Non-conventional processing routes and applications of intermetallics

ABSTRACT: Intermetallics are materials offering wide variety of interesting properties, such as high hardness, high chemical resistance, shape memory or hydrogen storage ability. However, the synthesis and processing of intermetallic compounds by common metallurgical techniques is often very problematic. In this paper, the modern techniques involving non-conventional processes of powder metallurgy, reactive sintering and mechanical alloying, are presented. In the field of application, novel directions are linked – the use of intermetallic-based materials as surgical implants or tool materials.

KEYWORDS: intermetallics, intermetallics-based composite materials, reactive sintering, mechanical alloying, applications of intermetallics, implant materials.

STRESZCZENIE: Materiały na osnowie faz intermetalicznych oferują szeroką gamę interesujących właściwości, takich jak wysoka twardość, wysoka odporność chemiczna, pamięć kształtu i zdolność do przechowywania wodoru. Jednakże synteza i wytwarzanie związków międzymetalicznych zwykłymi technikami metalurgicznymi jest często bardzo problematyczna. W niniejszej pracy zaprezentowano nowoczesne techniki obejmujące niekonwencjonalne procesy metalurgii proszków, spiekania reaktywnego i mechanicznego stopowania Wskazano nowe zastosowania materiałów na osnowie faz intermetalicznych, takie jak implanty chirurgiczne czy materiały narzędziowe.

SŁOWA KLUCZOWE: materiały na osnowie faz intermetalicznych, spiekanie reaktywne, stopowanie mechaniczne, zastosowanie materiałów na osnowie faz intermetalicznych, materiały na implanty.

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• MASSALSKI T.B., Binary Alloy Phase Diagrams, Materials Park, ASM, 1990.
• SADRNEZHAAD S.K., RAZ S.B., Interaction between Refractory Crucible Materials and the Melted NiTi Shape-Memory Alloy, In: Metallurgical and Materials Transactions B, 36, 2005, 395-403.
• ŠÍMA V., KRATOCHVÍL P., KOZELSKÝ P., SCHINDLER I., HÁNA P., FeAl-based alloys cast in an ultrasound field, In: International Journal of Materials Research, 100, 2009, 382-385.
• LAPIN J., HECHT U., Effect of processing parameters on microstructure and mechanical properties of cast TiAl based alloys, In: Metal 2008 conference proceedings, 2008, CD.
• FROES F.H., SURYANARAYAN C., RUSSELL K., LI C.-G., Synthesis of intermetallics by mechanical alloying, In: Materials Science and Engineering A192/193, 1995, 612-623.
• NOVÁK P., KUBATÍK T., VYSTRČIL J., HENDRYCH R., KŘÍŽ J., MLYNÁR J., VOJTĚCH D., Powder metallurgy preparation of AleCueFe quasicrystals using mechanical alloying and Spark Plasma Sintering, In: Intermetallics, 52, 2014, 131-137.
• NOVÁK P., MICHALCOVÁ A., ŠERÁK J., VOJTĚCH D., FABIÁN T., RANDÁKOVÁ S., PRŮŠA F., KNOTEK V., NOVÁK M., Preparation of Ti–Al–Si alloys by reactive sintering, In: Journal of Alloys and Compounds, 470, 2009, 123-126.
• NOVÁK P., POPELA T., KUBÁSEK J., ŠERÁK J., VOJTĚCH D., MICHALCOVÁ A., Effect of reactive sintering conditions on microstructure of in-situ titanium aluminide-silicide composites, In: Powder Metallurgy, 54, 2011, 50-55.
• KAYA M., ORHAN N., TOSUN G., The effect of the combustion channels on the compressive strength of porous NiTi shape memory alloy fabricated by SHS as implant material, In: Current Opinion in Solid State and Materials Science, 14, 2010, 21-25.
• NOVÁK P., ŠOTKA D., NOVÁK M., MICHALCOVÁ A., ŠERÁK J., VOJTĚCH D., Production of NiAl–matrix composites by reactive sintering, In: Powder Metallurgy, 54, 2011, 308-313.
• NOVAK P., Titanium alloy for the manufacture of porous medical implants, UV 26361, 2014.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.2.80