Physical and mechanical properties of glass-ceramic-metal composite materials after sintering
Fizička i mehanička svojstva staklo-keramika-metal kompozitnih materijala nakon sinterovanja
Apstrakt
The aim of this paper is to examine the physical and mechanical properties of glass-ceramic-metal composite materials obtained by sintering. Andesite basalt rock from Serbia was used as the starting material for obtaining the glass-ceramic matrix. Commercial powder of austenitic stainless steel 316L in the content of 10, 20, and 30 wt. % was used as the reinforcement. The technological process for obtaining glass-ceramic-metal composite materials consists of the following phases: crushing of andesite basalt rock to obtain the fine powder, homogenization of andesite basalt powder and 316L stainless steel powder with a binder, uniaxial pressing of powders with the pressure of 50 MPa, cold isostatic pressing green compacts with the pressure of 230 MPa, and sintering at 1060 °C/1h in the air. Based on the obtained experimental results, it could be concluded that the relative density of the sintered composite materials decreases with the increasing content of 316L steel in the glass-ceramic... matrix. Also, there is a hardness decrease of the composite materials with increased content of 316L steel, which is expected due to the reduction in the relative density. However, the fracture toughness increases with increasing 316L steel content in the composite materials. The presence of a metal reinforcer in the glass-ceramic matrix contributed to the increase of fracture toughness of composite materials and thus the prevention of the catastrophic fracture common in glass-ceramic
Cilj ovog rada je ispitivanje fizičko-mehaničkih svojstava kompozitnih materijala staklo-keramikametal dobijenih sinterovanjem. Kao polazni materijal za dobijanje staklo-keramičke matrice korišćena je andezit bazaltna stena iz Srbije, dok je kao ojačivač korišćen prah komercijalnog austenitnog nerđajućeg čelika 316L sadržaja 10, 20 i 30 tež. %. Tehnološki proces dobijanja kompozitnih materijala staklo-keramika-metal sastoji se iz sledećih faza: drobljenja andezit bazaltne stene u cilju dobijanja finog praha, homogenizacije andezit bazaltnog praha i praha nerđajućeg čelika 316L sa vezivom, jednoosnog presovanja pritiskom od 50 MPa, hladnog izostatičkog presovanja pritiskom od 230 MPa i sinterovanja na 1060 °C/1h u vazduhu. Na osnovu dobijenih eksperimentalnih rezultata može se zaključiti da se relativna gustina sinterovanih kompozitnih materijala smanjuje sa povećanjem sadržaja čelika 316L u staklo-keramičkoj matrici. Takođe, dolazi do smanjenja tvrdoće kompozitnih materijala sa povećan...jem sadržaja čelika 316L u kompozitu, zbog smanjenja relativne gustine. Sa povećanjem sadržaja čelika 316L u kompozitnom materijalu žilavost loma se povećava. Prisustvo metalnog ojačivača u staklo-keramičkoj matrici doprinelo je povećanju žilavosti loma kompozitnih materijala i prevenciji loma koji je uobičajen u staklo-keramici.
Ključne reči:
Composite materials / Andesite basalt / Stainless steel 316L / Sintering. / kompozitni materijali / andezit bazalt / nerđajući čelik 316L / sinterovanjeIzvor:
XXIII YuCorr International Conference : Proceedings, 2022, 149-Izdavač:
- Beograd : Serbian Society of Corrosion and Materials Protection UISKOZAM = Udruženje inženjera Srbije za koroziju i zaštitu materijala UISKOZAM
Kolekcije
Institucija/grupa
VinčaTY - CONF AU - Pavkov, Vladimir AU - Bakić, Gordana AU - Maksimović, Vesna AU - Cvijović-Alagić, Ivana AU - Matović, Branko PY - 2022 UR - https://vinar.vin.bg.ac.rs/handle/123456789/11336 AB - The aim of this paper is to examine the physical and mechanical properties of glass-ceramic-metal composite materials obtained by sintering. Andesite basalt rock from Serbia was used as the starting material for obtaining the glass-ceramic matrix. Commercial powder of austenitic stainless steel 316L in the content of 10, 20, and 30 wt. % was used as the reinforcement. The technological process for obtaining glass-ceramic-metal composite materials consists of the following phases: crushing of andesite basalt rock to obtain the fine powder, homogenization of andesite basalt powder and 316L stainless steel powder with a binder, uniaxial pressing of powders with the pressure of 50 MPa, cold isostatic pressing green compacts with the pressure of 230 MPa, and sintering at 1060 °C/1h in the air. Based on the obtained experimental results, it could be concluded that the relative density of the sintered composite materials decreases with the increasing content of 316L steel in the glass-ceramic matrix. Also, there is a hardness decrease of the composite materials with increased content of 316L steel, which is expected due to the reduction in the relative density. However, the fracture toughness increases with increasing 316L steel content in the composite materials. The presence of a metal reinforcer in the glass-ceramic matrix contributed to the increase of fracture toughness of composite materials and thus the prevention of the catastrophic fracture common in glass-ceramic AB - Cilj ovog rada je ispitivanje fizičko-mehaničkih svojstava kompozitnih materijala staklo-keramikametal dobijenih sinterovanjem. Kao polazni materijal za dobijanje staklo-keramičke matrice korišćena je andezit bazaltna stena iz Srbije, dok je kao ojačivač korišćen prah komercijalnog austenitnog nerđajućeg čelika 316L sadržaja 10, 20 i 30 tež. %. Tehnološki proces dobijanja kompozitnih materijala staklo-keramika-metal sastoji se iz sledećih faza: drobljenja andezit bazaltne stene u cilju dobijanja finog praha, homogenizacije andezit bazaltnog praha i praha nerđajućeg čelika 316L sa vezivom, jednoosnog presovanja pritiskom od 50 MPa, hladnog izostatičkog presovanja pritiskom od 230 MPa i sinterovanja na 1060 °C/1h u vazduhu. Na osnovu dobijenih eksperimentalnih rezultata može se zaključiti da se relativna gustina sinterovanih kompozitnih materijala smanjuje sa povećanjem sadržaja čelika 316L u staklo-keramičkoj matrici. Takođe, dolazi do smanjenja tvrdoće kompozitnih materijala sa povećanjem sadržaja čelika 316L u kompozitu, zbog smanjenja relativne gustine. Sa povećanjem sadržaja čelika 316L u kompozitnom materijalu žilavost loma se povećava. Prisustvo metalnog ojačivača u staklo-keramičkoj matrici doprinelo je povećanju žilavosti loma kompozitnih materijala i prevenciji loma koji je uobičajen u staklo-keramici. PB - Beograd : Serbian Society of Corrosion and Materials Protection UISKOZAM = Udruženje inženjera Srbije za koroziju i zaštitu materijala UISKOZAM C3 - XXIII YuCorr International Conference : Proceedings T1 - Physical and mechanical properties of glass-ceramic-metal composite materials after sintering T1 - Fizička i mehanička svojstva staklo-keramika-metal kompozitnih materijala nakon sinterovanja SP - 149 UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_vinar_11336 ER -
@conference{ author = "Pavkov, Vladimir and Bakić, Gordana and Maksimović, Vesna and Cvijović-Alagić, Ivana and Matović, Branko", year = "2022", abstract = "The aim of this paper is to examine the physical and mechanical properties of glass-ceramic-metal composite materials obtained by sintering. Andesite basalt rock from Serbia was used as the starting material for obtaining the glass-ceramic matrix. Commercial powder of austenitic stainless steel 316L in the content of 10, 20, and 30 wt. % was used as the reinforcement. The technological process for obtaining glass-ceramic-metal composite materials consists of the following phases: crushing of andesite basalt rock to obtain the fine powder, homogenization of andesite basalt powder and 316L stainless steel powder with a binder, uniaxial pressing of powders with the pressure of 50 MPa, cold isostatic pressing green compacts with the pressure of 230 MPa, and sintering at 1060 °C/1h in the air. Based on the obtained experimental results, it could be concluded that the relative density of the sintered composite materials decreases with the increasing content of 316L steel in the glass-ceramic matrix. Also, there is a hardness decrease of the composite materials with increased content of 316L steel, which is expected due to the reduction in the relative density. However, the fracture toughness increases with increasing 316L steel content in the composite materials. The presence of a metal reinforcer in the glass-ceramic matrix contributed to the increase of fracture toughness of composite materials and thus the prevention of the catastrophic fracture common in glass-ceramic, Cilj ovog rada je ispitivanje fizičko-mehaničkih svojstava kompozitnih materijala staklo-keramikametal dobijenih sinterovanjem. Kao polazni materijal za dobijanje staklo-keramičke matrice korišćena je andezit bazaltna stena iz Srbije, dok je kao ojačivač korišćen prah komercijalnog austenitnog nerđajućeg čelika 316L sadržaja 10, 20 i 30 tež. %. Tehnološki proces dobijanja kompozitnih materijala staklo-keramika-metal sastoji se iz sledećih faza: drobljenja andezit bazaltne stene u cilju dobijanja finog praha, homogenizacije andezit bazaltnog praha i praha nerđajućeg čelika 316L sa vezivom, jednoosnog presovanja pritiskom od 50 MPa, hladnog izostatičkog presovanja pritiskom od 230 MPa i sinterovanja na 1060 °C/1h u vazduhu. Na osnovu dobijenih eksperimentalnih rezultata može se zaključiti da se relativna gustina sinterovanih kompozitnih materijala smanjuje sa povećanjem sadržaja čelika 316L u staklo-keramičkoj matrici. Takođe, dolazi do smanjenja tvrdoće kompozitnih materijala sa povećanjem sadržaja čelika 316L u kompozitu, zbog smanjenja relativne gustine. Sa povećanjem sadržaja čelika 316L u kompozitnom materijalu žilavost loma se povećava. Prisustvo metalnog ojačivača u staklo-keramičkoj matrici doprinelo je povećanju žilavosti loma kompozitnih materijala i prevenciji loma koji je uobičajen u staklo-keramici.", publisher = "Beograd : Serbian Society of Corrosion and Materials Protection UISKOZAM = Udruženje inženjera Srbije za koroziju i zaštitu materijala UISKOZAM", journal = "XXIII YuCorr International Conference : Proceedings", title = "Physical and mechanical properties of glass-ceramic-metal composite materials after sintering, Fizička i mehanička svojstva staklo-keramika-metal kompozitnih materijala nakon sinterovanja", pages = "149", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_vinar_11336" }
Pavkov, V., Bakić, G., Maksimović, V., Cvijović-Alagić, I.,& Matović, B.. (2022). Physical and mechanical properties of glass-ceramic-metal composite materials after sintering. in XXIII YuCorr International Conference : Proceedings Beograd : Serbian Society of Corrosion and Materials Protection UISKOZAM = Udruženje inženjera Srbije za koroziju i zaštitu materijala UISKOZAM., 149. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_vinar_11336
Pavkov V, Bakić G, Maksimović V, Cvijović-Alagić I, Matović B. Physical and mechanical properties of glass-ceramic-metal composite materials after sintering. in XXIII YuCorr International Conference : Proceedings. 2022;:149. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_vinar_11336 .
Pavkov, Vladimir, Bakić, Gordana, Maksimović, Vesna, Cvijović-Alagić, Ivana, Matović, Branko, "Physical and mechanical properties of glass-ceramic-metal composite materials after sintering" in XXIII YuCorr International Conference : Proceedings (2022):149, https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_vinar_11336 .