi ciernych, jak i do obróbki lu nym cierniwem.
Zapoznanie si z klasyfikacj wymiarow ziarna ciernego do narz dzi
ciernych spojonych.
Przedstawienie mo liwo ci zastosowania badanych materiałów ciernych.
Zakres
wymaganych
wiadomo ci
Materiały cierne: naturalne, sztuczne – ogólna charakterystyka.
Wielko , kształt ziaren ciernych - metodyka bada .
Przebieg
wiczenia
1. Dokona wyboru kilkunastu preparatów mikroskopowych ziaren ciernych
(co najmniej 10) ró nych pod wzgl dem rodzaju materiału ciernego oraz
wielko ci ziaren ciernych.
2. Dobra odpowiednie powi kszenie mikroskopu.
3. Przeprowadzi pod mikroskopem obserwacj ziaren ciernych.
4. Dla ka dego preparatu mikroskopowego ziaren ciernych:
a) opisa zabarwienie i stopie prze roczysto ci materiału ciernego,
b) oceni ostro kraw dzi i naro y pod k tem przydatno ci badanego materiału
ciernego do zastosowania do okre lonego rodzaju obróbki wyka czaj cej,
c) dokona pomiaru wielko ci ziaren ciernych, okre li zakres wielko ci
ziaren ciernych oraz przybli ony procentowy skład ziarnowy preparatu,
d) zaszeregowa do odpowiedniego numeru wg klasyfikacji wymiarowej ziaren
ciernych wg PN - 76/M-59107,
e) na podstawie kryteriów klasyfikacji kształtowej okre li kształt ziaren
ciernych (w przypadku wyst powania wi cej ni jednego kształtu okre li
w przybli eniu % udziału ka dego kształtu ziaren w preparacie), a nast pnie
zgodnie z ilo ciow metod oceny kształtu ziarna ciernego poda
współczynnik kształtu ziarna.
5. Dla ka dego badanego rodzaju materiału ciernego okre li mo liwo ci jego
zastosowania do obróbki wyka czaj cej.
Literatura:
Notatki z wykładów z przedmiotów: „ Ceramika narz dziowa”
E. Jankowski, S. Skupi ski: „ Materiały i wyroby cierne”
K. Wo niak: „ Materiały cierne – wytwarzanie i własno ci”
LABORATORIUM
Ceramika Narz dziowa
wiczenie 6
NARZ DZIA CIERNE:
SPOJONE I NASYPOWE
Cel wiczenia Zapoznanie si z podstawowymi rodzajami narz dzi ciernych:
a) spojonych spoiwami ceramicznymi, ywicznymi, gumowymi i metalowymi,
b) nasypowych.
Zapoznanie si z budow typowych narz dzi ciernych spojonych i
nasypowych.
Zapoznanie si z systemem oznacze narz dzi ciernych.
Przedstawienie mo liwo ci zastosowania badanych narz dzi ciernych.
Zakres
wymaganych
wiadomo ci
Narz dzia cierne: spojone, nasypowe, pasty cierne – ogólna charakterystyka.
Rodzaje spoiw stosowanych do wytwarzania narz dzi ciernych spojonych i
nasypowych. Rola spoiwa w narz dziu ciernym.
Materiały cierne: naturalne, sztuczne – ogólna charakterystyka.
Charakterystyka narz dzi ciernych: twardo narz dzia, struktura narz dzia,
wielko ziarna ciernego, rodzaj i gatunek materiału ciernego.
Procesy wytwarzania narz dzi ciernych spojonych i nasypowych.
ciernice konwencjonalne, ciernice supertwarde – ogólna charakterystyka,
zastosowanie.
Przebieg
wiczenia
1. Spo ród udost pnionych na zaj ciach narz dzi ciernych dokona wyboru
kilkunastu narz dzi ciernych (co najmniej 5 nasypowych i 5 spojonych).
2. Przeprowadzi wizualn obserwacj okiem nieuzbrojonym a nast pnie pod
mikroskopem narz dzi ciernych nasypowych z punktu widzenia:
a) rodzaju materiału ciernego,
b) rodzaju podło a,
c) rodzaju spoiwa,
d) wielko ci ziaren ciernych.
2. Przeprowadzi wizualn obserwacj narz dzi ciernych spojonych z punktu
widzenia:
a) rodzaju materiału ciernego,
b) rodzaju i obj to ci spoiwa,
c) wielko ci ziaren ciernych,
d) porowato ci.
3. Przeprowadzi test własno ci ciernych otrzymanych narz dzi ciernych
spojonych z punktu widzenia łatwo ci zarysowania płytek: stalowych,
miedzianych, spieku ceramicznego, szkła, w glika spiekanego.
4. Oceni przydatno badanego narz dzia ciernego do obróbki testowanych
materiałów.
Literatura:
Notatki z wykładów z przedmiotów: „ Ceramika narz dziowa”
E. Jankowski, S. Skupi ski: „ Materiały i wyroby cierne”
K. Wo niak: „ Materiały cierne – wytwarzanie i własno ci”