Wyszukiwanie artykułów

Tom 69 (2017)

Spis treści

Tom 69, Numer 1

  • Wzmocnienie w postaci płytek sześcioglinianu ceru powstających in situ w elektroerozynie obrabialnej ceramice ZTA -TiC
  • Gommeringer A., Schmitt-Radloff U., Kern F., Gadow R.
  • Strony: 4-9
  • Elektroerozyjnie obrabialna ceramika otwiera nowe pola zastosowań poprzez połączenie dobrych właściwości mechanicznych takich jak wysoka wytrzymałość, twardość, odporność na ścieranie i wysoka odporność temperaturowa z możliwością wytwarzania złożonego kształtu komponentów stosownie do wymagań klienta. Ceramika oparta na tlenku glinu zawierająca dyspersje tlenku cyrkonu i przewodzącego węglika ogniotrwałego oferuje podwyższoną twardość i odporność na ścieranie w porównaniu z pozostałą ceramiką obrabialną elektroerozyjnie opartą na azotku krzemu lub Y-TZP, ale jedynie umiarkowaną odporność na pękanie. W prezentowanych badaniach do układu materiałowego tlenku glinu wzmocnionego tlenkiem cyrkonu zawierającego 24% obj. węglika tytanu wprowadzono płytki sześcioglinianu ceru (CA6) drogą in situ spiekania reakcyjnego, aby poprawić odporność na pękanie. Wraz z dodatkiem CA6 zwiększyły się odporność na pękanie i wytrzymałość, podczas gdy twardość i przewodność elektryczna zostały przyrostowo zredukowane. Dodatek CA6 prowadzi do nieznacznego zmniejszenia szybkości usuwania materiału w trakcie elektrodrążenia wgłębnego EDM i redukcji chropowatości obrabianej powierzchni.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Najważniejsze czynniki wpływające na czas życia kadzi stalowniczej w odniesieniu do zużycia materiałów ogniotrwałych
  • Zelik W., Lech R.,
  • Strony: 10-17
  • W artykule opisano mechanizm zużycia wyłożenia ogniotrwałego wykonanego z materiałów MgO-C w strefie żużla kadzi stalowniczej. Zaprezentowano wyniki eksperymentu przemysłowego obejmującego badania wpływu różnych czynników na wielkość ubytku wyłożenia ogniotrwałego strefy żużla. Stwierdzono, że wielkość tego ubytku zależy głównie od utleniania materiału MgO-C podczas przerwy przed następnym ogrzewaniem.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Struktura, spiekalność i właściwości transportowe protonowo przewodzących ceramik Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ (Ln: wybrane lantanowce)
  • Skubida W., Olszewska A., Niemczyk A., Cichy K., Zientara D., Świerczek K.
  • Strony: 18-27
  • Niniejsza praca przedstawia analizę wybranych właściwości fizykochemicznych niestechiometrycznych tlenków perowskitowych z grupy Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ (gdzie Ln: La, Pr, Gd), wykazujących w nawilżonej atmosferze w temperaturach rzędu 400 °C i więcej przewodnictwo protonowe. Dokonano doboru składu chemicznego materiałów z rozważanej grupy, uwzględniając wartość współczynnika tolerancji Goldschmidta t, oczekiwaną wielkość niestechiometrii w podsieci tlenu δ oraz różnicę elektroujemności pomiędzy pierwiastkami obsadzającymi podsieci kationowe A i B w ABO3-δ. Wyniki pomiarów materiałów jednofazowych wykonane metodą rentgenografii strukturalnej z analizą Rietvelda pozwoliły w szczególności na określenie korelacji pomiędzy składem chemicznym, temperaturą wygrzewania i strukturą krystaliczną oraz rozmiarem krystalitów. Ponadto określono wpływ temperatury kalcynacji i dodatku In2O3 lub lepiszcza organicznego na spiekalność Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ. Pomiary właściwości transportowych wybranych materiałów, wykonane w różnych atmosferach, tj. powietrza suchego i powietrza nawilżanego 3% obj. H2O lub D2O, umożliwiły wyznaczenie składowej protonowej przewodnictwa elektrycznego. Uzyskane wyniki wskazują na potencjalną możliwość zastosowania rozważanych związków jako elektrolitów lub materiałów elektrodowych w przewodzących protonowo ogniwach typu SOFC lub elektrolizerach SOEC.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ składu chemicznego na spiekalność i przewodnictwo jonów litu w La2/3-xLi3xTiO3 – ceramicznym elektrolicie stałym o strukturze perowskitu
  • Polczyk T., Zając W., Świerczek K.
  • Strony: 28-32
  • Wydajność nowej generacji akumulatorów litowych typu all-solid-state, które w przyszłości mogą stać się bezpieczniejszą alternatywą dla tradycyjnych akumulatorów Li-ion, będzie zależała m.in. od możliwości zastosowania elektrolitów stałych o wysokim przewodnictwie jonowym. Transport jonów w polikrystalicznych spiekach jest złożonym zjawiskiem, na które wpływają zarówno ruchliwość i koncentracja nośników w sieci krystalicznej, jak i opór granic międzyziarnowych oraz porowatość spieków. Niniejsza praca dotyczy związku pomiędzy składem chemicznym i gęstością względną a przewodnictwem jonowym materiałów z grupy tlenków o strukturze perowskitu La2/3-xLi3xTiO3, wykazujących wysoką ruchliwość jonów litu już w temperaturze pokojowej. Przy użyciu techniki dylatometrycznej wykazano, że w badanym układzie proces reaktywnego spiekania rozpoczyna się powyżej 1000 °C, a całkowity skurcz spiekania, jak i jego dynamika silnie zależą od składu chemicznego spieków; wzrost zawartości litu powoduje wzrost szybkości spiekania i skutkuje większymi wartościami końcowej gęstości względnej. Jednoczesny wpływ koncentracji nośników ładunku w podsieci litu w strukturze krystalicznej La2/3-xLi3xTiO3 i porowatości uzyskiwanych spieków prowadzi do maksymalnej wartości przewodnictwa jonowego wynoszącej 3,5·10-5 S·cm-1 w temperaturze pokojowej dla materiału o składzie La0,59Li0,24TiO3.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Synteza i charakterystyka hydrożeli krzemianowo-polimerowych z wybranymi retardantami palenia
  • Mastalska-Popławska J., Ryś S., Izak P.
  • Strony: 33-39
  • W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących otrzymywania hydrożeli krzemianowo-poliakrylanowych z dodatkiem różnych retardantów palenia, mających na celu poprawę ich właściwości ognioochronnych. Polimery były syntetyzowane na drodze polimeryzacji rodnikowej z wykorzystaniem układu redox substancji inicjujących - tiosiarczan sodu / nadsiarczan potasu (NTS/KPS) - i N,N'-metylenobisakryloamidu (NNMBA) jako monomeru sieciującego. Część krzemianową opisywanego materiału hybrydowego stanowiło szkło wodne sodowe o module molowym (M) mieszczącym się w zakresie 2,0-3,32 i symbolu handlowym R-137, R-145 lub R-150. Jako substancje poprawiające właściwości ognioochronne, tzw. opóźniacze palenia, zastosowano nanokrzemionkę, mocznik oraz sole takie jak chlorek glinu i octan sodu. Otrzymane hydrożele scharakteryzowano pod kątem ich właściwości reologicznych, termicznych i ognioochronnych. Pozwoliło to na określenie wpływu modułu krzemianowego na szybkość żelowania syntetyzowanych mieszanin, a także wpływu składu mieszaniny na jej właściwości lepkosprężyste oraz zachowanie w trakcie kontaktu z ogniem.

    Wyniki badań reologicznych, wykonanych na mieszaninach utworzonych na bazie szkła wodnego sodowego R-150, dla którego otrzymywano substancje o najlepszej transparentności, wykazały, że dodatek octanu sodu, siarczanu sodu oraz mocznika powodują szybsze żelowanie, natomiast wraz ze wzrostem zawartości nanokrzemionki, mieszanina ulega polimeryzacji w dłuższym czasie, czego powodem jest zmiana modułu molowego. Dodatkowo, mocznik oraz octan sodu powodują słabsze związanie powstałego żelu i jego większą elastyczność, podczas gdy wprowadzenie do mieszaniny nanokrzemionki skutkuje otrzymaniem bardziej wytrzymałego materiału. Analiza termiczna przeprowadzona w celu określenia degradacji termicznej hydrożeli wykazała, że hydrożel w porównaniu do czystego szkła wodnego przejawia większą stabilność termiczną, co pozwala uznać za słuszne ich zastosowanie w aplikacjach ogniochronnych. Ponadto, najlepszą trwałość w wysokich temperaturach ujawnia próbka hydrożelu z octanem sodu, co dowodzi, iż wprowadzenie odpowiednich dodatków powoduje zwiększenie ogniotrwałości powstałego żelu.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badanie wpływu dodatku modyfikatorów na właściwości mechaniczne i termiczne wysokoglinowego tworzywa odpornego na szoki termiczne.
  • Taźbierski P., Łosiewicz A, Tymowicz-Grzyb P., Jakubiuk T.
  • Strony: 40-45
  • W pracy badano wpływ dodatku proszków dwutlenku cyrkonu i spinelu glinowo-magnezowego o uziarnieniu nanometrycznym na właściwości tworzywa wysokoglinowego w warunkach wstrząsu cieplnego. Proszkiem bazowym był zestaw surowcowy tworzywa glinowego o podwyższonej odporności na szok termiczny. Badano wpływ modyfikatorów na mikrostrukturę, właściwości mechaniczne oraz odporność na szoki termiczne. Zestawy przygotowywano metodą ceramiczną, a homogenizację mieszaniny surowcowej prowadzono w środowisku wodnym. Z przygotowanych zestawów sporządzono granulat, wykonywano próbki badawcze, które po wypaleniu posłużyły do przeprowadzenia badań właściwości fizykochemicznych oraz termicznych tworzywa. Analizowano wyniki wytrzymałości na zginanie tworzyw wypalonych w piecu konwencjonalnym oraz po procesie szokowania, prowadzonego w zakresie temperatur 200-1000 ºC. Do analizy zależności właściwości materiałów od ich mikrostruktury wykorzystano obserwacje materiałów w mikroskopie skaningowym (SEM).

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wytwarzanie gazu syntezowego w stałotlenkowych elektrolizerach parowych z odpadowego CO2 - możliwości i bariery rozwoju technologii
  • Dudek M., Rapacz-Kmita A., Raźniak A., Lis B., Gajek M., Tora B., Olkuski T.
  • Strony: 46-51
  • W artykule dokonano przeglądu najważniejszych kierunków prac prowadzonych w świecie mających na celu zagospodarowanie odpadowego ditlenku węgla. Jedną z możliwości jest wykorzystanie CO2 jako substratu do produkcji syntetycznego metanu lub paliw płynnych (metanol, eter dimetylowy DME). W pracy przeprowadzono analizę techniczną wytwarzania gazu syntezowego (H2+CO) metodą współelektrolizy pary wodnej i ditlenku węgla w stałotlenkowym elektrolizerze parowym. W tym urządzeniu proces elektrolizy (H2O i CO2) zachodzi w wysokich temperaturach, tj. w zakresie od 750 °C do 900 °C. Jest to proces mniej energochłonny niż produkcja wodoru w niskotemperaturowych elektrolizerach polimerowych, alkalicznych, a więc koszt wytwarzania paliwa jest niższy. Inne potencjalne zalety to możliwość bezpośredniego podłączenia reaktora metanu do stałotlenkowego elektrolizera parowego, wykorzystanie ciepła odpadowego z reaktora syntezy metanu do wytwarzania pary wodnej, a także możliwość zbudowania kompaktowego urządzenia do produkcji paliw syntetycznych. Podstawowymi komponentami stosowanymi do budowy stałotlenkowych elektrolizerów parowych są materiały ceramiczne. Scharakteryzowano właściwości fizykochemiczne obecnie stosowanych elektrolitów ceramicznych oraz materiałów elektrodowych. Przeanalizowano możliwości modyfikacji ich właściwości fizykochemicznych w celu zwiększenia trwałości chemicznej w atmosferach gazowych zawierających związki siarki, a także podwyższenia elektrochemicznej aktywności do redukcji CO2 i H2O. Na podstawie wyników prac uzyskanych w projekcie KIC Innoenergy „Minerve” zaproponowano możliwości podwyższenia odporności korozyjnej materiałów elektrodowych, zawierających ceremet niklowo-cyrkonowy.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zastosowanie techniki wibracyjnej w procesach kruszenia
  • Sidor J., Mazur M.
  • Strony: 52-56
  • Bardzo drobne kruszenie materiałów twardych i bardzo twardych do uziarnienia poniżej 2-4 mm, przy uziarnieniu nadawy 50-200 mm wymaga bardzo dużych nakładów energetycznych. Wynika to głównie z potrzeby stosowania co najmniej trzech, a nawet czterech stopni kruszenia, zawierających najczęściej kruszarki szczękowe, stożkowe lub udarowe. Jednym ze sposobów obniżenia ilości energii wydatkowanej na proces kruszenia jest zmniejszenie liczby kruszarek w linii technologicznej. Jest to możliwe przez zastosowanie kruszarek charakteryzujących się dużo większymi stopniami rozdrobnienia niż wspomniane wcześniej, czyli kruszarek wibracyjnych. W pracy opisano budowę, zasadę działania oraz podstawowe parametry techniczne kruszarki wibracyjnej KW 40/1, która jest wyposażona w wibratory kinematyczne z możliwością regulacji skoku szczęk. Przedstawiono również wyniki własnych badań pokazujące możliwości technologiczne kruszenia wibracyjnego przy rozdrabnianiu materiałów pochodzenia naturalnego, jak również wytworzonych sztucznie.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Próby zastosowania surowców odpadowych przemysłu cementowego i przetwórstwa mineralnego do topienia szkieł sodowo-wapniowo-krzemianowych
  • Rybicka-Łada J., Kuśnierz A.
  • Strony: 57-62
  • W artykule omówiono możliwości zastosowania odpadowych surowców przemysłu cementowego i przetwórstwa mineralnego do topienia szkieł. Zaprezentowano wyniki zastosowania odpadowego pyłu cementowego i perlitowego do topienia typowych szkieł na opakowania, szkła płaskiego oraz szkieł użytkowych (gospodarczych). Szkła topione z udziałem pyłu cementowego są stosunkowo dobrze wyklarowane, jednorodne pod względem termicznym i pod względem barwy. Podobne rezultaty uzyskuje się topiąc szkła z udziałem pyłu perlitowego, przy czym nie ma on działania klarującego. W stosunku do szkieł bazowych szkła wytopione z udziałem pyłów odznaczają się wyraźnym zielonkawym, mało atrakcyjnym zabarwieniem – jego intensywność rośnie wraz z zawartością pyłów w zestawie. Wprowadzenie pyłu cementowego i/lub perlitowego do zestawu zmienia w niewielkim stopniu potencjał redox szkła (stosunek Fe2+/Fecałk.) w kierunku potencjału utleniającego (gdy do zestawu wprowadzamy pył cementowy) lub nieznacznie w kierunku potencjału redukującego (gdy do zestawu wprowadzamy pył perlitowy).

    Przeprowadzone próby i badania wykazały, że obecność pyłów odpadowych w zestawie w niewielkim stopniu wpływa na temperaturę topienia szkieł jak również na temperatury wyrobowe, przy czym pył cementowy powoduje niewielki ich wzrost, a pył perlitowy nieznacznie je obniża. Z przeprowadzonych prób i badań wynika również, iż pyły - cementowy i perlitowy - można stosunkowo łatwo zagęszczać np. metodą granulowania. Stosowanie pyłów w formie granulatu pozwala całkowicie wyeliminować ich uciążliwe i szkodliwe pylenie, nie wpływając przy tym w jakikolwiek sposób na proces topienia ani na jakość topionej masy szklanej. Maksymalny (bezpieczny) udział pyłów odpadowych w zestawach na typowe szkła sodowo-wapniowo-krzemianowe kształtuje się na różnym poziomie, np. udział pyłu cementowego w zestawie na szkło opakowaniowe nie powinien przekraczać 15% mas., a perlitowego 10% mas.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…

Spis treści

Tom 69, Numer 2

  • Bezołowiowy transformator piezoelektryczny Ba0,85Ca0,15TiO3 do zbierania energii wibracyjnej
  • Kozielski L., Feliksik K., Wodecka-Duś B.
  • Strony: 68-72
  • Transformatory piezoelektryczne wykorzystywane są w celu zwiększenia efektywności konwersji energii drgań mechanicznych w energię elektryczną z dużym potencjałem w zastosowaniach do zbierania energii z otoczenia. Obecnie jednak kluczowe wyzwanie, które należy rozwiązać, polega na wykorzystaniu bezołowiowego, ceramicznego materiału piezoelektrycznego do jego budowy. Pozostałe wymagania obejmują wysoki współczynnik konwersji, mały rozmiar i rozsądną gęstość mocy. Praca ta po raz pierwszy proponuje zastosowanie bezołowiowej ceramiki Ba0.85Ca0.15TiO3 w transformatorze piezoelektrycznym, zaprojektowanym do urządzenia do zbierania energii wibracyjnej.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Funkcjonalny materiał gradientowy Al2O3-Mo otrzymany przez odlewanie odśrodkowe mas lejnych
  • Zygmuntowicz J., Baczyńska A., Miazga A., Kaszuwara W., Konopka K.
  • Strony: 73-77
  • Funkcjonalny materiał gradientowy z układu Al2O3-Mo zostały wytworzony metodą odlewania odśrodkowego mas lejnych. Wodną zawiesinę o zawartość fazy stałej 50% obj. przygotowano na bazie tlenku glinu i proszku molibdenu (10% obj.). Próbki formowano metodą odlewania odśrodkowego; parametry procesu były następujące: v - 3000 obr./min, czas - 1,5 godz. Charakterystyka mikrostruktury oraz składu chemicznego wytworzonego kompozytu została wykonana przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego z detektorem EDS. Przeprowadzono analizę fazową (XRD) kompozytu. Obserwacje mikrostruktury oraz analiza stereologiczna potwierdziły gradientowe rozmieszczenie cząstek molibdenu w wytworzonym kompozycie.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Mikroporowaty materiał sialonowy o niskiej przewodności cieplnej
  • Wierzba W., Wojteczko K., Putyra P., Bućko M.M., Jaworska L., Pędzich Z.
  • Strony: 78-83
  • Metoda samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej (SHS) została wykorzystana do przygotowania materiału sialonowego z mieszaniny proszków metalicznych glinu (Al) i krzemu (Si) oraz korundu (α-Al2O3) i krzemionki (SiO2). Synteza przeprowadzona w atmosferze azotu zaowocowała wytworzeniem proszków składających się głównie z faz Si4Al4O4N4 i γ-AlON. Proszki te zostały spieczone z wykorzystaniem metody iskrowej (SPS). W rezultacie tego procesu otrzymano próbki o gęstości około 90% gęstości teoretycznej. Obserwacje wykonane za pomocą SEM ujawniły, że mikrostruktura tych próbek zawiera zbiór porów zamkniętych w zakresie pojedynczych mikrometrów, zawierających się w dość wąskim przedziale średnic. Pomiary przewodnictwa cieplnego za pomocą metody LFA udowodniły, że niektóre z otrzymanych materiałów mają bardzo niskie przewodnictwo cieplne, mikrostrukturę zawierającą praktycznie wyłącznie porowatość zamkniętą i relatywnie wysoką wytrzymałość mechaniczną. Taka kombinacja cech jest szczególnie korzystna dla wybranych zastosowań ogniotrwałych, ponieważ sialony, co wykazano w szeregu dotychczasowych prac, mają ponadto doskonałą odporność chemiczną i odporność na zużycie czynnikami mechanicznymi.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Aspekty mikrostrukturalne mielenia wysokoenergetycznego materiałów azbestowo-cementowych
  • Iwaszko J., Przerada I., Zawada A.
  • Strony: 84-89
  • Głównym celem pracy była ocena zmian mikrostrukturalnych wywołanych w materiałach azbestowo-cementowych zabiegiem mielenia wysokoenergetycznego. Materiał azbestowo-cementowy w postaci fragmentu płyty eternitowej, wykorzystywanej na pokrycia dachów, poddano mieleniu wysokoenergetycznemu w młynku planetarnym z zastosowaniem stałej prędkości obrotowej 650 obr./min. Czas mielenia był zmienny i wynosił od 1 do 3 godzin. W wyniku mielenia uzyskano proszek o średniej średnicy cząstek 2 μm. Materiał badawczy przed i po mieleniu został poddany porównawczej analizie mikrostrukturalnej z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizie składu fazowego. Przeprowadzone badania ujawniły znaczące zmiany w mikrostrukturze materiału. Stwierdzono, że obróbka materiałów azbestowo-cementowych realizowana metodą mielenia wysokoenergetycznego prowadzi do amorfizacji chryzotylu i całkowitego zaniku budowy włóknistej tej fazy. Wyniki badań dowodzą, że metoda mielenia wysokoenergetycznego może być z powodzeniem wykorzystana w procesie utylizacji odpadów azbestowo-cementowych. W pracy naświetlono ponadto aktualną sytuację w zakresie recyklingu odpadów azbestowych i eliminowania zagrożeń, wynikających z użytkowania wyrobów zawierających azbest.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Technologia i podstawowe właściwości wieloskładnikowej ceramiki na bazie Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 syntezowanej metodą zol-żel
  • Bochenek D., Niemiec P., Osiński M.
  • Strony: 90-96
  • Celem pracy było otrzymanie wieloskładnikowej ceramiki typu PZT domieszkowanej chromem, tantalem i manganem, wykorzystując mokrą metodę chemiczną zol-żelową. Proces technologiczny otrzymywania ceramiki składał się z kilku etapów. W pierwszym etapie ceramiczny proszek o składzie Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 otrzymano w wyniku syntezy zol–żelowej, a następnie w drugim etapie do bazowego składu wprowadzono domieszki w postaci tlenków chromu (w ilości 0,15% wag.), tantalu (w ilości 0,03% wag.) oraz manganu (w ilościach 0,5% wag. lub 1,0% wag.). Syntezowanie poszczególnych składników przeprowadzono metodą reakcji w fazie stałej, natomiast spiekanie zsyntezowanego materiału przeprowadzono dwiema metodami zagęszczania: spiekaniem swobodnym (FS) i metodą jednoosiowego prasowania na gorąco (HUP). Przeprowadzono badania mikrostrukturalne, rentgenowskie, homogeniczności składu (EDS) oraz podstawowych właściwości ferroelektrycznych i dielektrycznych.

    Badania wykazały, że wielopierwiastkowe modyfikowanie podstawowego składu Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 domieszkami tlenków chromu, tantalu i manganu poprawia parametry użytkowe otrzymanych materiałów. Natomiast zastosowanie w procesie technologicznym metody jednoosiowego prasowania na gorąco (HUP) pozwala uzyskać próbki o jednorodnej drobnoziarnistej mikrostrukturze z większymi wartościami maksymalnej przenikalności elektrycznej. Wieloskładnikowe materiały typu PZT o tego typu właściwościach mogą znaleźć zastosowania w mikroelektronice i mikromechatronice do budowy wysokoczęstotliwościowych przetworników piezoelektrycznych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ domieszki jonów erbu Er3+ na własności magnetooptyczne szkieł tellurowych 70TeO2-5X-10P2O5-10ZnO-5PbF2 (X = MgO, Bi2O3)
  • Pach K., Golis E., Filipecki J., Kotynia K.
  • Strony: 97-100
  • W pracy przedstawiono wyniki badań własności magnetooptycznych szkieł tellurowych 70TeO2-5X-10P2O5-10ZnO-5PbF2 (X = MgO, Bi2O3). Badania przeprowadzono dla czystych matryc szkieł syntezowanych z użyciem różnych modyfikatorów oraz szkieł dodatkowo domieszkowanych jonami erbu Er3+. Celem domieszkowania jonami paramagnetycznego pierwiastka z grupy lantanowców była próba uzyskania w badanych materiałach większych wartości stałej Verdeta. W oparciu o pomiary stałopolowej podatności magnetycznej z użyciem magnetometru wibracyjnego oceniono własności magnetyczne szkieł, określając dominujący rodzaj uporządkowania magnetycznego. Otrzymane wyniki badań wskazują na paramagnetyczny charakter uporządkowania magnetycznego w badanych szkłach. Domieszkowanie szkła paramagnetycznymi jonami Er3+ powodowało zwiększenie wartości ich podatności magnetycznej, co sugeruje możliwość obserwacji lepszych własności magnetooptycznych. Własności magnetooptyczne szkieł tellurowych określono w oparciu o pomiary efektu Faradaya i obliczenia wartości stałej Verdeta dla różnych długości fali spolaryzowanego światła. Uzyskane wyniki potwierdzają polepszenie się własności magnetooptycznych badanych szkieł pod wpływem domieszkowania jonami erbu. Dla wielu długości fal zaobserwowano wyższe wartości kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła pod wpływem wzdłużnego pola magnetycznego. Obliczone na tej podstawie wartości stałej Verdeta wykazują istotny wzrost wywołany domieszkowaniem i uzyskane wartości są porównywalne do parametrów obserwowanych w szkłach tellurowych modyfikowanych lantanem. Prezentowane wyniki mogą być istotne dla opracowania nowych materiałów na bazie szkieł tellurowych do zastosowań w urządzeniach optoelektronicznych wykorzystujących efekt Faradaya.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Ocena właściwości mechanicznych, parametrów powierzchniowych i stabilności kompozytów polimerowych modyfikowanych nanocząstkami srebra
  • Ziąbka M., Dziadek M.
  • Strony: 101-106
  • Głównym celem pracy była ocena właściwości mechanicznych oraz parametrów powierzchni kompozytów polimerowych, otrzymanych w procesie wytłaczania i wtrysku przed oraz po 3 i 6 miesiącach inkubacji w wodzie dejonizowanej. Do badań użyto cztery biostabilne polimery termoplastyczne (dwa polipropyleny i dwa kopolimery akrylonitryl-butadien-styren). Jako fazę modyfikującą zastosowano nanocząstki srebra, nAg. Właściwości mechaniczne materiałów zostały wyznaczone w próbie jednoosiowego rozciągania. Wyznaczono moduł Younga, E, i wytrzymałość na rozciąganie, σm. Ocenione zostały także właściwości powierzchniowe: chropowatość i kąt zwilżania. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że zaproponowana w pracy technologia otrzymywania materiałów, jak również ilość użytego modyfikatora nie pogarsza właściwości mechanicznych kompozytów. Wprowadzony modyfikator nie zmienia w sposób znaczący właściwości powierzchni. Badania przeprowadzone po inkubacji materiałów w wodzie wskazują na ich stabilność.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Analiza zjawisk zachodzących podczas elektrochemicznej redukcji tlenu na granicy faz punktowa katoda tlenowa |O2| elektrolit stałotlenkowy
  • Dudek M., Raźniak A., LIS B., Rapacz-Kmita A., Gajek M., Ziąbka M., Śliwa K., Adamczyk B.
  • Strony: 107-114
  • W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań elektrochemicznych procesu redukcji tlenu w układach O2│LSM│20GDC, O2│LSCF│20GDC i O2│LSM│8YSZ, O2│LSCF│8YSZ, gdzie 8YSZ - 8% mol. Y2O3 w ZrO2, 20GDC - Ce0,8Gd0,2O1,9, LSM - (La0,80Sr0,20)0,95MnO3-δ, LSCF - (La0,60Sr0,40)0,95Co0,20Fe0,80O3-δ. W badaniach chronoamperometrycznych oraz przeprowadzonych metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej użyto elektrod wykonanych w kształcie piramidy z katod LSM, LSCF. Pomiary wykonano w temperaturze 700 °C w powietrzu. Na podstawie zarejestrowanych zależności prąd(I)-czas(t) podczas katodowej polaryzacji nadnapięciem DE = -0,5 V dla wszystkich badanych układów stwierdzono wzrost wielkości prądu pod wpływem polaryzacji katodowej. Obserwacje obszaru bezpośredniego kontaktu stożkowej elektrody LSCF lub LSM z powierzchnią elektrolitu 20GDC wskazują na pojawiające się trwałej zmiany struktury powierzchni elektrolitu ceramicznego, powstające wyłącznie podczas pracy układu pod obciążeniem. Jakościowe porównanie widm impedancyjnych układów O2│LSM│20GDC, O2│LSCF│20GDC i O2│LSM│8YSZ, O2│LSCF│8YSZ, otrzymanych dla katod niespolaryzowanych (DE = 0 V) oraz spolaryzowanych (DE = -0,5 V) wskazuje na zmniejszanie się oporności omowej Rs oraz polaryzacyjnej Rp w wyniku pracy układu pod obciążeniem. Na podstawie badań elektrochemicznych wykonanych dla układu O2│LSCF│20GDC z użyciem stożkowych czy porowatych katod LSCF w analogicznych warunkach pomiarowych, stwierdzono w obu przypadkach wzrost natężenia prądu w czasie. Otrzymane wyniki wskazują na potencjalne możliwości wykorzystania opracowywanej metodyki badań z ceramicznymi elektrodami punktowymi jako uzupełniającej do klasycznej metody z elektrodami porowatymi. Analiza zjawisk, zachodzących na granicy faz O2│katoda│ceramiczny elektrolit tlenkowy, jest łatwiejsza niż w przypadku elektrod porowatych, ze względu na zredukowany obszar zachodzenia reakcji elektrochemicznej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wybrane aspekty teoretyczne badań termoluminescencji w porcelanie elektrotechnicznej - omówienie
  • Sobota R.
  • Strony: 115-119
  • W artykule przedstawiono aspekty teoretyczne niekonwencjonalnej, a zarazem pionierskiej metody badań porcelany elektrotechnicznej w oparciu o zjawisko termoluminescencji (TL). Metoda TL pozwala określić charakter struktury defektowej materiału ceramicznego używanego do produkcji porcelanowych izolatorów elektroenergetycznych (w elektroenergetyce najczęściej stosowanymi masami ceramicznymi są C120 i C130). Duża liczba defektów w materiale porcelanowym może świadczyć o złej jakości izolatora w wyniku niejednorodności materiału, dodatkowych domieszek, zaburzeń w sieci krystalicznej itp. Występujące defekty w strukturze powodują powstanie zlokalizowanych stanów energetycznych wewnątrz przerwy wzbronionej, toteż możliwym jest opracowanie metody identyfikującej te defekty na podstawie rejestracji światła emitowanego podczas rekombinacji promienistej na defektach pełniących role centrów rekombinacji.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ modyfikacji bizmutem na krystalizację szkieł chalkogenidkowych
  • Szlęzak J., Shpotyuk Y., Boussard-Pledel C., Cebulski J., Bureau B., Golovchak R.
  • Strony: 120-124
  • Amorficzne półprzewodniki (szkła chalkogenidkowe – ChG) na bazie Te i Se są znane ze względu na ich liczne zastosowania w elektronice oraz fotonice bliskiej i średniej podczerwieni. Relatywnie wysoka masa atomowa chalkogenów (w porównaniu z tlenem) sprzyja poszerzeniu okna transmisji do 20-25 μm, co stwarza możliwości wykorzystania ich w różnych zastosowaniach w podczerwieni. Innymi kierunkami rozwoju w dziedzinie szkieł chalkogenidkowych są aplikacje termoelektryczne, optyczne nośniki pamięci i fotowoltaika. W celu uefektywnienia funkcjonalności szkieł ChG stosuje się szereg pierwiastków, włączając Bi i/lub Ga, które są postrzegane jako modyfikatory sprzyjające lokalnej krystalizacji matrycy amorficznej, inicjowanej czynnikami zewnętrznymi, tj. podwyższoną temperaturą, ciśnieniem, promieniowaniem wysokoenergetycznym. Praca dotyczy efektów krystalizacji w szkłach z układu BixGa5(Ge0,2Se0,8)(45-x)/2(Ge0,2Te0,8)(45-x)/2. Przy pomocy metod SEM-EDX i XRD zbadano właściwości strukturalne próbek świeżo otrzymanych oraz wyżarzonych w różnych temperaturach w celu stymulacji częściowej dewitryfikacji badanych szkieł.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ rodzaju środka spieniającego na efektywność procesu spieniania surowców wtórnych
  • Przerada I., Zawada A., Lubas M., Iwaszko J.
  • Strony: 125-131
  • Zagospodarowanie odpadów to bardzo istotne zadanie współczesnej gospodarki. Jego realizacja daje wielowymiarowe korzyści, dlatego zagadnieniom tym poświęca się coraz więcej uwagi. W procesie badawczym skoncentrowano się na opracowaniu sposobu utylizacji surowców wtórnych poprzez ich spienianie. Dobrano stosunki ilościowe składników w zestawie oraz ustalono optymalne warunki temperaturowo-czasowe. Zaproponowano użycie jako środka spieniającego odpadu z rozbiórki skrzydeł wiatraków. Otrzymane szkła piankowe zbadano pod kątem ich budowy wewnętrznej. Uzyskano bardzo zadowalające efekty spieniania materiałow zawierających w zestawie surowcowycm odpad z rozbiórki skrzydeł wiatraków, będący kompozytem na osnowie żywicy organicznej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Izolacyjne materiały spieniane na bazie surowców wtórnych
  • Zawada A., Przerada I., Lubas M., Iwaszko J.
  • Strony: 132-137
  • W pracy oceniono możliwości spieniania surowców wtórnych o różnym pochodzeniu. Zestawy surowcowe poddano procesowi spieniania z wykorzystaniem dobranych eksperymentalnie, optymalnych parametrów temperaturowych. Otrzymane szkło piankowe zbadano pod kątem mikrostruktury i właściwości fizycznych. Przeprowadzone badania pozwoliły ocenić skłonność do spieniania zastosowanych materiałów. Stwierdzono, że zasadniczy wpływ na tworzenie się porowatej struktury ma obecność fazy amorficznej oraz temperatura procesu. Obecność fazy szklistej sprzyja wzrostowi udziału porów zamkniętych, a tym samym ma wpływ na istotne parametry fizyczne, tj. gęstość, porowatość i nasiąkliwość.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Synteza nanocząstek srebra – wpływ morfologii na barwę szkieł
  • Woźniak M., Nocuń M., Pichniarczyk P.
  • Strony: 138-145
  • Celem pracy było sprawdzenie możliwości zastosowania nanocząstek srebra do barwienia szkieł, określenie mechanizmów powstawania barwy oraz określenie wpływu kształtu i wielkości nanocząstek na przebieg ich krystalizacji w szkle. Zastosowano metody chemiczne i fizykochemiczne do otrzymywania nanocząstek srebra o określonej morfologii, a następnie przeprowadzono wytopy szkieł i przeprowadzono ich  krystalizację. Po krystalizacji szkła poddano badaniom spektrofotometrycznym UV-VIS w celu określenia wpływu kształtu i wielkości nanocząstek na barwę szkieł.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badania procesu studzenia próbek ceramicznych form odlewniczych z zastosowaniem kamery termowizyjnej
  • Wiśniewski P., Sitek R., Koralnik M.K., Spychalski W.L., Moszczyńska D., Mizera J.
  • Strony: 146-153
  • W artykule przedstawiono wyniki badań materiałów formierskich, mas odlewniczych oraz procesu studzenia próbek wielowarstwowych form odlewniczych, jakie są stosowane w procesach odlewania precyzyjnego. Przygotowano mieszanki formierskie na pierwszą warstwę przymodelową i na warstwę konstrukcyjną, pokryto nimi prostopadłościenny model woskowy, uzyskując w ten sposób wielowarstwową próbkę formy odlewniczej. W ten sposób przygotowane próbki wygrzewano w piecu komorowym w temperaturze 700 °C w atmosferze powietrza w celu wytopienia wosku. Proces studzenia próbek badano z wykorzystaniem kamery termowizyjnej w zakresie temperatur 500-40 °C. Wykazano, że zastosowanie pomiarów pól temperatur za pomocą kamery termowizyjnej jest interesującym rozwiązaniem do oceny procesu studzenia form odlewniczych. Analiza procesu stygnięcia w czasie może umożliwić wykrywanie defektów form ceramicznych w postaci pęknięć, pustek czy niejednorodnej grubości, które mogą być niewidoczne gołym okiem.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Modelowanie naprężeń powstających w złożu proppantów ceramicznych poddanemu jednoosiowemu ściskaniu
  • Grabowski G., Grandys M.
  • Strony: 154-159
  • Celem badań było utworzenie modelowego opisu naprężeń, powstających w złożu lekkich proppantów ceramicznych pod wpływem jednoosiowego ściskania, a także weryfikacja tego modelu w oparciu o właściwości rzeczywistych materiałów. Proppanty zostały wytworzone poprzez spiekanie granul, uzyskanych w mieszalniku wysokoenergetycznym z mieszaniny surowej i prażonej gliny Lubsko. Zoptymalizowano stosunek gliny surowej do prażonej oraz temperaturę spiekania z punktu widzenia tak kształtów proppantów, jak i ich wytrzymałości. Wytworzone proppanty zostały rozseparowane na zestawie sit, a wybrane frakcje i ich mieszaniny posłużyły do określenia wytrzymałości na ściskanie w złożu. Model geometryczny proppantów został zbudowany w oparciu o koncepcję przypadkowego, ciasnego upakowania przestrzeni kulami. Uzyskano w ten sposób mono- i bimodalne układy, dla których rozmiary kul odpowiadały rozmiarom rzeczywistych granul wybranych frakcji i mieszanin frakcji proppantów. W obliczeniach wykorzystano wcześniej zmierzone właściwości mechaniczne. Uzyskane wyniki wykazały dobrą zgodność z wartościami eksperymentalnymi i mogą stanowić podstawę do optymalizacji składu ziarnowego w celu poprawy wytrzymałości proppantów w wyrobisku górniczym.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Rekonstrukcje ceramiki historyczne za pomocą metody konserwatorskiej "na zimno" lub metodą wypalania ceramicznego
  • Rudy M.
  • Strony: 160-175
  • W artykule dyskutowane są zagadnienia dotyczące metod rozwiązywania problemów związanych z potrzebą wypełnienia lub rekonstrukcji zniszczonych/brakujących fragmentów antyków ceramiki szkliwionej metodami konserwacyjnymi. W artykule przedstawiono dwie metody rekonstrukcji: pierwsza to metoda "na zimno" w technologii konserwacji, druga - wypalanie ceramiczne. Ich charakterystyki, ograniczone możliwości stosowania metod wypalania ceramicznego i tego powody są zaproszeniem do szerszej dyskusji tego tematu. Prezentowane są również ściśle konserwatorskie warunki ograniczające lub/i uniemożliwiające uzupełnienia i rekonstrukcje wykonane za pomocą użycia techniki ceramicznej. Co ważne w tym przypadku to historyczne i technologiczne aspekty obiektów oryginalnych, których identyfikacja jest obowiązkiem każdego konserwatora ceramicznych dzieł sztuki. Ponadto wyszczególniono warunki technologiczne i konserwatorskie wykonania rekonstrukcji "na zimno", które różnią się w zależności od tego czy dzieła sztuki są eksponowane wewnątrz czy na zewnątrz. Tekst zaopatrzono w ilustracje pokazujące typologię wypełnień i rekonstrukcji zabytków ceramicznych, reprezentujących rzemiosło artystyczne, jak również ilustracje dotyczące dekoracyjnych, szkliwionych elementów architektonicznych.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…

Spis treści

Tom 69, Numer 3

  • Ogniotrwałe materiały odlewane na spoiwie CAC – kiedy ma miejsce reakcja hydrauliczna w odlewach LC?
  • Krause O., Holleyn F., Kasper J., Dannert C., Tischer D.
  • Strony: 192-197
  • Artykuł wnosi wkład w pełną treści interpretację wyników zgromadzonych za pomocą pomiarów in situ prędkości fali dźwiękowej, przewodności elektrycznej i powstawania hydratów glinokrzemianowych w czasie wiązania i dojrzewania niskocementowych betonów ogniotrwałych. Wszystkie wymienione techniki monitorowania są znane w środowisku zajmującym sie materiałami ogniotrwałymi i dobrze udokumentowane w literaturze. Jednakże, zależność zmian tych właściwości w czasie nie jest dobrze skorelowana ze zmianami mineralogicznymi, a w konsekwencji technologicznymi materiału w czasie wiązania i dojrzewania.

    Głównym przedmiotem zainteresowania użytkowników materiałów ogniotrwałych jest określenie czasu, po którym szalunek lub forma odlewanego elementu mogą być zdemontowane. W zasadzie jest to możliwe za pomocą przedstawionych powyżej metod, jednak po wprowadzeniu wody prędkość fali dźwiękowej, przewodnictwo elektryczne i temperatura są tak zróżnicowane jak możliwe kombinacje cementów, mikroziarna i dodatków powierzchniowo czynnych. Ponad to, warunki otoczenia, temperatura i wilgotność mają silny wpływ na te właściwości i nie oznacza to tylko prostego przesunięcia w czasie. Jak dotąd otrzymane wyniki są bardziej mylące niż pomocne w określeniu najkorzystniejszego czasu demontażu form lub oszalowania wyłożeń. Obecne badania przeprowadzone na Uniwersytecie Nauk Stosowanych w Koblencji pozwalają na głębsze zrozumienie zachowania w czasie wiązania, ponieważ obok fizycznej ewolucji wspomnianych parametrów badano również metodą grawimetryczną tworzenie się hydratów w zależności od czasu. Artykuł pokaże głębszy wgląd w ewolucję betonów w czasie wiązania i dojrzewania. Po dwóch latach realizacji projektu wspólnie z Forschungsgemeinschaft Feuerfest e.V i Oddziałem Materiałów Ogniotrwałych Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych możemy wnieść następujący wkład: Zmiany wytrzymałościowe rejestrowane metodą ultradźwiękową są zależne głównie od dodatku dyspergującego, co prowadzi do typowych zalesności wytrzymałości od czasu. Jednakże analiza grawimetryczna ilości wody związanej przez fazy hydratów, przeprowadzone metodą suszenia przez zamrażanie, jasno pokazują, że zależnie od zastosowanego dodatku dyspergującego pierwszy wzrost prędkości ultradźwięków nie koreluje z tworzeniem się hydratów. Dodatkowe pomiary przewodnictwa elektrycznego prowadzą do wniosku, że ten wzrost wytrzymałości nie jest związany z powstawaniem hydratów. Przypuszczamy, że żelowanie lub koagulacja są dominującymi reakcjami, które występują we wczesnym stadium twardnienia betonu. Konieczne są jednak dalsze badania w celu głębszego zrozumienia reakcji wczesnego wiązania silnie zdyspergowanych betonów ogniotrwałych.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Polepszona wysokotemperaturowa odporność na wstrząs cieplny wysokokorundowych monolitów ogniotrwałych dzięki tworzeniu się in-situ spinelu w inteligentnej osnowie
  • Holleyn F., Krause O., Brochen E., Dannert C., Odziomek M.
  • Strony: 198-202
  • We wszystkich nieciągłych procesach cieplnych wyłożenia ogniotrwałe wystawiane są na działanie naprężenia cieplno-mechanicznego, które często odpowiedzialne jest za przedwczesne zużycie. Jest to szczególnie warte odnotowania w przypadku monolitycznych materiałów ogniotrwałych, które są w sposób typowy stabilne w stanie surowym przed pierwszym ogrzaniem. Już dawno temu spinel został zidentyfikowany jak ważny czynnik pozwalający uniknąć zniszczenia materiału spowodowanego przez naprężenie cieplne. Znaczące polepszenie pokazują w szczególności ogniotrwałe monolity wysokokorundowe wytwarzające spinel. Jednak podczas użytkowania monolityczne wyłożenia wystawiane są na działanie gradientu temperatur i w wyniku tego warstwa lub strefa spieczona jest tylko tworzona na gorącej stronie monolitycznego wyłożenia. Daleko dalej od strony gorącej monolityczne wyłożenie pozostaje w stanie niedokończonym. W tym słabym obszarze dlatego, materiał składa się z niedokończonej struktury ceramicznej. Szczególnie krytyczna jest strefa tuż pod strefą spieczoną ponieważ w tej strefie szczególnie mocne jest uderzenie termo-mechaniczne. Łuszczenie wywołane termo-mechanicznie jest typowo inicjowane w tej strefie. Projekt inteligentnej osnowy obejmujący rozkład wielkości cząstek i materiały prekursorów spinelu pozwala dostosować szybkość tworzenia i pojawiania się spinelu w zależności od temperatury. Wyraźne ilości niskotemperaturowego spinelu zwiększają wytrzymałość wspomnianej słabej strefy wyłożenia. Magnezja palona (MgO) i magnezyt (MgCO3) zostały dodane w różnych ilościach do betonów cementowych i bezcementowych. Zbadano wpływ właściwości fizycznych takich jak wytrzymałość na zginanie na zimno CMoR, uzysk utworzonego spinelu i plastyczność podczas obróbki cieplnej. Ogólnie mówiąc, im wyższa temperatura wypalania i drobniejsze cząstki, tym wydajniejszy jest proces tworzenia spinelu. Jednakże stan zaglomerowania, rozkład wielkości cząstek i obecność zanieczyszczeń w drobno zmielonym korundzie oddziałują na proces powstawania spinelu. Dodanie prekursora spinelowego do betonu wysokokorundowego oddziaływało na wartości CMoR. MgO wydaje się bardziej wydajny w promowaniu powstawania spinelu w porównaniu z MgCO3. Nie tylko ilość spinelu ale również drobnoziarnistość i rozkład wielkości cząstek odgrywają decydującą rolę w przypadku poprawy odporności na wstrząs cieplny. Ogólnie informacja ta dostarcza wartościowej wskazówki do projektowania inteligentnej osnowy poprawienia warunków tworzenia spinelu dostosowanych do warunków użytkowania.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Szkło ekspandowane w izolacyjnych monolitycznych materiałach ogniotrwałych
  • Stölzel F.
  • Strony: 203-206
  • Szkło ekspandowane jest wykorzystywane w szerokiej gamie produktów takich jak wyroby na bazie suchych zapraw, panele, lekkie betony i wypełniacze. Niniejsza praca bada zastosowanie szkła ekspandowanego wyprodukowanego przez Dennert Poraver w matrycy cementu glinowego przeznaczonej na ogniotrwałe izolacje monolityczne wg normy EN ISO 1927-1:2012. Aby zbadać tę zdolność, materiał był wypalany w pewnych temperaturach. Właściwości mechaniczne badano wykorzystując standardowe belki przed i po wypaleniu. Skład chemiczny i fazy mineralne układu zostały oznaczone za pomocą XRF oraz XRD. Aby ocenić właściwości izolacyjne, zbadano przewodność cieplną materiałów. Na koniec zbadano zachowanie materiału podczas procesu ogrzewania za pomocą mikroskopii grzewczej.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Synteza SHS ceramicznych warstw ochronnych na betonach ogniotrwałych
  • Podbolotov K., Volochko A., Antonovic V., Boris R.
  • Strony: 207-213
  • Prezentowane badania przeprowadzono w odniesieniu do wytwarzania metodą SHS pokryć ochronnych bazujących na układzie Al–SiO2, aby chronić beton. Wykorzystano piasek kwarcowy i kaolin jako składniki zawierające krzem. Analiza termiczna pokazała, że w pewnych przypadkach wprowadzenie dodatków pozwoliło na zwiększenie intensywności procesu SHS. Rentgenowska analiza fazowa ujawniła, że pokrycia złożone są głównie z mullitu, sillimanitu, korundu i kwarcu resztkowego. Zsyntezowane metodą SHS materiały i pokrycia otrzymane na ich bazie badano w odniesieniu do ich właściwości fizykochemicznych i cieplnych takich jak gęstość, porowatość, wytrzymałość adhezyjna, współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej, ochrona ogniowa i odporność termiczna. Stwierdzono, że dodatki mają wpływ na wspomniane właściwości, a wysoka wytrzymałość adhezyjna jest charakterystyczna dla pokryć zawierających dodatki tlenku tytanu i kwasu borowego. Przeprowadzone badania doprowadziły do opracowania składów pokryć, opartych na układzie Al–SiO2 i różnych dodatkach, przeznaczonych do ochrony różnych elementów konstrukcyjnych.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wpływ składu fazowego cementu glinowego na właściwości betonów ogniotrwałych
  • Majchrowicz I.
  • Strony: 214-220
  • W betonach ogniotrwałych jako spoiwo stosuje się tradycyjnie cementy glinowe. Na rynku dostępnych jest wiele gatunków cementów glinowych. Cementy przeznaczone do stosowania w niższej temperaturze składają się głównie z fazy jednoglinianu wapnia, której towarzyszy znaczna ilość krzemionki i tlenku żelaza. Cementy przeznaczone do stosowania w wyższej temperaturze stanowią mieszaninę jedno- i dwuglinianu wapnia. W ostatnim czasie opracowano spoiwo oparte na jednoglinianie wapnia o niskiej zawartości krzemionki, tlenku żelaza i alkaliów (poniżej odpowiednio 0,5%; 0,2% i 0,4%). Zastosowanie nowego spoiwa złożonego z czystego jednoglinianu wapnia może być korzystne. Biorąc pod uwagę wysoką aktywność nowego spoiwa można otrzymać beton ogniotrwały o niższej jego zawartości.

    Przeprowadzono badania betonów ogniotrwałych wiązanych dwoma spoiwami hydraulicznymi różniącymi się zawartością glinianów wapnia: CA i CA2. Wykonano próbki betonu wysokoglinowego, zawierające 1%, 3% i 5% spoiwa. Oznaczono właściwości fizyczne próbek takie jak gęstość pozorna i porowatość otwarta, rozkład wielkości porów, wytrzymałość na zginanie i na ściskanie na zimno oraz właściwości wysokotemperaturowe w tym wytrzymałość na zginanie na gorąco, ogniotrwałość pod obciążeniem i odporność na pełzanie.

    Badania wykazały, że surowe próbki z udziałem cementu, składającego się głównie z fazy CA, charakteryzowały się mniejszą porowatością i nieco większą gęstością pozorną niż próbki z udziałem cementu, w którym fazie CA towarzyszyła faza CA2 w ilości 25,9%.  Mniejsza porowatość betonów z cementem z fazą CA decydowała z kolei o ich większej wytrzymałości na zginanie i na ściskanie. Prawdopodobnie, z racji większej reaktywności jednoglinianu wapnia z wodą, doszło do powstania większej ilości hydratów w osnowie betonu. W przypadku wypalonych próbek betonów, zastosowanie cementu o większej zawartości fazy CA prowadziło do większej porowatości otwartej i mniejszej gęstości pozornej próbek w porównaniu do betonów o mniejszej zawartości fazy CA i większej zawartości fazy CA2. Związane to było z powstaniem większej ilości fazy CA6 (hibonitu), której powstanie prowadzi do zwiększenia porowatości materiału. W związku z tym, że faza CA6 powstaje na styku ziaren korundu i otaczającej ich osnowy zawierającej CA2, dochodzi do utworzenia tzw. wiązania ceramicznego po wypaleniu w wysokiej temperaturze, odpowiedzialnego za dużą wytrzymałość mechaniczną materiału. Właściwości próbek w wysokich temperaturach zależały od porowatości i składu fazowego. W przypadku, gdy próbki zawierały mniejszą ilość spoiwa o ich ogniotrwałości pod obciążeniem i pełzaniu przy ściskaniu decydowała porowatość. Większa porowatość powodowała pogorszenie ogniotrwałości pod obciążeniem i odporności na pełzanie. Z kolei, gdy próbki zawierały dużą ilość spoiwa za ich właściwości w wysokiej temperaturze odpowiadał skład fazowy, a ściślej zawartość hibonitu. Większa zawartość tej fazy poprawiała ogniotrwałość pod obciążeniem i odporność na pełzanie. W przypadku wytrzymałości na zginanie w wysokiej temperaturze na jej kształtowanie się wpływ miała prawdopodobnie porowatość materiału zgodnie z zależnością: im większa porowatość tym mniejsza wytrzymałość na zginanie w wysokiej temperaturze.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Analiza chemiczna wyrobów węglowych zawierających węglik krzemu – oznaczanie zawartości węgla całkowitego, węgla wolnego oraz węglika krzemu
  • Gerle A., Stec K., Burdyl M., Podwórny J., Psiuk B.
  • Strony: 221-232
  • Do analizy chemicznej materiałów węglowych zawierających węglik krzemu mają zastosowanie metody opisane w normie PN-EN ISO 21068: 2010 „Analiza chemiczna surowców i wyrobów ogniotrwałych zawierających węglik krzemu”, części 1 – 3. Obejmuje ona swoim zakresem analizę zarówno produktów, jak i surowców ogniotrwałych formowanych i nieformowanych, zawierających w swoim składzie węgiel i/lub węglik krzemu. Norma obejmuje cały zakres materiałów od czystego węglika krzemu do materiałów tlenkowych z niską jego zawartością. Przedstawiono w niej między innymi różne metody oznaczania zawartości węgla całkowitego i wolnego oraz wyznaczania zawartości węglika krzemu. W pracy oznaczano stratę prażenia (ΔP) i węgiel całkowity (Ctotal) w próbkach suchych i po prażeniu. Na ich podstawie obliczano zawartość węgla wolnego (Cfree) oraz węglika krzemu (SiC). Analizie poddano materiały zawierające znaczne ilości węgla wolnego (> 50%) w postaci grafitu i węgla amorficznego. Analizowano próbki komercyjnie dostępnych wyrobów węglowych zawierających węglik krzemu oraz wzorcowe próbki przygotowane z materiałów o znanym składzie. Porównano wyniki uzyskane różnymi metodami dopuszczanymi przez normę. Przedstawiono zalety i wady poszczególnych metod analitycznych oraz wskazano potencjalne źródła błędów uzyskiwanych wyników.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Przemysł materiałów ogniotrwałych w Polsce i w Unii Europejskiej – szanse i zagrożenia
  • Czechowski J.
  • Strony: 233-237
  • Scharakteryzowano produkcję materiałów ogniotrwałych w Polsce i w Europie w ostatnich 10 latach w porównaniu z produkcją światową. Omówiono bilans handlu zagranicznego, podkreślając wpływ innowacyjności i jakości materiałów wytwarzanych w Europie na wzrost ich eksportu. Przedstawiono zagrożenia wpływające na konkurencyjność wyrobów wytwarzanych w Europie. Porównano koszty energii i zwrócono uwagę na wpływ regulacji unijnych, w tym ETS i REACH, na koszty wytwarzania. Szczególną uwagę poświęcono zmianom zachodzącym w Chinach. Podkreślono, że w sytuacji nadprodukcji materiałów ogniotrwałych w Chinach, przy dalszym wzroście niewykorzystanych mocy produkcyjnych w przemyśle stalowym i wzroście jakości produkowanych materiałów w oparciu o własną bogatą bazę surowcową uznanie gospodarki chińskiej niespełniającej czterech z pięciu podstawowych wymogów za rynkową stanowi poważne wyzwanie dla producentów w Europie. Podano przykłady działań konsolidacyjnych, wzmacniających pozycję niektórych dużych producentów w Europie oraz pokazano zachodzące w kraju zmiany w obszarze B+R. Zdaniem analityków w najbliższym okresie ze względu na presję wywołaną zmniejszeniem produkcji przez głównych odbiorców materiałów ogniotrwałych prawdopodobne są dalsze procesy konsolidacyjne.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Doświadczenia w zakresie wytwarzania i zastosowania topionych kruszyw magnezjowych
  • Skalska M., Zelik W.
  • Strony: 238-242
  • Kruszywa topione magnezjowe stanowią podstawę surowcową współczesnej technologii produkcji wyrobów magnezjowo-węglowych dla stref najwyższego zużycia urządzeń przemysłu stalowego. Zakłady Magnezytowe ,,ROPCZYCE” S.A. przy współudziale Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH w Krakowie w efekcie realizowanego wspólnie projektu POIG Działanie 1.4 „Zastosowanie kruszyw otrzymanych z krajowych surowców alternatywnych w materiałach ogniotrwałych”, opracowały technologię i uruchomiły linię technologiczną dla procesu topienia. W referacie przedstawiono doświadczenia z wdrażaniem technologii topienia komercyjnego koncentrując się na właściwościach otrzymywanych kruszyw topionych magnezjowych w zależności od zastosowanego wsadu. Równocześnie wskazano uzyskane efekty eksploatacyjne dla wyrobów magnezjowo-węglowych wyprodukowanych w oparciu o otrzymane kruszywa topione.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wytwarzanie ceramiki SiC metodą odlewania żelowego z wykorzystaniem układu żelującego Sizol-chlorek amonu
  • Psiuk B., Lipowska B., Czechowska K., Gerle A., Stanek M., Śliwa A.
  • Strony: 243-251
  • Artykuł dotyczy prac nad otrzymaniem tworzywa z SiC na drodze odlewania żelowego (ang. gel-casting) w oparciu o zawiesinę, w której dyspergatorem był zol krzemionkowy. Bazując na drobnych frakcjach SiC, uzyskano tworzywo drobnoporowate o wysokiej porowatości otwartej. Po wypaleniu w 600 °C w atmosferze powietrza ceramika charakteryzowała się wytrzymałością na zginanie bliską 10 MPa. Wypalenie próbki w temperaturze 1600 °C w atmosferze azotu dało wynik wytrzymałości przekraczający 50 MPa.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Trójwymiarowa rekonstrukcja mikrostruktury polikrystalicznego tlenku glinu metodą teselacji Laguerre’a
  • Grabowski G.
  • Strony: 252-257
  • Trójwymiarowa mikrostruktura polikrystalicznego tlenku glinu została zrekonstruowana w oparciu o wyniki mikroskopowej analizy rzeczywistej mikrostruktury α-Al2O3 z wykorzystaniem teselacji Laguerre’a. Na podstawie obrazów SEM spieków, obliczono wartości średnic zastępczych ziaren i wartości współczynnika kształtu. Ustalone parametry mikrostruktury wykorzystano w teselacji Laguerre’a. Dodatkowo wprowadzono warunek periodyczności dla generowanych domen. Uzyskano w ten sposób trójwymiarowe periodyczne modele o wymiarach od 5 μm × 5 μm × 5 μm (zawierające 61 ziaren) do 30 μm × 30 μm × 30 μm (zawierające 13220 ziaren). W przypadku uzyskanych modeli syntetycznych mikrostruktur wyznaczono wartości średnic zastępczych i współczynnika kształtu. Porównanie rozkładów tych parametrów z wartościami ustalonymi na podstawie mikroskopowej analizy mikrostruktury wykazało dobrą zgodność pomiędzy wartościami modelowymi, a zmierzonymi dla polikrystalicznego Al2O3. Dla syntetycznych mikrostruktur ustalono ponadto wartości kątów dwuściennych, które również wykazały dobrą zgodność z danymi literaturowymi. Zaprezentowane modele będą stanowić podstawę do dalszych prac związanych z analizą właściwości termomechanicznych ceramicznych materiałów polikrystalicznych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Metoda spektroskopii fotoelektronów w badaniach hydratacji alitu z domieszkami reduktorów chromu sześciowartościowego
  • Golonka P., Nocuń M., Nocuń-Wczelik W.
  • Strony: 258-263
  • W pracy badano wpływ siarczanów żelaza(II), manganu i cyny stosowanych w roli reduktorów Cr(VI) na proces wiązania i twardnienia cementu. W celu wyjaśnienia obserwowanych zjawisk przeprowadzono badania z udziałem alitu traktowanego jako uproszczony model cementu. Postęp hydratacji śledzono metodą mikrokalorymetryczną i stwierdzono silnie opóźniające działanie siarczanu cyny. W celu określenia w sposób bezpośredni przyczyny zahamowania hydratacji przeprowadzono badania metodą spektroskopii fotoelektronów, która daje możliwość detekcji produktów utworzonych na powierzchni hydratyzującego materiału; produkty te są różne w przypadku poszczególnych siarczanów. W ten sposób potwierdzono bezpośrednio obecność związku cyny i wapnia w warstwie powierzchniowej, stanowiącej barierę hamującą proces hydratacji w stadium początkowym.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Kompozyty Al2O3-ZrO2 wytwarzane za pomocą prasowania filtracyjnego nanoproszków dwutlenku cyrkonu i przejściowych form tlenku glinu
  • Zych Ł., Azar M., Chevalier J., Garnier V., Macherzyńska B., Pyda W.
  • Strony: 264-271
  • Celem pracy było wytworzenie gęstych, drobnoziarnistych kompozytów Al2O3–ZrO2 (ZTA) przy wykorzystaniu metody prasowania filtracyjnego. Zakłada się, że takie kompozyty mogą wykazywać lepsze właściwości mechaniczne w porównaniu z kompozytami o mikrostrukturze składającej się z ziaren o większym rozmiarze. Metody formowania oparte na zawiesinach, np. prasowanie filtracyjne, pozwalają na wytwarzanie materiałów o jednorodnej mikrostrukturze i równomiernym rozmieszczeniu składników kompozytu. Taka mikrostruktura wyjściowych materiałów ułatwia proces ich spiekania, którego efektem mogą być gęste materiały o drobnych ziarnach. Kompozyty Al2O3–ZrO2 o różnym udziale tlenku cyrkonu (od 5% do 30% obj.) zostały wytworzone z komercyjnego proszku przejściowej odmiany tlenku glinu (Nanotek®) oraz proszku tlenku cyrkonu otrzymanego metodą hydrotermalną. Proszki zostały wymieszane w ustalonych proporcjach w wodnej zawiesinie, a następnie uformowane metodą prasowania filtracyjnego. Jednorodność mikrostruktury surowych materiałów była określana metodą porozymetrii rtęciowej. Spiekanie kompozytów odbywało się w temperaturze określonej na podstawie pomiarów dylatometrycznych, tzn. biorąc pod uwagę przemianę fazową tlenku glinu. Zachowanie się materiałów podczas spiekania było badane poprzez określenie gęstości, analizę fazową XRD oraz obserwacje SEM. Twardość oraz odporność kompozytów na kruche pękanie (KIC) wyznaczano metodą Vickersa.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Kompozyty tlenek glinu - tlenek cyrkonu - węglik niobu do obróbki elektroerozyjnej - wpływ zawartości stabilizatora
  • Schmitt-Radloff U., Kern F., Gadow R.
  • Strony: 272-278
  • Wysokie koszty finalnej obróbki skrawaniem negatywnie oddziałują na wytwarzanie na zamówienie komponentów z twardej i wytrzymałej ceramiki konstrukcyjnej za pomocą tradycyjnych technologii. Obróbka elektroerozyja może stanowić kosztowo efektywną alternatywę, ponieważ proces obróbki jest bezkontaktowy i dlatego usuwanie materiału staje się niezależne od właściwości mechanicznych. Aby być obrabialną elektroerozyjnie, ceramika wymaga pewnej przewodności elektrycznej, którą można osiągnąć poprzez dodanie fazy przewodzącej elektrycznie. W niniejszej pracy badano materiały zawierające przewodzącą dyspersję węglika niobu w ilości 24% obj. w submikronowej osnowie tlenku glinu wzmacnianego tlenkiem cyrkonu, która zawierała 17% obj. tego tlenku z różną zawartością stabilizatora. Wyjściowe proszki homogenizowano drogą mieszania i mielenia w 2-propanolu, a próbki wytwarzano poprzez następcze prasowanie na gorąco w 1525 °C przez 2 h pod jednoosiowym ciśnieniem 40 MPa w formie grafitowej. Zbadano właściwości mechaniczne, mikrostrukturę i skład fazowy. Obrabialność elektroerozyjną w procesie cięcia włóknem badano w odniesieniu do szybkości obróbki, jakości uzyskanej powierzchni i podpowierzchniowego uszkadzania, wywołanego obróbką elektroerozyjną. Stwierdzono, że zawartość stabilizatora w postaci tlenku itru oddziałuje na właściwości mechaniczne. Maksymaną odporność na pękanie stwierdzono przy udziale stabilizatora wynoszącym 1% mol., podczas gdy wytrzymałość na zginanie zmieniała się nieznacznie wraz z zawartością stabilizatora. Obrabialność elektroerozyjna nie zależała od zawartości stabilizatora.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Właściwości mechaniczne i odporność na niskotemperaturową degradację domieszkowanego tlenkiem glinu 3Y-TZP, wytworzonego z proszków pokrywanych stabilizatorem
  • Kern F., Kabir A., Gadow R.
  • Strony: 279-285
  • W niniejszym badaniu jednoskośny nanometryczny dwytlenek cyrkonu pokrywano tlenkiem itru w ilości 3% mol., wykorzystując ścieżkę azotanową. Poprzez pokrywanie lub mieszanie i mielenie dodano aż do 2% obj. tlenku glinu. Zbadano właściwości mechaniczne, mikrostrukturę i skład fazowy materiałów. Za pomocą przyśpieszonego testu autoklawowego określono niskotemperaturową degradację. Materiały TZP pokazały wysoką odporność na pękanie przekraczającą 10 MPa√m w połączeniu z wytrzymałością wynoszącą ~ 740-1000 MPa. Odporność na niskotemperaturową degradację została poprawiona dodatkiem tlenku glinu, gdzie wprowadzenie tlenku glinu drogą mieszania i mielenia było bardziej efektywne niż przez pokrywanie proszku; maksymalna frakcja jednoskośnia w kompozycie stanowiła jedynie 6% obj. po starzeniu w autoklawie przez 100 h w 134 °C a faza jednoskośna nie utworzyła całkowicie spójnej warstwy.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…