Wyszukiwanie artykułów

Tom 62 (2010)

Spis treści

Tom 62, Numer 1

  • Wykorzystanie metody MD w projektowaniu procesu witryfikacji odpadów radioaktywnych
  • Stoch P., Ciecińska M., Stoch A.
  • Strony: 3-13
  • Zastosowano symulacje komputerową metodą dynamiki molekularnej (MD) celem określenia zmian struktury i właściwości szkła boro-krzemianowego, używanego do immobilizacji odpadów radioaktywnych, a spowodowanych wprowadzeniem Ca i Cs jako składników popiołu ze spalania odpadów szpitalnych.

    Dane dostarczone przez symulację MD dobrze odpowiadają współczesnej wiedzy o strukturze szkła i korelują z wynikami badań eksperymentalnych dotyczących ich właściwości termicznych oraz krystalizacji. Wyznaczone wartości współczynników dyfuzji i energii aktywacji dyfuzji składników w strukturze szkła dobrze zgadzają się z danymi eksperymentalnymi. Symulacja komputerowa ułatwia interpretację wyników eksperymentów. Dane jakich dostarcza użyta metoda są na tyle szczegółowe, że można na ich podstawie przewidywać efekty wprowadzenia do szkła odpadów dla immobilizacji składników szkodliwych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Synteza klinkieru cementu portlandzkiego z udziałem wapienno-ilastego materiału odpadowego
  • Nocuń-Wczelik W., Trybalska B., Skobel B.
  • Strony: 14-19
  • W pracy badano przydatność materiału pochodzącego z leja krasowego jako składnika zestawu surowcowego na klinkier cementu portlandzkiego. Określono spiekalność zestawu surowcowego oraz skład fazowy i mikrostrukturę syntetycznego klinkieru. Podstawą oceny stopnia przereagowania była zawartość nie związanego CaO. Obliczone, w oparciu o wzór podany przez Musikasa, wartości spiekalności wskazują na bardzo podobną zdolność do klinkieryzacji badanych zestawów; najlepszą wykazuje zestaw z 8% dodatkiem zwietrzeliny. Na podstawie obserwacji za pomocą mikroskopu skaningowego, przy zastosowaniu zarówno techniki elektronów wtórnych (SE), jak i techniki elektronów wstecznie rozproszonych (BSE), wspomaganej przez analizę w mikroobszarach, określono mikrostrukturę i skład fazowy spieków, potwierdzając prawidłowość przebiegu syntez i wysokoalitowy charakter produktów.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Kompozyty metaliczno-ceramiczne do zastosowań w medycynie
  • Dudek A., Przerada I.
  • Strony: 20-23
  • Zapotrzebowanie na nowe materiały w dziedzinie medycyny ciągle wzrasta. Implanty długotrwałe (endoprotezy stawowe, wszczepy stomatologiczne) wykonywane głównie z metali i ich stopów charakteryzują się wysokimi własnościami mechanicznymi lecz niskim poziomem odporności korozyjnej oraz biotolerancji. Jednym ze sposobów zapewnienia odpowiednich własności użytkowych jest zastosowanie implantów kompozytowych, łączących wysokie własności wytrzymałościowe materiału metalicznego z biotolerancją materiałów ceramicznych. Celem pracy było wytworzenie oraz analiza własności kompozytów metalowo-ceramicznych wykonanych z mieszaniny proszków stali austenitycznej (316LHD) oraz ceramicznego (hydroksyapatyt).

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badanie wpływu struktury szkieł na czas życia pozytonów
  • Reben M., Filipecki J., Golis E.
  • Strony: 24-27
  • W artykule przedstawiono technologię syntezy szkła tlenkowo-fluorkowego z układu SiO2-Al2O3-Na2O-LaF3-NaF–Yb2O3. Przy pomocy analizy termicznej DTA/DSC zbadano przebieg przemian fizykochemicznych zachodzących w trakcie ogrzewania szkła. Na drodze odpowiednio prowadzonej obróbki termicznej szkła tlenkowo-fluorkowego otrzymano materiał z nanokrystaliczną fazą fluorku lantanu rozproszoną w matrycy szklistej. Rodzaj fazy krystalicznej określono przy pomocy rentgenowskiej analizy fazowej (XRD). Nanokrystaliczną szkło-ceramikę poddano badaniu mikroskopowemu - SEM/EDS. Do określenia stopnia zdefektowania szkła, jak i otrzymanej w wyniku obróbki termicznej szkło-ceramiki, wykorzystano spektroskopię czasów życia pozytonów PALS. W wyniku przeprowadzonych badań i obliczeń widma czasów życia pozytonów, uzyskano wartości trzech składowych τ (τ1 para-pozyt, τ3 orto-pozyt, τ2 składowa średnio żyjąca) i ich natężeń. Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono, że uzyskane składowe czasów życia pozytonów odpowiadają za występowanie w badanym szkle wolnych objętości o rozmiarach większych niż dwukrotna średnica atomu wodoru oraz defektów atomowych typu wakans. W oparciu o zależność Tao-Eldrupa oszacowano rozmiary wolnych objętości.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ mikrostruktury ceramiki PZT na właściwości dielektryczne i piezoelektryczne
  • Bruś B., Zarycka A.
  • Strony: 28-31
  • Celem pracy było pokazanie wpływu mikrostruktury ceramiki na jej właściwości dielektryczne i piezoelektryczne. W pracy przedstawiono analizę mikrostruktury ceramiki PZT domieszkowanej kadmem i wolframem. Materiał badań otrzymano na drodze syntezy metodą reakcji w fazie stałej oraz zagęszczania dwoma metodami: metodą spiekania swobodnego oraz metodą prasowania na gorąco. Analizy mikrostruktury dokonano na podstawie zdjęć wykonanych za pomocą mikroskopu skaningowego Hitachi S-4700. Do obliczenia średniego rozmiaru ziaren oraz określenia jednorodności rozmiaru ziaren wykorzystano system VISILOG 4. Przedstawiono również rezultaty pomiarów parametrów dielektrycznych (przenikalności elektrycznej i tangensa kąta strat dielektrycznych) oraz piezoelektrycznych (współczynnika sprzężenia elektromechanicznego, modułu piezoelektrycznego). Parametry piezoelektryczne wyznaczono metodą rezonansu-antyrezonansu. Przeprowadzono analizę wpływu gęstości, porowatości, wielkości ziarna i jednorodności wielkości ziaren na parametry dielektryczne i piezoelektryczne.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wytwarzanie i badanie ceramiki 54/46 PZT domieszkowanej barem i niobem
  • Bochenek D.
  • Strony: 34-36
  • Metodą spiekania swobodnego otrzymano wieloskładnikową ceramikę typu 54/46 PZT o składzie Pb0,84Ba0,16(Zr0,54Ti0,46)0,975Nb0,025O3. Przeprowadzono badania rentgenowskie, mikrostrukturalne, temperaturowe pomiary parametrów dielektrycznych oraz pętli histerezy elektrycznej. Elektrofizyczne paramenty otrzymanej ceramiki wskazują na możliwości zastosowania tego materiału w przetwornikach bimorficznych i zapłonowych oraz do budowy piezoelektrycznych przetworników niskoczęstotliwościowych (wysokie wartości przenikalności elektrycznej).

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Struktura i właściwości fizyczne ceramiki 46/54 PZT modyfikowanej strontem, chromem i neodymem
  • Bochenek D., Surowiak Z.
  • Strony: 37-41
  • Opracowano technologię otrzymywania wieloskładnikowej ceramiki typu PZT o składzie Pb0,94Sr0,06(Zr0,46Ti0,54)0,99Cr0,01O3 i zbadano jej podstawowe właściwości fizyczne. Przedstawiono również wpływ domieszki neodymu, wprowadzanej do bazowego składu, na dielektryczne właściwości materiału. Wieloskładnikowa ceramika typu PZT była otrzymywana metodą spiekania mieszaniny prostych tlenków w fazie stałej, w wysokiej temperaturze, a zagęszczana metodą swobodnego spiekania. Zespół elektrofizycznych parametrów otrzymanej ceramiki wskazuje na możliwość jej zastosowania w elektronice, jako materiału przydatnego do budowy filtrów elektrycznych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wytwarzanie elektrooptycznych włókien PLZT metodą termo-plastycznego wytłaczania
  • Kozielski L., Adamska A.
  • Strony: 42-45
  • Cyrkonian tytanian ołowiu domieszkowany lantanem (PLZT) jest materiałem, który cechuje wiele interesujących właściwości, wynikających z odpowiednio dobranych proporcji bazowego PZT i ilości wprowadzonego doń lantanu. Składy ferroelektryczne, oprócz właściwości piezoelektrycznych, może charakteryzować wysoka przeświecalność, pożądany efekt elektrooptyczny oraz duża szybkość odpowiedzi.

    Materiały typu PLZT można otrzymywać w różnych postaciach np. włókien, ceramiki objętościowej czy warstw ceramicznych. Włókna piezoelektryczne wykazują wiele zalet w porównaniu do objętościowej ceramiki tego samego typu. Wśród nich można wyróżnić lepszą anizotropię właściwości, doskonałą elastyczność oraz większą wytrzymałość. Jednak metody, jakość składników wyjściowych oraz warunki wytwarzania tego typu włókien dalej pozostają ogromnym obszarem badań i poszukiwań, aby w efekcie końcowy materiał posiadał odpowiednią jakość i parametry.

    Celem niniejszej pracy było wytworzenie elektrooptycznych włókien PLZT metodą termoplastycznego wytłaczania i zbadanie, w funkcji parametrów spiekania, podstawowych właściwości fizycznych, takich jak gęstość, porowatość i mikrostruktura otrzymanych włókien ceramicznych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Otrzymywanie powłok antyrefleksyjnych na szkle techniką zol-żel
  • NOCUŃ M., KWAŚNY S., SKUBA P.
  • Strony: 46-50
  • Przedmiotem badań było otrzymywanie warstw antyrefleksyjnych wytwarzanych techniką zol-żel. W szczególności analizowano stabilność długoczasową zolu. Badano również wpływ starzenia na parametry antyrefleksyjne i porowatość powłok. Współczynnik załamania, porowatość i grubość warstw wyznaczono w oparciu o pomiary elipsometryczne. Stwierdzono, że z czasem starzenia współczynnik załamania powłoki maleje co pogarsza jej własności antyrefl eksyjne. Porowatość wzrasta z ok. 26%, dla roztworu wyjściowego, do ok. 50% po czasie 185 dni. Badany zol wykazuje technologiczną stabilność w czasie ok. 30 dni.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Bioceramika TCP (αTCP, βTCP, BTCP) dla ortopedii i stomatologii – otrzymywanie oraz ocena w testach in vitro
  • Zima A., Paszkiewicz Z., Ślósarczyk A.
  • Strony: 51-55
  • W niniejszej pracy, tworzywa fosforanowo-wapniowe będące monofazową ceramiką βTCP lub αTCP oraz materiał dwufazowy BTCP (βTCP + αTCP), poddano ocenie biologicznej w oparciu o badania in vitro. Określono stabilność chemiczną powyższych materiałów, stanowiącą przesłankę do oceny ich podatności na korozję i biodegradację. Uzyskane wyniki badań pozwoliły określić potencjał bioaktywności badanych tworzyw.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Otrzymywanie wybranych materiałów termoelektrycznych metodą krystalizacji kierunkowej i ich charakterystyka
  • Schmidt M., Zybała R., Wojciechowski K.T.
  • Strony: 56-59
  • Celem pracy było otrzymanie monokryształów związków AgSbSe2, Ag0,9Sb1,1Se2 oraz BiSbTe3 metodą Bridgmana. Materiały otrzymywano dwoma wariantami metody różniącymi się wytwarzanym gradientem temperatur w obszarze frontu krystalizacji. Obserwacje mikrostrukturalne oraz składu chemicznego przeprowadzono skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM) z analizatorem dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (EDS) oraz za pomocą emisyjnej spektroskopii atomowej (AES). Badania jednorodności właściwości termoelektrycznych przeprowadzono za pomocą mikrosondy Seebecka w temperaturze pokojowej. Stwierdzono, że współczynnik Seebecka dla materiału AgSbSe2 zmienia się monotonicznie w zakresie od 250 do 1000 μVK-1. Dla związku Ag0,9Sb1,1Se2 współczynnik Seebecka wynosi od -500 do -750 μVK-1. Monokryształy BiSbTe3 cechują się małymi zmianami wartości współczynnika Seebecka w przedziale od 200 do 280 μVK-1.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Otrzymywanie i właściwości CoSb3 domieszkowanego Ag
  • Wojciechowski K., Nieroda P., Toboła J., Zybała R.
  • Strony: 60-64
  • Przedmiotem pracy były badania wpływu domieszki Ag na wartość współczynnika efektywności termoelektrycznej, ZT, trójantymonku kobaltu CoSb3. W tym celu przygotowano serię próbek o składach nominalnych AgxCo8Sb24, gdzie x = 0-0,5. Badania strukturalne oraz składu fazowego wykonano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej XRD. Zbadano wpływ domieszki na przewodnictwo elektryczne, współczynnik Seebecka oraz przewodnictwo cieplne otrzymanych materiałów w zakresie temperatur od 300 do 560K. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono zależności współczynnika efektywności termoelektrycznej, ZT, od temperatury.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Złącza CoSb3/Cu z barierami dyfuzyjnymi otrzymanymi techniką rozpylania magnetronowego
  • Zybała R., Mania R., Wojciechowski K.
  • Strony: 65-69
  • Przedmiotem pracy jest opracowanie złącz kontaktowych pomiędzy półprzewodnikowym materiałem termoelektrycznym CoSb3, a elektrodą miedzianą oraz dobór odpowiednich warstw ochronnych hamujących procesy dyfuzji na granicy złącz.

    Złącza CoSb3/Cu wytwarzane były techniką lutowania rezystancyjnego w atmosferze gazów ochronnych (90% Ar + 10% H2) z użyciem lutów Ag-Cu. Bariery dyfuzyjne (Ni, Mo, Cr80Si20) nanoszono metodą rozpylania magnetronowego na elementy wykonane z polikrystalicznego CoSb3.

    Mikrostrukturę oraz skład chemiczny złącz badano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) z rentgenowskim analizatorem dyspersji energii EDX. Badania parametrów elektrycznych złącz kontaktowych takich jak rezystancja, charakterystyki prąd-napięcie, wykonano na specjalnie przygotowanym do tego celu stanowisku pomiarowym. Przeprowadzono pomiary współczynników rozszerzalności cieplnej materiału termoelektrycznego oraz lutowia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Otrzymywanie metodą zolowo-żelową Sr0,7Ba0,3Nb2O6 do kompozytów o ukierunkowanej strukturze
  • Nogas-Ćwikiel E.
  • Strony: 70-73
  • Niobian baru strontu SrxBa1-xNb2O6 (SBN) w zakresie 0,25<x<0,75 jest ferroelektrykiem o strukturze typu tetragonalnego brązu wolframowego. W niniejszej pracy do otrzymania kompozytów o ukierunkowanej strukturze Sr0,7Ba0,3Nb2O6-PVDF (SBN70-PVDF) użyto proszków ceramicznych syntezowanych metodą zolowo-żelową. Jako prekursorów do syntezy ceramicznych proszków niobianu baru strontu Sr0,7Ba0,3Nb2O6 (SBN70) użyto: octanu strontu (CH3COO)2Sr, octanu baru (CH3COO)2Ba i etanolanu niobu (C2H5O)5Nb. Otrzymane proszki zostały umieszczone w matrycy polimerowej z polifluorku winylidenu (PVDF). Wykonano kompozyt 0-3 SBN70-PVDF. Obrazy powierzchni kompozytu otrzymano za pomocą mikroskopu sił atomowych AFM (NT-MDT Solver P47).

    Kompozyt SBN70-PVDF o ukierunkowanej strukturze może być zastosowany do budowy przetworników piezo- i piroelektrycznych. Badanie piroprądu dla kompozytu przeprowadzono za pomocą elektrometru Keithley 6517A.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Nowe rodzaje światłowodów aktywnych dla laserów włóknowych
  • Dorosz D., Kochanowicz M., Żmojda J., Dorosz J.
  • Strony: 74-80
  • W artykule przedstawiono nowe konstrukcje światłowodów aktywnych, posiadających właściwości luminescencyjne, umożliwiające ich zastosowanie jako elementy w układach laserów włóknowych. Światłowody wielordzeniowe typu double-clad, o rdzeniach ułożonych w prezentowanych konfiguracjach, umożliwiają uzyskanie w polu dalekim wiązki laserowej (supermodu) o dużym natężeniu i małej rozbieżności. Innym rozwiązaniem jest światłowód ze spiralnym rdzeniem będący połączeniem konfiguracji typu „offset” z możliwością odsprzężenia czół rdzenia aktywnego w układach wzmacniaczy włóknowych dużej mocy. Dodatkowo, ze względu na spiralny kształt rdzenia włókna, można uzyskać jednomodowy rozkład pola przy większej średnicy rdzenia, a więc i większej ilości dodatku ziemi rzadkiej. Przedstawione w artykule światłowody aktywne domieszkowane jonami Nd3+ posiadają silną luminescencję pozwalającą na ich stosowanie w układach laserów włóknowych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Kategoryzacja popiołów lotnych a właściwości kompozytów cementowo-popiołowych
  • Giergiczny E., Giergiczny Z.
  • Strony: 81-86
  • Aktualna norma PN-EN 450-1:2009 Popiół lotny do betonu. Definicje, wymagania i kontrola jakości wprowadziła podział popiołów lotnych na kategorie. Celem kategoryzacji jest zróżnicowanie jakości popiołów lotnych w oparciu o zawartość strat prażenia (kategoria A,B,C) i miałkość (kategoria N i S).

    W prowadzonych badaniach stwierdzono, że popioły lotne poszczególnych kategorii różnią się składem fazowym, aktywnością pucolanową, wodożądnością oraz mają wpływ na efektywność działania, powszechnie stosowanych w technologii, domieszek chemicznych uplastyczniających i upłynniających. Są to istotne właściwości dla trwałości kompozytów cementowo-popiołowych, których znajomość pozwoli na efektywne stosowanie popiołów lotnych poszczególnych kategorii w produkcji cementu i betonu.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Płytki polerowane i rektyfikowane jako przykład płytek ceramicznych wysoko przetworzonych
  • Predoń B.
  • Strony: 87-92
  • Płytki polerowane i rektyfikowane są przykładem płytek wysoko przetworzonych, które doskonale zostały przyjęte przez klientów i nadal zdobywają liczne grono zwolenników. Ciekawie zaprojektowane pomieszczenie z wykorzystaniem tych płytek jest dużo bardziej atrakcyjne niż w przypadku zastosowania płytek tradycyjnych. Główną ich zaletą jest idealne wykończenie powierzchni i krawędzi oraz efekt lustrzanej powierzchni i jednolitej ściany dający wrażenie ułożenia płytek bez fugi.

    W artykule przedstawiono sposób produkcji płytek polerowanych i rektyfikowanych, pokazano różnice pomiędzy takimi płytkami i płytkami tradycyjnymi oraz wskazano praktyczne uwagi dotyczące montażu, a także późniejszej eksploatacji płytek polerowanych i rektyfikowanych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ modyfikatorów nieorganicznych i organicznych na lepkość zoli, strukturę i własności barwnych powłok hybrydowych
  • Cholewa-Kowalska K., Kwaśny S., Terczyńska-Madej A., Nocuń M., Olejniczak Z., Łączka M.
  • Strony: 93-101
  • Pokrywanie szkieł powłokami o różnej funkcjonalności jest bardzo aktualnym problemem współczesnego przetwórstwa szkła. Pozwala bowiem otrzymać wyrób o zmodyfikowanych własnościach, adekwatnych do jego użytkowania. Jednym ze sposobów modyfikacji powierzchni szkła jest nakładanie cienkich powłok barwnych doskonale przylegających do podłoża o różnorodnych intensywnych barwach, wytrzymałych mechanicznie i odpornych chemicznie. Warunki takie spełniają powłoki hybrydowe nieorganiczno-organiczne typu ORMOCER. Osnowę tych powłok stanowi sieć krzemionkowa, zawierająca często również inne pierwiastki (Al, Ti, Zr), podstawiające krzem; głównym modyfikatorem takiej sieci są grupy organiczne, powiązane z krzemem wiązaniem Si–C. Barwę powłokom nadają zwykle barwniki organiczne, dla których modyfikowana organicznie sieć krzemionkowa jest bardzo dobrą, kompatybilną matrycą. Roztwory do nakładania powłok otrzymuje się z odpowiednich organicznych związków krzemu, rozpuszczonych w alkoholu. Powłoki nakładane są zazwyczaj na wyroby szklane dwoma alternatywnymi metodami: zanurzeniowo-wynurzeniową i natrysku. Parametrem decydującym o jakości powłoki, a także o jej grubości i intensywności zabarwienia, jest lepkość roztworów wyjściowych, z których powłoki są nakładane. Z kolei, lepkość zoli jest uzależniona od składu roztworu wyjściowego, a w szczególności od rodzaju użytych modyfikatorów nieorganicznych i organicznych sieci krzemionkowej oraz od stopnia rozcieńczenia roztworu. Z punktu widzenia właściwości użytkowych barwnych powłok hybrydowych, dobrym rozwiązaniem są matryce, których skład oparty jest na dwóch związkach: TEOS i GPTMS. Ponieważ dodatek do takich matryc związków organicznych innych pierwiastków, np. tytanu czy cyrkonu ma wpływ na jakość i własności powłok, przeprowadzono badania nad wpływem związków tych pierwiastków na lepkość zoli, strukturę żeli i charakterystykę optyczną UV/VIS wytworzonych powłok barwnych. W badaniach zastosowano, jako prekursory Ti i Zr, tetraetyloortotytanian C8H20O4Ti i tetrapropyloortocyrkonian Zr(OC3H7)4. W celu uzyskania barwy, do roztworów wyjściowych wprowadzono barwniki typu ORASOL (Red BL, Blue GN lub Black RLI), rozpuszczone w alkoholu. Dla wszystkich roztworów wyjściowych przeprowadzono pomiary lepkości w funkcji czasu, którym towarzyszyło równolegle nakładanie cienkich warstw na powierzchnię szkieł płaskich i wyrobów szklanych z roztworów o znanej lepkości. Warstwy nakładano metodą zanurzeniowo-wynurzeniową. Przeprowadzono wizualną ocenę jakości warstw, jak również wykonano dla cienkich powłok na szkle płaskim pomiary spektrofotometryczne UV/VIS. Stosując metody spektroskopowe FTIR i 29Si MAS NMR, badano strukturę żeli otrzymanych z roztworów wyjściowych. Stwierdzono, że rodzaj zastosowanego modyfikatora, w postaci organicznych związków Ti i Zr, wpływa silnie na lepkość zoli, determinując warunki nakładania cienkich powłok.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Ceramika budowlana w Polsce – Historia i współczesność
  • Jaroszewicz M., Staszewski M.
  • Strony: 102-110
  • Ceramika budowlana produkowana jest na ziemiach polskich już od 800 lat. Na przestrzeni tych wieków cechowała ją zawsze nowoczesność a jednocześnie bogata tradycja. Pierwsze cegły formowano ręcznie, suszono je na słońcu, a następnie wypalano w piecach mielerzowych. Współczesna produkcja cegieł jest w dużej mierze zautomatyzowana, wprowadzono najnowocześniejsze rozwiązania technologiczne. Nowoczesna technika pozwala połączyć efektywną, relatywnie szybką produkcję cegieł z działaniami proekologicznymi, których efektem jest redukcja zużycia energii eklektycznej i cieplnej oraz zmniejszenie szkodliwości warunków pracy.

    Najstarsze budowle z cegieł, istniejące do dnia dzisiejszego na terenie Polski, pochodzą z XII w. Są to obiekty sakralne częściowo wybudowane z cegieł a częściowo z kamienia. Najstarszą budowlą w całości wykonaną z cegieł jest kościół w Kołbaczu koło Szczecina, którego budowę rozpoczęto w 1210 roku. Duża popularność, jak również trwałość materiału budowlanego jakim jest cegła sprawiła, że do dzisiaj na ziemiach polskich możemy podziwiać bardzo bogatą i różnorodną architekturę ceglaną.

    Na przestrzeni wielu lat również wyroby produkowane przez przemysł ceramiki budowlanej przechodziły swoista ewolucję. Początkowo produkowano głównie cegły pełne, nieco później również dachówki ceramiczne. Aktualnie wytwarzany jest bardzo różnorodny asortyment pustaków ceramicznych, cegieł klinkierowych, dachówek ceramicznych oraz wyrobów specjalnych. Rozwój technologii produkcji umożliwił produkcję pustaków ceramicznych o dużych rozmiarach i szczególnych właściwościach. Szczególną popularność zdobyły sobie pustaki z ceramiki poryzowanej, z których można wykonywać ciepłe ściany jednowarstwowe, bez docieplenia. Nowością na polskim rynku są pustaki szlifowane, o bardzo dużej dokładności wykonania powierzchni wspornych, umożliwiające szybkie murowanie na cienką spoinę, w tym również na zaprawę poliuretanową.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…

Spis treści

Tom 62, Numer 2

  • Dielektryczne i dynamiczne właściwości mechaniczne kompozytu ceramiczno-polimerowego BST/PVDF
  • Osińska K., Zachariasz R., Czekaj D.
  • Strony: 115-120
  • W prezentowanej pracy przedstawione zostały rezultaty badań mikrostruktury oraz dielektrycznych i dynamicznych właściwości mechanicznych kompozytu ceramiczno-polimerowego tytanianu baru strontu Ba0,6Sr0,4TiO4 (BST60/40) i poli(fluorku winylidenu) (PVDF). Kompozyt BST60/40//PVDF został wytworzony metodą prasowania na gorąco dla stężenia fazy ceramicznej równej cv = 50%. Morfologię

    kompozytu obserwowano przy użyciu transmisyjnego mikroskopu elektronowego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego. Temperaturowa zależność przenikalności dielektrycznej była mierzona w zakresie częstotliwości f = 10·103-1·106Hz. Dynamiczne właściwości mechaniczne badano metodą tarcia wewnętrznego oraz metodą dynamicznej mechanicznej analizy termicznej DMTA.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Synteza, struktura krystaliczna i właściwości dielektryczne ceramiki 0,7BiFeO3–0,3BaTiO3
  • Wodecka-Duś B., Czekaj D.
  • Strony: 121-125
  • Przedmiotem niniejszej pracy było wytworzenie roztworu stałego żelazianu bizmutu - tytanianu baru o ogólnym wzorze (1-x)BiFeO3xBaTiO3 o zadanym składzie chemicznym dla koncentracji BaTiO3 x=0,3 (0,7BF–0,3BT). Materiał badań otrzymano metodą swobodnego spiekania poprzez zastosowanie trzech różnych procesów technologicznych w warunkach laboratoryjnych (T=750-880°C, t=2-40h). Proces syntezy ceramiki badano za pomocą równoczesnej analizy termograwimetrycznej (TG, DTG) i różnicowej analizy termicznej (DTA). Zbadano wpływ warunków otrzymywania na strukturę krystaliczną, mikrostrukturę i podstawowe właściwości elektryczne ceramiki multiferroicznej 0,7BF–0,3BT. Mikrostrukturę ceramiki obserwowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), natomiast stechiometria składu chemicznego została potwierdzona przy użyciu metody EDS. Strukturę krystaliczną i skład fazowy wytworzonej ceramiki badano metodą dyfrakcji rentgenowskiej przy użyciu dyfraktometru rentgenowskiego z wykorzystaniem promieniowania CoKα. Właściwości dielektryczne ceramiki 0,7BF–0,3BT badano przy użyciu metody zmiennoprądowej spektroskopii impedancyjnej (IS).

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Dielektryczne i magnetyczne właściwości ceramiki multiferroicznej Bi5Ti3FeO15
  • Lisińska-Czekaj A., Jartych E., Mazurek M., Dzik J., Czekaj D.
  • Strony: 126-133
  • W niniejszej pracy przedstawiono rezultaty badań poświęconych wytwarzaniu i charakterystyce właściwości ceramiki multiferroicznej o strukturze Aurivilliusa i składzie chemicznym Bi5Ti3FeO15 (BTFO). Przy pomocy jednoczesnej analizy termicznej (TG/DTG, DTA) oraz rentgenowskiej analizy strukturalnej dokonano charakterystyki procesu syntezy związku BTFO z mieszaniny prostych tlenków Bi2O3, TiO2 i Fe2O3. Przeprowadzono badania właściwości dielektrycznych i magnetycznych wytworzonej ceramiki metodą spektroskopii impedancyjnej i spektroskopii Mössbauera. Stwierdzono, że wytworzona ceramika BTFO odznacza się strukturą rombową, opisywaną grupą przestrzenną Cmc21 (36). Badania mössbauerowskie przeprowadzone w temperaturze pokojowej wskazały na paramagnetyczne właściwości ceramiki BTFO oraz potwierdziły wytworzenie jednofazowego materiału ceramicznego. Zastosowanie spektroskopii impedancyjnej pozwoliło na określenie częstotliwości zjawisk relaksacyjnych zachodzących w ceramice BTFO w zakresie temperaturowym od temperatury pokojowej do T = 500°C.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Elektrolity ceramiczne Ce0,8Gd0,2O2 jako elementy stałotlenkowych ogniw paliwowych
  • Raźniak A.J., Dudek M., Adamowicz K., Lis B., Uruski Ł.
  • Strony: 134-142
  • W pracy przedstawiono wyniki wybranych badań właściwości elektrolitycznych spieków roztworu stałego Ce0,8Gd0,2O2 (20GDC) stosowanego jako elektrolit w ogniwie paliwowym typu IT-SOFC. Zaprezentowano też wybrane wyniki prac przeprowadzonych w celu wyjaśnienia mechanizmu redukcji tlenu na elektrolicie 20GDC z zastosowaniem metalicznych elektrod punktowych Au, Ag i Pt. Jednofazowe proszki roztworu stałego 20GDC otrzymano metodami współstrącania-prażenia (A) oraz hydrotermalną (B). Próbki 20GDC sporządzone z proszków (A) i (B) spiekano odpowiednio przez 4 h w temperaturze 1270°C oraz w temperaturze 1600°C przez 2 h w powietrzu. Otrzymane w ten sposób gazoszczelne spieki 20GDC przebadano pod kątem długotrwałego działania czynników takich jak: temperatura, skład atmosfery gazowej, a także obciążenia prądowego w ogniwie.

    W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że długotrwała praca spieków 20GDC pod obciążeniem prądowym w atmosferach utleniających nie prowadzi do zauważalnych zmian strukturalnych oraz mikrostrukturalnych elektrolitu. Z kolei, na podstawie wykonanych badań elektrochemicznej redukcji tlenu na granicy faz metal 20GDC z zastosowaniem elektrod punktowych można stwierdzić, że mechanizm elektrody tlenowej jest bardzo skomplikowany, i że wpływają na niego nie tylko właściwości katalityczne materiału elektrody, ale także zależy on od sposobu transportu tlenu do miejsca zachodzenia reakcji.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Czynniki poprawiające sprawność działania ogniw paliwowych z bezpośrednim utlenianiem węgla
  • Dudek M., Tomczyk P.
  • Strony: 143-148
  • W pracy przeanalizowano wpływ przewodności jonowej elektrolitów tlenkowych ZrO2-Y2O3 na efektywność pracy płaskiego stałotlenkowego ogniwa paliwowego z bezpośrednim utlenianiem węgla (DC-SOFC), pracującego w temperaturach od 600 do 850°C. Badane roztwory stałe zawierały od 3 do 12% mol. Y2O3 w ZrO2. Najwyższe gęstości prądu otrzymano dla spieku o udziale 8% mol. Y2O3 (8YSZ), charakteryzującego się największą przewodnością jonową pośród tej grupy materiałów. Efektywność pracy badanego ogniwa wzrasta też na skutek zmniejszania grubości elektrolitu, skutkującej obniżeniem polaryzacji omowej. Wykonano również wstępne badania nad efektywnością konwersji różnych typów węgla na energię elektryczną w ogniwie DC-SOFC.

    W trakcie badań wykazano, że dodatek przewodnika jonowego 8YSZ do sproszkowanego paliwa węglowego w ilości nie przekraczającej 10% wag. prowadzi do wzrostu otrzymywanych gęstości prądu w porównaniu do gęstości prądu otrzymywanych z ogniw zasilanych czystym paliwem węglowym. Pomiary przeprowadzono w ogniwach paliwowych o geometrii płaskiej i rurkowej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zastosowanie azbestu chryzotylowego jako surowca do produkcji wyrobów ceramicznych o spieczonym czerepie
  • Zaremba T., Krząkała A., Piotrowski J., Garczorz D.
  • Strony: 149-155
  • Artykuł przedstawia możliwości neutralizacji azbestu chryzotylowego przez prażenie go w niskiej temperaturze i mielenie. Stwierdzono,że w wyniku obróbki termicznej w temperaturach powyżej 600°C chryzotyl ulega przemianie do krzemianów nie wykazujących właściwości kancerogennych. Przeprażony azbest wykazuje dużą podatność na mielenie. Uzyskany w ten sposób materiał stanowił zasadniczo substytut piasku kwarcowego spełniającego rolę dodatku schudzającego w masach ceramicznych przeznaczonych do otrzymywania ceramiki o spieczonym czerepie. Parametry kształtek prasowanych z dodatkiem wody i następnie spiekanych porównano z kształtkami z udziałem NaH2PO4. Badania w skali laboratoryjnej wykazały, że prażony azbest chryzotylowy może być wykorzystywany jako jeden z surowców do otrzymywania ceramiki o spieczonym czerepie.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Trwałość betonów zawierających popioły lotne ze spalania biomasy drzewnej i węgla kamiennego
  • Kosior-Kazberuk M., Gawlicki M.
  • Strony: 156-160
  • W pracy przedstawiono wyniki badań mrozoodporności betonów zawierających popiół lotny z elektrowni spalającej w kotłach konwencjonalnych paliwo składające się w 80% ze zrębków drzewnych i w 20% z węgla kamiennego. Omówiono również rezultaty badań wnikania w tak otrzymane betony jonów Cl-. Znaczne różnice pomiędzy popiołami stanowiącymi przedmiot badań i konwencjonalnymi popiołami lotnymi powodują, że nie można a priori wskazać kierunków ich zastosowania, bez obawy spowodowania znaczącego obniżenia trwałości betonów narażonych na zamrażanie i odmrażanie. Za miarę mrozoodporności betonów przyjęto masę złuszczeń odniesioną do odpowiednio przygotowanej powierzchni elementu betonowego, poddanego 112 cyklom zamrażania i odmrażania w obecności 3% roztworu wodnego chlorku sodu. Szybkość wnikania jonów chlorkowych do betonów oceniano w warunkach nieustalonego przepływu jonów Cl- po 28, 90 i 180 dniach twardnienia. Badania wykazały, że wprowadzenie do betonów do 25% zmielonego popiołu lotnego ze współspalania biomasy drzewnej i węgla kamiennego, przy dostatecznie dużym dodatku domieszki napowietrzającej i przy zachowaniu odpowiednich warunków dojrzewania i pielęgnacji, może korzystnie kształtować cechy betonów, decydujące o trwałości konstrukcji.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Właściwości termoelektryczne lekkich zapraw budowlanych z dodatkiem odpadowego grafitu
  • Pichór W.
  • Strony: 161-165
  • W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości lekkich zapraw budowlanych, w których stwierdzono występowanie efektu termoelektrycznego. Niską gęstość pozorną zapraw cementowych uzyskano poprzez dodatek mikrosfer glinokrzemianowych, pozyskiwanych jako uboczny produkt spalania węgla kamiennego, zastępując nimi część piasku. Jako dodatek przewodzący wykorzystano grafitowy pył powstający w czasie szlifowania elektrod przeznaczonych dla przemysłu metalurgicznego. Zbadano wpływ ilości mikrosfer oraz ilości grafitu odpadowego na podstawowe właściwości użytkowe lekkich zapraw cementowych, przede wszystkim współczynnik przewodzenia ciepła oraz wytrzymałość. Zmierzono również napięcie termoelektryczne generowane poprzez zaprawy z dodatkiem 35% grafitu w zakresie temperatur -10 do 50oC. Wprowadzenie grafitu w stosunkowo dużych ilościach powodowało umiarkowane pogorszenie właściwości termoizolacyjnych i wytrzymałościowych zapraw, jednak kompozyty takie wykazywały zdolność generacji napięcia termoelektrycznego proporcjonalnego do temperatury (efekt Seebecka). Niska wartość współczynnika przewodzenia ciepła zapraw pozwala uzyskać stosunkowo duży gradient temperatury w cienkiej warstwie materiału, dzięki czemu możliwe staje się wykorzystanie słabego efektu Seebecka. Zaprawy takie dzięki swojej wielofunkcyjności mogą zatem znaleźć zastosowanie w konstrukcjach tzw. domów inteligentnych, do monitoringu temperatury przegród budowlanych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Ocena popiołu pochodzącego z jednoczesnego spalania biomasy i węgla jako składnika kompozytów cementowych
  • Kosior-Kazberuk M., Lelusz M.
  • Strony: 166-170
  • Ze względu na coraz szersze stosowanie jednoczesnego spalania paliw kopalnych i biomasy, wzrasta zainteresowanie popiołami lotnymi powstającymi w tym procesie. Przedmiotem badań były popioły powstające w wyniku spalania, w kotle konwencjonalnym elektrociepłowni przemysłowej, mieszaniny zrębków drzewnych i węgla kamiennego, przy czym biomasa stanowiła 40% (popiół I) oraz 80% (popiół II) masy paliwa. Badano skład chemiczny, morfologię, aktywność pucolanową i inne właściwości fizyczne popiołów. Wpływ popiołów na proces hydratacji spoiwa oceniono na podstawie kinetyki wydzielania ciepła hydratacji. Analizowano zmiany wytrzymałości na ściskanie betonów z popiołem lotnym. Badane kompozyty cementowe zawierały od 0 do 25% popiołu w stosunku do masy cementu. Wyniki badań wstępnych zaprezentowanych w pracy wskazują, że analizowane popioły lotne, powstające w wyniku wspólnego spalania biomasy drzewnej i węgla kamiennego, mogą stanowić aktywny składnik betonów cementowych, chociaż ich stosowanie powinno być skorelowane z parametrami jakościowymi, które są uzależnione od składu mieszanek paliwowych. Podobnie jak w przypadku popiołów konwencjonalnych, przydatność omawianych dodatków mineralnych musi być sprawdzana dla każdego ich zastosowania.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Metody ekstrakcji chemicznej i Rietvelda w badaniach zawartości szkła w krzemionkowych popiołach lotnych
  • Tkaczewska E., Pyzalski M., Małolepszy J.
  • Strony: 171-175
  • Praca przedstawia wyniki badań zawartości szkła w krzemionkowych popiołach lotnych z wykorzystaniem metody ekstrakcji chemicznej w 1% roztworze kwasu fluorowodorowego oraz metody Rietvelda. Analiza fazowa metodą Rietvelda wskazuje na dominację szkła na poziomie 71-85%. Udział szkła oznaczony metodą ekstrakcji waha się w granicach 41-73%. Pod wpływem działania HF szkło w popiołach lotnych nie rozpuszcza się całkowicie. Ekstrakcja 1% roztworem HF prowadzi do rozpuszczenia w popiołach również fazy krystaliczne - kwarc i mullit. Wyekstrahowane popioły o uziarnieniu 0-16 μm charakteryzują się mniejszym udziałem kwarcu β w stosunku do próbek wyjściowych, co wiąże się z obecnością w tych popiołach głównie amorficznej formy krzemionki. Wzrost udział mullitu w ługowanych popiołach tłumaczy się mniejszą rozpuszczalnością tego składnika w 1% roztworze HF w porównaniu z krystalicznym kwarcem i szkłem. Wyniki badań wskazują na zmienną budowę i właściwości szkła występującego w popiołach, co jest zgodne z wcześniejszymi wynikami badań.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Światłowód domieszkowany jonami Yb3+ i Tm3+
  • Dorosz D., Żmojda J., Kochanowicz M., Dorosz J.
  • Strony: 176-181
  • W artykule przedstawiono wyniki badań nad dwupłaszczowym światłowodem domieszkowanym jonami Yb3+ i Tm3+. W wyniku pobudzania wytworzonego szkła, domieszkowanego jonami Yb3+/Tm3+, diodą laserową o długości fali λp = 976 nm uzyskano silne antystokesowskie pasmo luminescencji przy długości fali 477 nm odpowiadające przejściu 1G43 H6w strukturze energetycznej tulu. Ponadto przeprowadzono analizę wpływu koncentracji akceptora (Tm3+) przy stałej zawartości donora (Yb3+) na intensywności luminescencji. Dwupłaszczowy światłowód o rdzeniu ze szkła tellurowego domieszkowanego układem jonów Yb3+ i Tm3+ wytworzono metodą tyglową. W wyniku pobudzania optycznego promieniowaniem o długości fali λp = 976 nm badanego światłowodu zaobserwowano dodatkową linię emisji przy długości fali 351 nm odpowiadającą przejściu 1D23H6. W oparciu o model matematyczny kinetyki gęstości obsadzeń na poziomach metastabilnych jonu Tm3+ opisano powstały mechanizm konwersji wzbudzenia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Modyfikacja powierzchni szkła float plazmą niskotemperaturową
  • Tuleta M.
  • Strony: 182-183
  • Powierzchnia szkła float była poddawana działaniu niskotemperaturowej plazmy argonowej. Wpływ obróbki plazmowej na skład chemiczny powierzchni szkła był analizowany za pomocą techniki spektroskopii jonów rozproszonych (ISS). Obserwowane zmiany składu powierzchni wyjaśniono w oparciu o termiczne i elektryczne pole wytwarzane przez plazmę.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Szkło–ceramika dla immobilizacji odpadów szkodliwych
  • Ciecińska M., Stoch P.
  • Strony: 184-190
  • Witryfikacja to obecnie najskuteczniejsza metoda immobilizacji odpadów radioaktywnych. Polega ona na zamykaniu pierwiastków szkodliwych w strukturze szkła. Przedmiot badań stanowią szkła z układów P2O5–Al2O3–R2O i P2O5-Al2O3-Fe2O3-R2O do immobilizacji odpadów w postaci soli. Jako metodę unieszkodliwiania wybrano wytwarzanie spieków mieszanin szkło-odpad.

    Modelową substancję odpadową stanowił CaCl2. Zbadano proces jego immobilizacji w trakcie spiekania ze szkłami zawierającymi powyżej 50% mas. P2O5.

    W efekcie przeprowadzonych eksperymentów określono właściwości uzyskanych szkieł i materiałów szkło–ceramicznych. Badania termiczne wykazały, iż wszystkie szkła wykazują zdolność do krystalizacji, przy czym intensywność tego procesu uwarunkowana jest ich składem chemicznym. Dodatek Fe2O3 do szkła zintensyfikował ten proces. Obróbka termiczna szkieł wywołuje wysoki stopień ich przekrystalizowania. Testy odporności hydrolitycznej spieków pozwoliły ustalić, że szkło zawierające w swym składzie Fe2O3 najskuteczniej wiąże odpad. Dodatkowo przeprowadzony proces witryfikacji wszystkich spieków obniżył do minimum wymywalność składników pochodzących z odpadów.

    Uzyskane wyniki badań pozwalają stwierdzić, że substancja odpadowa w postaci CaCl2 trwale zostaje związana w strukturze materiałów szkło–krystalicznych, co umożliwia jej skuteczną immobilizację.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ dodatku nanotlenków Al2O3 i TiO2 na właściwości tworzyw wysokoglinowych
  • Drygalska E., Rymon-Lipinski T., Tontrup CH.
  • Strony: 191-196
  • Stosowane powszechnie wysokoglinowe tworzywa ogniotrwałe wykazują znaczną wytrzymałość mechaniczną w niskich temperaturach, natomiast w wysokich temperaturach, powyżej 1300°C obserwuje się znaczne obniżenie ich wytrzymałości mechanicznej, zwłaszcza, gdy ich składnikiem jest glina ogniotrwała lub aktywny tlenek glinu. Przypisywane to może być migracji tlenków alkalicznych do granic ziarnowych i tworzeniu się tam, w wyniku reakcji Al2O3 z SiO2, fazy ciekłej o niskiej lepkości.

    W pracy przedstawiono wpływ dodatku nanotlenków Al2O3 (Alu-C) i TiO2 (P25) na wysokotemperaturowe własności wyrobów i betonów korundowych. Stwierdzono, że już niewielki dodatek tych nanoproszków istotnie zwiększa ich wytrzymałość na ściskanie w niskich i wysokich temperaturach. Wynika to z lokalnego, występującego na granicach ziarnowych, wzrostu zawartości Al2O3 i wskutek tego zmniejszenia się ilości fazy ciekłej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Parametry reologiczne wodnych zawiesin kaolinu KOC
  • Partyka J., Wodnicka K., Wójcik Ł.
  • Strony: 197-202
  • Wodne zawiesiny mas ceramicznych występują we wszystkich technologiach ceramiki szlachetnej oraz w większości technologii ceramiki technicznej. Możliwość uzyskiwania stabilnych reologicznie zawiesin wynika z właściwości układu: minerał ilasty – woda. Umiejętność regulacji lepkości, tiksotropii i gęstości przez stosowanie reologicznych substancji pomocniczych stwarza szerokie możliwości dostosowywania parametrów mas lejnych do wymagań procesu wytwórczego. Od kilku lat, coraz szersze zastosowanie w technologiach przygotowania mas znajdują nowe wysokoenergetyczne techniki mielenia, co stawia nowe wymagania surowcom i parametrom reżimu technologicznego. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań właściwości reologicznych w funkcji uziarnienia wodnej zawiesiny kaolinu KOC poddanego procesowi wysokoenergetycznego mielenia przy użyciu młynka MicroCer Netzsch GmbH.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ udziału cząstek TiB2 syntezowanych in situ na mechaniczne rozdrabnianie cyrkoniowych proszków kompozytowych
  • Moskała N., Tylek N., Pyda W.
  • Strony: 203-206
  • W pracy przedstawiono badania nad wpływem udziału objętościowego cząstek dwuborku tytanu w proszkach kompozytowych ZrO2/TiB2 na ich podatność na rozdrabnianie oraz na domiał materiału mielników (3Y-TZP) w trakcie rozdrabniania w mieszadłowym młynie kulowym na mokro. Proszki kompozytowe ZrO2/TiB2 otrzymano metodą in situ wykorzystującą wysokotemperaturową reakcję w fazie stałej z udziałem TiO2 rozpuszczonego w roztworze stałym z ZrO2, amorficznego boru i węgla, przeprowadzoną w temperaturze 1300°C. Skład fazowy proszków i rozmiar krystalitów TiB2 oznaczono ilościowo metodami dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Badania podatności na mielenie oparto na analizie wielkości rozwinięcia powierzchni właściwej, wyznaczonej metodą adsorpcyjną (BET) przed i po procesie rozdrabniania. Domiał mielników wyznaczono metodą wagową. Stwierdzono hamujący wpływ udziału cząstek dwuborku tytanu syntezowanych in situ na wzrost powierzchni właściwej cyrkoniowych proszków kompozytowych, a zatem na obniżenie podatności na rozdrabnianie, po przekroczeniu wartości ~29% obj. TiB2. Zaobserwowano znaczny domiał mielników cyrkoniowych, niezależny od udziału wtrąceń TiB2 w zakresie 21-38% obj. Sugeruje się, że takie zachowanie ma związek z rozmiarem wtrąceń TiB2 i morfologią cząstek kompozytowych

    proszków cyrkoniowych otrzymywanych w procesie in situ.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Formowanie submikronowych i nanometrycznych proszków cyrkoniowych dla zastosowań w ogniwach paliwowych
  • Berent K., Kluczowski R., Krauz M., Krząstek K., Pędzich Z., Rękas M.
  • Strony: 207-217
  • Mikro- i nanoproszki 8% mol. Y2O3-ZrO2 (8YSZ) wytworzono za pomocą metody współstrącania i krystalizacji w warunkach kalcynacji lub obróbki hydrotermalnej. Proszki wykorzystano do formowania cienkich folii metodą odlewania z gęstwy (doctor blade method). Oznaczono gęstość pozorną, nasiąkliwość i porowatość otwartą folii elektrolitowych. Dyskusji poddano wpływ warunków spiekania na mikrostrukturę otrzymanych folii.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Immobilizacja kationów metali ciężkich w materiałach wypalanych na bazie smektytu i zeolitu naturalnego
  • Król M., Mozgawa W., Pichór W.
  • Strony: 218-223
  • W pracy przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem naturalnych sorbentów do immobilizacji kationów metali ciężkich (Cd2+, Cr3+, Pb2+, Zn2+ lub Ag+) i późniejszym wykorzystaniem do otrzymywania tworzyw budowlanych. Sorpcja została przeprowadzona na sodowych formach klinoptilolitu i smektytu, pochodzących ze złóż karpackich.

    Obydwa sorbenty zawierające różne kationy metali ciężkich wykorzystano do otrzymywania nowych tworzyw budowlanych o dobrych właściwościach użytkowych. Próbki otrzymano podczas wypalania w temperaturach 900°C lub 1100°C, wykorzystując jako składnik podstawowy smektyt, a jako składniki schudzające klinoptilolit lub piasek kwarcowy w ilości 20% wagowych. Stwierdzono, że temperatura wypalania, rodzaj kationów metali ciężkich i rodzaj wykorzystanego surowca schudzającego wpływa na gęstość pozorną i wytrzymałość na ściskanie uzyskanych materiałów. Wartości wytrzymałości na ściskanie mieszczą się w zakresie 3-17 MPa. Zaobserwowano także wyraźny wpływ rodzaju kationów metali ciężkich wprowadzonych do struktury materiału na jego wytrzymałość; rośnie ona wraz ze wzrostem stopnia utlenienia jonów. Pomimo to brak jest istotnych różnic w składzie fazowym i mikrostrukturze. Wykazano także skuteczność immobilizacji kationów metali ciężkich w mineralnej osnowie.

    Metodami badań wykorzystanymi w niniejszej pracy były spektroskopia w podczerwieni, rentgenowska analiza fazowa, obserwacje w skaningowym mikroskopie elektronowym, atomowa spektroskopia absorpcyjna i badania technologiczne.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Otrzymywanie, charakterystyka i ocena biologiczna wysokoporowatej bioceramiki hydroksyapatytowej
  • Ślósarczyk A., Potoczek M., Paszkiewicz Z., Zima A., Lewandowska-Szumieł M., Chróścicka A.
  • Strony: 224-229
  • Celem przeprowadzonych badań było uzyskanie, charakterystyka składu fazowego i mikrostruktury oraz ocena biologiczna wysokoporowatych materiałów implantacyjnych na bazie hydroksyapatytu. Materiały te zostały otrzymane metodą żelowania spienionej zawiesiny oraz poprzez odwzorowanie porowatej matrycy organicznej. Wykazano, że obie powyższe metody pozwalają uzyskać monofazową bioceramikę hydroksyapatytową o wielkości makroporów dochodzących do 900 μm. Przy zastosowaniu metody odlewania żelowego spienionej zawiesiny dodatkowo obecne są na ściankach otaczających sferyczne makropory okienka o rozmiarze 10–200 μm. Interesująca

    architektura porów tworzywa wyprodukowanego na bazie gąbki poliuretanowej pozwoliła uzyskać podczas hodowli komórkowej bardziej równomierne rozmieszczenie komórek w całej objętości próbek.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…

Spis treści

Tom 62, Numer 3

  • Wykrywanie amorficznej krzemionki w Ti3SiC2 utlenianym w 500–1000°C
  • Pang W.K., Low I.M., Hanna J.V.
  • Strony: 235-238
  • W artykule opisano wykorzystanie spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS) i magnetycznego rezonansu atomowego (NMR) do wykrywania amorficznej krzemionki w Ti3SiC2 utlenianym w 500–1000°C. Tworzenie się warstwy amorficznej krzemionki i wzrost jej grubości wraz z temperaturą monitorowany był za pomocą dynamicznej metody SIMS. Zaobserwowano budowę podwójną warstwy złożoną z warstwy zewnętrznej TiO2 i wewnętrznej mieszanej warstwy SiO2 i TiO2. Wyniki NMR potwierdzają po raz pierwszy bezpośredni dowód tworzenia się amorficznej krzemionki podczas utleniania Ti3SiC2 w temperaturach z przedziału 500-1000°C.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wpływ charakterystyki proszku korundowego na spiekanie reakcyjne CaO-Al2O3
  • Chabas E., Goeuriot D.
  • Strony: 239-243
  • Mikrostruktura materiałów wypalonych wynikająca z reakcyjnego spiekania mieszanin w układzie tlenek glinu – tlenek wapnia zależy od charakterystyki składników wyjściowych. Celem tej pracy jest lepsze zrozumienie wpływu niektórych charakterystyk tlenku glinu, jako składnika wyjściowego, (powierzchnia właściwa, rozkład wielkości cząstek, morfologia i zanieczyszczenia) na ewolucję mikrostruktury podczas obróbki cieplnej materiałów w układzie Al2O3-CaO.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Oznaczanie parametrów odporności na pękanie materiałów quasi-kruchych na próbkach cylindrycznych
  • Kosior-Kazberuk M., Kazberuk A.
  • Strony: 244-248
  • Zaproponowano metodę oznaczania współczynnika krytycznej intensywności naprężeń w przypadku materiałów kruchych i quasi-kruchych (ceramika, materiały na bazie cementu). W zaproponowanym podejściu proces pękania próbki rozwija się od wierzchołka karbu w kształcie V w przeciwieństwie do metod standardowych, w których proces pękania rozpoczyna się na wierzchołku pęknięcia. W przypadku ściskanej próbki cylindrycznej zawierającej otwór w kształcie diamentu współczynniki intensywności naprężeń (SIF) zostały obliczone dla arbitralnie przyjętego kąta wierzchołkowego. Wartości krytyczne SIF uzyskano przyjmując kryterium pękania dla deformacji opartej na modelu Dugdale’a przy założeniu, że strefa pękania rozpoczyna się od wierzchołka karbu. Zaprezentowane podejście można zastosować do analizy procesu pękania w sąsiedztwie koncentratorów naprężeń takich jak ostre i zaokrąglone karby utworzone w próbce.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Charakterystyka fraktograficzna domieszek w średniowiecznych wyrobach garncarskich
  • Konopka K., Riegert D., Moszczyński W.A.
  • Strony: 249-254
  • Głównym celem badań opisanych w artykule była charakterystyka budowy odłamków naczyń ceramicznych znalezionych w okolicach Wyszogrodu w Polsce, datowanych na VII-IX wiek. Odłamki ceramiczne badano za pomocą mikroskopu optycznego i elektronowego mikroskopu skaningowego. Materiał był przedmiotem analizy jakościowej i ilościowej. Opis jakościowy obejmował identyfikację rodzaju domieszek, oznaczenie ich rozkładu oraz opis budowy osnowy ceramicznej. Zrealizowano to za pomocą badań fraktograficznych odłamków naczyń, które pozwoliły na identyfikację kształtu, barwy i rozkładu cząstek domieszki, a także umożliwiły obserwację budowy osnowy ceramicznej, a w szczególności pęknięć i rozwarstwień. Na analizę ilościową składały się pomiary rozmiaru cząstek domieszek. Obserwacje połączone z analizą punktową składu chemicznego, przeprowadzone za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego, uzupełniły badania rodzaju i struktury domieszek. Domieszki charakteryzowano przy użyciu metod opisu ilościowego.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Zastosowanie elektrolitu stałego Ba-β”-Al2O3 do badań termodynamicznych układu BaO-ZrO2
  • Róg G., Bućko M.M., Kozłowska-Róg A.
  • Strony: 255-258
  • Za pomocą ogniw galwanicznych, zawierających Ba-b”-Al2O3 jako elektrolit stały, oznaczono standardowe molowe entalpie swobodne tworzenia BaZrO3, Ba2ZrO4 i Ba3Zr2O7. Siły elektromotoryczne (emf) następujących ogniw:

    Pt| O2 | BaO | Ba-b”-Al2O3 |BaZrO3, ZrO2 | O2 |Pt,

    Pt| O2 | BaO | Ba-b”-Al2O3 | BaZrO3, Ba3Zr2O7 | O2 |Pt,

    Pt| O2 | BaO | Ba-b”-Al2O3 | Ba3Zr2O7, Ba2ZrO4 | O2 |Pt,

    zmierzono w zakresie temperatur od 1073 do 1273 K.

    Obliczono standardowe molowe entalpie swobodne tworzenia BaZrO3, Ba2ZrO4, i Ba3Zr2O7 z BaO i ZrO2. Oszacowano standardowe molowe entalpie swobodne tworzenia cyrkonianów baru z pierwiastków i porównano z wynikami innych autorów.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Właściwości nadplastyczne kompozytów ZrO2-HfO2 domieszkowanych różnymi tlenkami
  • Boniecki M., Librant Z., Wesołowski W.
  • Strony: 259-265
  • Zbadano wpływ dodatku 1. % mol. różnych tlenków na nadplastyczne płynięcie ceramiki tetragonalnego dwutlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru i kompozytu ZrO2-10 % mol. HfO2 w zakresie temperatury 1553–1773 K. Stwierdzono, że domieszkowanie spowodowało wzrost szybkości nadplastycznego odkształcania dwutlenku cyrkonu i kompozytu ZrO2-HfO2 w porównaniu z materiałami bez domieszek. Maksymalną szybkość odkształcania zmierzono w przypadku dodatku GeO2; była ona16x większa niż w czystej ceramice, ale w przypadku ceramiki ZrO2-HfO2 maksymalna szybkość odkształcania pojawiła się dla domieszki SiO2 (4x większa niż dla czystego kompozytu. Zależność pomiędzy współczynnikiem dyfuzji po granicach Zr4+ i nadplastyczną szybkością odkształcania ceramiki cyrkoniowej była liniowa. W przypadku kompozytu ZrO2-HfO2 zależność ta nie była tak oczywista z powodu wysokiej szybkości odkształcania zmierzonej dla dodatku SiO2.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Śrutowanie ceramiki konstrukcyjnej
  • Tomaszewski H., Stalony-Dobrzanski F., Ostachowski P., Sztwiertnia K., Faryna M.
  • Strony: 266-271
  • Producenci samochodów i samolotów powszechnie wykorzystują technikę śrutowania w celu zmodyfikowania powierzchniowych warstw materiału i zwiększenia wytrzymałości elementów metalowych. Podobnie, ta sama technika może być zastosowana w przypadku kruchej ceramiki. Za pomocą śrutowania ultradźwiękowego wprowadzono duże naprężenia ściskające, sięgające wartości 2,4 GPa, w obszar przypowierzchniowy ceramiki korundowej i cyrkoniowej, zachowując jej powierzchniową integralność. Określono zależność pomiędzy średnicą śrutu z węglika wolframu, czasem śrutowania (przy stałej masie śrutu w obudowie i stałej amplitudzie drgań) i wielkością wywołanego naprężenia ściskającego w przypadku nano- i mikroziaren obydwu badanych tworzyw ceramicznych. Stwierdzono wzrost twardości i powierzchniowej odporności na pękanie wraz ze wzrostem wartości naprężenia ściskającego. Powierzchniowe warstwy tworzyw, zdeformowane wskutek śrutowania, zanalizowano za pomocą klasycznej techniki rentgenowskiej, metodą rentgenowskiej analizy teksturalnej wykorzystującej okrąg Eulera oraz za pomocą metody ESEM/EBSD.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Badania dyfrakcyjne próżniowego rozkładu termicznego Ti3AlC2
  • Pang W.K., Low I.M.
  • Strony: 272-274
  • Węglik tytanowo-glinowy wykazuje unikalną kombinację cech metalicznych i ceramicznych sprzężonych z niezwykłą kombinacją właściwości mechanicznych, elektrycznych i cieplnych. W niniejszym artykule zbadano za pomocą dyfrakcji neutronów, zachodzącej in-situ, wpływ wygrzewania do  1550°C w wysokiej próżni na skład fazowy i przejście fazowe Ti3AlC2. Rozkład Ti3AlC2 do TiC zaobserwowano na podstawie zmiany liczebności faz w funkcji temperatury. Pozorne energie aktywacji procesu rozkładu fazowego określono  na -71.9 kJ/mol. Wyznaczenie głębokościowego profilu składu przypowierzchniowego za pomocą dyfrakcji promieniowania synchrotronowego padającego pod małym kątem (GISRD) ujawniło zmieniający się stopniowo skład fazowy w próbkach rozkładanych próżniowo.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Modelowanie metodą elementów skończonych naprężeń resztkowych i ich skutków dla układu TBC po cyklicznej zmianie temperatury
  • Ranjbar-Far M., Absi J., Mariaux G., Shahidi S.
  • Strony: 275-279
  • Głównym celem tej pracy są badania nad wpływem naprężeń resztkowych wywołanych procesem pokrywania na ostateczny rozkład naprężenia w układzie  powłoki bariery cieplnej (TBC) po cyklicznym ogrzewaniu i studzeniu. Opracowano termo-mechaniczny model elementów skończonych (FEM) w celu oszacowania rozkładu naprężenia. Model ten uwzględnia szereg zjawisk: powstawanie naprężenia resztkowego podczas natryskiwania powłoki, morfologię granicy międzyfazowej pomiędzy powłoką wierzchnią i powłoką wiążącą, utlenianie na granicy międzyfazowej pomiędzy powłoką wierzchnią i powłoką wiążącą, deformację plastyczną powłoki wiążącej i pełzanie wszystkich warstw podczas cyklicznego ogrzewania i studzenia.  Jako wynik zaobserwowano naprężenie krytyczne występujące po natryskaniu powłoki, korespondujące z niską temperaturą podłoża i dużą szybkością studzenia podczas natryskiwania wierzchniej powłoki materiału.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wysokotemperaturowa spektroskopia mechaniczna ceramiki α-SiAlON’owej o różnej proporcji N/O
  • Mazaheri M., Mari D., Schaller R., Yanbing C., Shen Y.
  • Strony: 280-282
  • Wysokotemperaturowe właściwości mechaniczne ceramiki bazującej na azotku krzemu (takiej jak SiAlON) bardzo zależą od właściwości fazy szklistej powstającej w granicach międzyziarnowych podczas spiekania. W prezentowanej pracy, aby zbadać wpływ chemii granicy międzyziarnowej i stosunku N/O na skład chemiczny a-SiAlON’u, surowe proszki prasowano na gorąco w temperaturze 2073 K przez 4 h pod ciśnieniem 35 MPa, wykorzystując dwa różne dodatki ułatwiające spiekanie: Y3+ i Yb3+, obydwa w postaci związków albo bogatych w tlen (Y2O3 i Yb2O3), albo bogatych w azot (YN i YbN). Badania Y-SiAlON, wykonane z pomocą spektroskopii mechanicznej, pokazują pik relaksacyjny związany z fazą szklistą umiejscowioną w punktach potrójnych połączenia ziaren w temperaturze około 1250 K. W przypadku Yb-SiAlON’u absencja pików relaksacyjnych wynika z bardzo małej zawartości fazy szklistej razem z obecnością wydłużonych ziaren. Dodatkowo, mniejsza wysokość pików strat mechanicznych w próbkach Y-SiAlON bogatych w azot, w przeciwieństwie do próbek bogatych w tlen, związana jest z podstawieniem tlenu przez azot w sieci tetraedrów [SiO4], co prowadzi do większej gęstości wiązań w fazie szklistej i większej lepkości tej fazy w wysokich temperaturach.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wpływ sposobu zmiany atmosfery na wywoływaną ekspansję chemiczną
  • Valentin O., Blond E., Julian A., Richet N.
  • Strony: 283-287
  • Niniejsze praca przedstawia stosowne aspekty podejścia do modelowania odkształcenia w membranie z mieszanych przewodników jonowych i elektronowych (MIEC) dla reformingu metanu w procesie syntezy gazu (H2/CO), rozwiniętego w Instytucie PRISME. To makroskopowe podejście opiera się na założenie o podziale odkształcenia i na wyborze aktywności tlenu jako parametru stanu. Prowadzi to do termo-chemo-mechanicznego modelu biorącego pod uwagę dyfuzję tlenu, a także zjawiska ekspansji sprężystej, cieplnej i chemicznej. Zaproponowano model rozszerzalności chemicznej.  Kinetyka w makroskopowym modelu dyfuzji objętościowej została dopasowana za pomocą symulacji do testów chemicznej dylatometrii. Rozkład naprężeń w stanie nieustalonym i ustalonym w reaktorze membranowym do częściowego utleniania metanu (POM) został zasymulowany w różnych warunkach.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Badania ultradźwiękowe szkieł otrzymanych z nanokrzemionkowych past sieciowanych promieniowaniem nadfioletowym
  • Piekarczyk W., Wozniak M., Graule T., De Hazan Z., Kata D., Lis J.
  • Strony: 288-293
  • Ceramika i szkło dobrze nadają się na chemiczne mikroreaktory pracujące w wysokich temperaturach i chemicznie agresywnych środowiskach. Takie reaktory wytwarzane są dogodnie metodą szybkiego prototypowania z użyciem zawiesin sieciowanych promieniowaniem nadfioletowym. Metody ultradźwiękowe mogą dostarczać informacji o właściwościach mechanicznych materiałów poprzez wykrywanie wad i nieciągłości ich budowy. W prezentowanej pracy wykorzystano metodę ultradźwiekową do badania wpływu składu pasty na właściwości otrzymanych szkieł.  Badano wpływ rodzaju podstawowego monomeru, stężenia cząsteczek wiążących krzyżowo i fotoinicjatorów. Wyniki pomiarów ultradźwiękowych zastosowano do oznaczenia  zarówno stałych materiałowych, jak i związków pomiędzy prędkościami fali ultradźwiękowej a składem wyjściowych past. Pokazano, że badania ultradźwiękowe mogą być użyteczne w przypadku optymalizacji składu past ceramicznych sieciowanych promieniowaniem ultrafioletowym, przeznaczonych do  szybkiego prototypowania.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Charakterystyka produktów rozkładu termicznego octanu ceru za pomocą wysokotemperaturowej spektroskopii FTIR
  • Arabaci A., Solak N.
  • Strony: 294-296
  • W prezentowanej pracy, zbadano rozkład termiczny uwodnionego octanu ceru(III) (Ce(CH3CO2)3·1.5H2O) w atmosferze argonu przy użyciu techniki termograwimetrycznej i termicznej analizy różnicowej (TG-DTA) oraz wysokotemperaturowej spektroskopii w podczerwieni in-situ z transformacją Furiera (HT-FTIR). Wyniki badań FTIR połączono z wynikami analizy TG/DTA  i danymi literaturowymi. Stwierdzono dobrą zgodność pomiędzy wynikami analizy termicznej i FTIR oraz dyskusji poddano prawdopodobny mechanizm rozkładu.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Zachowanie się ziaren ultradrobnych proszków Al2O3 podczas spiekania i rozrostu
  • Mazaheri M., Razavi Hesabi Z., Haghighatzadeh M., Sadrnezhaad S.K.
  • Strony: 297-300
  • Submikronowy proszek Al2O3 o średnim rozmiarze cząstki wynoszącym 150 nm spiekano przy użyciu dwóch metod: konwencjonalnego spiekania (CS) i spiekania dwuetapowego (TSS). Podczas gdy rozmiar ziarna całkowicie zagęszczonych struktur, wytworzonych za pomocą konwencjonalnego spiekania, mieścił się w przedziale 1-2 µm, zastosowanie optymalnego reżimu TSS prowadziło do niezwykłego zmniejszenia rozmiaru ziarna poniżej ~ 500 nm. Wyniki pokazują, że izotermiczne niskotemperaturowe przetrzymanie w 1150°C, zastosowane po wygrzaniu surowych wyprasek aż do to 1300°C, zmniejsza rozmiar ziaren z 1.2 μm na 850 nm. Dalsze obniżenie temperatury pierwszego etapu spiekania do 1250°C prowadziło do utworzenia bardziej drobnoziarnistej mikrostruktury o średnim rozmiarze ziarna wynoszącym 500 nm.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Analiza naprężeń resztkowych za pomocą metody sin2ψ w materiałach Al2O3 przed i po procesach szlifowania i obróbki cieplnej
  • Putyra P., Skrzypek S., Smuk B., Podsiadło M.
  • Strony: 301-306
  • W pracy zaprezentowano wyniki analizy naprężeń resztkowych powstających na różnych etapach produkcji spieków Al2O3 (spiekanie, obróbka mechaniczna). Naprężenia resztkowe oznaczono rentgenowską metodą g-sin2Ψ. Spiekanie ceramiki Al2O3 przeprowadzono przy zróżnicowanych parametrach procesu - temperatura i czas ogrzewania, szybkość ogrzewania i studzenia. Po obróbce mechanicznej (szlifowanie) materiały poddano obróbce cieplnej polegającej na ogrzewaniu do temperatury z zakresu 600 - 1200°C. Aby określić właściwości mechaniczne zmierzono twardość HV30, HV0.3 i HV0.1 materiałów. Oznaczono też wartości współczynników intensywności naprężeń  KIc i HVG.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Warstwy tlenku glinu syntezowane metodą MOCVD na narzędziach z węglików spiekanych
  • Sawka A., Juda W., Kwatera A.
  • Strony: 307-310
  • Artykuł pokazuje wyniki badań nad syntezą warstw czystego tlenku glinu na narzędziach do obróbki skrawaniem wykonanych z węglików spiekanych. Syntezę wykonano za pomocą metody MOCVD przy wykorzystaniu  Al(O2C5H7)3 jako prekursora.  Warstwy osadzano dwuetapowo w 800°C. Najpierw wykorzystano gazy nośne w postaci amoniaku (o czystości 99.95 %) i/lub argonu (o czystości 99.995 %) do otrzymania cienkiej i ciągłej warstwy Al2O3+C.  Była to tzw. warstwa pośrednia. W drugim etapie, do reaktora CVD wprowadzano powietrze w celu syntezowania grubszej, zewnętrznej warstwy Al2O3, pozbawionej węgla. Średnia szybkość wzrostu wynosiła około 5 mm/h. Otrzymane warstwy były dodatkowo wygrzewane w powietrzu w temperaturach aż do 1050°C, co powodowało utworzenie się a-Al2O3.

    Zbadano strukturę i mikrostrukturę warstw. Badania mikrotwardości przeprowadzono za pomocą metody Vickersa przy sile obciążającej wynoszącej 1N.  Średnia wartość mikrotwardości warstw nie wygrzewanych wynosiła około 0.98 GPa. Po wygrzewaniu w 1050°C, średnia wartość mikrotwardości osiągnęła wartość około 2.25 GPa. Adhezję warstwy Al2O3 do podłoża z węglików spiekanych oznaczono za pomocą testu zarysowania (scratch test). Oszacowana średnia wartość LC w przypadku nie wygrzewanej warstwy Al2O3 o grubości 5 mm wynosiła 41 N. W przypadku próbek wygrzanych w 1000°C wartość ta osiągnęła nawet 85 N.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Właściwości elektryczne BaCeO3 domieszkowanego akceptorowo
  • Pasierb P., Wyrwa J., Rękas M.
  • Strony: 311-315
  • Cerany baru wykazują wysokie przewodnictwo protonowe w atmosferach gazowych zawierających parę wodną szczególnie wtedy, gdy zostały zmodyfikowane trójwartościowymi domieszkami Y, Gd, Yb, Nd, Sm lub Dy. Takie materiały mogą być wykorzystywane jako elektrolity stałe w komórkach paliwowych stałotlenkowych do pracy w temperaturach pośrednich. W prezentowanej pracy zbadano wpływ domieszek Y i Gd na właściwości elektryczne BaCeO3 przy wykorzystaniu elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS). Za pomocą analitycznej metody miareczkowania jodometrycznego oznaczono niestechiometrię tlenową i wartościowość ceru.  Próbki przygotowano wykorzystując reakcje zachodzące w stanie stałym. Stwierdzono, że właściwości elektryczne zależą od metody preparatyki. Domieszkowanie akceptorem, w tym przypadku Y lub Gd, prowadzi do znacznych zmian przewodnictwa elektrycznego, zarówno objętościowego jaki i po granicach, w porównaniu z materiałami niedomieszkowanymi.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • BaCe(Ti,Y)O3 – ceramiczne przewodniki protonowe do oczyszczania wodoru
  • Osiadły M., Pasierb P., Komornicki S.
  • Strony: 316-321
  • Celem pracy było zbudowanie modelu elektrochemicznej pompy wodoru i oznaczenie jej osiągów. Zbadano wpływ tytanu i itru na właściwości fizykochemiczne materiału BaCeO3, wybranego do budowy pompy.  Jako techniki eksperymentalne wybrano dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego (XRD), termiczną analizę różnicową i termograwimetrię (DTA, TG), skaningową mikroskopię elektronową (SEM) i stałoprądowe pomiary elektryczne. Stwierdzono, że wprowadzenie tytanu spowodowało poprawę odporności na korozję CO2 i lepszą spiekalność [1]. Z drugiej strony, domieszkowanie Ti zmniejszyło przewodność całkowitą i jonową materiału. Domieszkowanie itrem spowodowało efekt przeciwny - zaobserwowano wzrost przewodności elektrycznej. Opierając się na uzyskanych wynikach wybrano optymalny skład materiału z punktu widzenia zbudowania elektrochemicznej membrany do oczyszczania wodoru.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Membrany perowskitowe do separacji tlenu i do procesów spalania w tlenie
  • Gromada M., Krząstek K., Pięciak L., Kluczowski R., Krauz M., Baszczuk A., Trawczyński J., Stępień M.
  • Strony: 322-327
  • Tlenki mieszane o budowie typu perowskitu, mające mieszane przewodnictwo elektronowe i jonowe, są materiałami proponowanymi do produkcji gęstych ceramicznych membran wykorzystywanych w procesach separacji tlenu i spalania tlenowego. W prezentowanych badaniach wykorzystano do wytwarzania membran zarówno w kształcie płytek, jak i rurek trzy tlenki typu perowskitu:   La0,6Sr0,4Fe0,8Co0,2O3+δ (LSCF), Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3+δ (BSCF) i La2Ni0,9Co0,1O4-δ (LNC), rozważane jako najbardziej obiecujące materiały z powodu dużych strumieni tlenu. Dla zapewnienia odpowiedniej wydajności wytwarzania tlenu główną rolę odgrywa grubość oraz rozwinięcie powierzchni zewnętrznej membrany. Z uwagi na to, badaniom poddano trzy konfiguracje membran płytkowych: gęste grube membrany, gęste cienkie diafragmy na porowatym podkładzie i gęste cienkie membrany pokryte obustronnie grubymi warstwami porowatymi. Membrany rurkowe, bardziej przydatne w praktyce produkcyjnej w związki z ich większą powierzchnią efektywną, mechaniczną stabilnością i łatwością stosowania, przygotowano w dwóch konfiguracjach: gęste grubościenne rurki wykonane metodami prasowania izostatycznego i wypływowego oraz  gęste cienkie membrany stanowiące pokrycie porowatych rur. Oznaczono podstawowe właściwości fizykochemiczne otrzymanych diafragm. Niektóre diafragmy scharakteryzowano za pomocą pomiarów strumienia przenikania tlenu.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wytwarzanie i właściwości ceramiki otrzymanej z nanoproszków cyrkoniowo-ceriowych domieszkowanych tlenkiem itru(III)
  • Pyda W., Marchlewska A., Bućko M.M., Pyda A.
  • Strony: 328-334
  • Nanoproszki cero-cyrkoniowe domieszkowane tlenkiem itru(III) wytworzono za pomocą metody chemii miękkiej. Stężenie CeO2 w nanoproszku 8 % mol. Y2O3-ZrO2 zmieniało się od 0 % do 100 %. W zastosowanej metodzie preparatyki, wody roztwór tlenochlorku cyrkonu(IV), chlorku itru(III) i azotanu ceru(III) zadawano wodnym roztworem amoniaku, aby współstrącić osad, który kalcynowano przez 2 h w 900°C w powietrzu, w celu uzyskania krystalicznego nanoproszku. Konsolidację nanoproszków przeprowadzono drogą prasowania izostatycznego na zimno przy ciśnieniu 220 MPa i następczego spiekania swobodnego przez 2 h w 1550°C w powietrzu.

    Wpływy stężenia CeO2 na właściwości zarówno nanoproszków w badanym układzie Y2O3-ZrO2-CeO2, jak i spieczonych materiałów zbadano za pomocą metod  TG-DTA, XRD, BET, SEM oraz nakłuwania wgłębnikiem Vickersa.’ Stwierdzono, że zachowanie podczas obróbki cieplnej współstrąconych osadów, struktura krystaliczna i rozmiar krystalitów nanoproszków, ewolucja mikrostruktury i właściwości mechanicznych spieczonych materiał zależą od stężenia tlenku ceru(III).

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Projektowanie nanokompozytowych proszków tlenków glinu i cyrkonu na potrzeby rozwoju implantów
  • Montanaro L., Chevalier J., Naglieri V., Joly-Pottuz L.
  • Strony: 335-341
  • Proszek kompozytowy o składzie 95 % obj. Al2O3 – 5 % obj. ZrO2 wyprodukowano postępując zgodnie z prostą procedurą modyfikowania powierzchni, wychodząc z roztworu wodnego chlroku cyrkonu i handlowego ultra-drobnego proszku a-Al2O3. Ewolucję składu fazowego, a także nano-mikrostruktury śledzono jako funkcję obróbki cieplnej proszku poprzedzającej spiekanie, aby rozwinąć problem wstępnej “inżynierii nanoproszku”, biorąc pod uwagę kontrolowane kształtowanie cech mikrostrukturalnych gęstych materiałów.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Komponenty odlewane żelowo o kontrolowanej porowatości otrzymane z proszku hydroksyapatytu naturalnego
  • Lombardi M., Palmero P., Haberko K., Pyda W.
  • Strony: 342-348
  • Rozwinięto innowacyjny proces odlewania żelowego w celu otrzymania rusztowań z makroporowatego hydroksyapatytu (Ca10(PO4)6(OH)2, HAp), mających kontrolowaną porowatość.  Wykorzystano dwa różne proszki HAp. Pierwszym był nanoproszek karbonizowanego, naturalnego hydroksyapatytu, wyprodukowanego drogą ekstrakcji z kości wieprzowych. Drugim, użytym jako materiał odniesienia, był handlowy proszek HAp.  W stosunku do naturalnego hydroksyapatytu wykonano wstępną obróbkę w celu ograniczenia rozkładu węglanów podczas spiekania. Po kalcynacji w 700°C proszek przemywano wodą destylowaną, aby wyeliminować łatwo rozpuszczalny Ca(OH)2.

    Porowate materiały wyprodukowano wykorzystując sfery PE o dwóch różnych rozkładach wielkości, stanowiące wzornik umożliwiający kształtowanie rozmiar i objętość porów. Ponadto, wykorzystano polimeryzację agaru, jako naturalny czynnik żelujący, kontrolujący rozkład wielkości porów.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Krystalizacja bioszkła 45S5 w trakcie izotermicznego wygrzewania
  • Fagerlund S., Hupa L.
  • Strony: 349-354
  • W przypadku bioszkła 45S5 inter alia pokazano, że sprzyja wzrostowi kości, co czyni go interesującym materiałem na wszczepy i rusztowania. Rusztowania spieka się ze sproszkowanego szkła i są one częściowo krystaliczne. Krystalizacja sproszkowanego szkła 45S5 jest dobrze opisana w literaturze. Szkło 45S5 łatwo krystalizuje również podczas obróbki na gorąco prowadzącej do wykonania różnych wszczepów.  Krystalizację płytek ze szkła 45S5 podczas izotermicznej obróbki badano systematycznie aż do sześciu godzin w dziesięciu różnych temperaturach (600-1000°C). Próbki umieszczano we wcześniej nagrzanym piecu, a po obróbce, próbki szybko schładzano w strumieniu azotu. Metody XRD, SEM i mikroskopii optycznej wykorzystano do zidentyfikowania zmian fazowych. Zgodnie z obrazami mikroskopii optycznej, rozdzielenie fazowe rozpoczęło się w około 600°C. Obszary rozdzielenia faz stały się bardziej widoczne w 700°C, zaś powyżej 800°C zaobserwowano jednorodną strukturę krystaliczną. Zgodnie z obserwacjami SEM, agregaty krystaliczne w objętości materiału pokazały morfologię podobną do ściętego sześcianu (10‑40 µm). W wyższych temperaturach dwie różniące się struktury krystaliczne można było zidentyfikować na powierzchni. Ewolucja dyfraktogramów rentgenowskich śledzona była w funkcji czasu i temperatury. Pierwsze piki zaobserwowano w 650°C i najlepsze dopasowanie uzyskano dla Na2CaSi2O6. Widoczne poszerzenie głównego piku (przy 2θ ≈ 34°), prowadzące do rozdzielenia na dwa piki, zaobserwowano w 700°C; rozdzielenie pików zwiększało się liniowo w funkcji temperatury. Na powierzchniach płytkowych krystalizacja przebiegała podobnie do opisanej w próbkach proszkowych, podczas gdy na powierzchni przekroju zaobserwowano tylko jedną fazę krystaliczną.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Rozwój i charakterystyka mechaniczna mikro/makroporowatych rusztowań hydroksyapatytowych otrzymanych za pomocą innowacyjnego procesu odlewania żelowego
  • Palmero P., Lombardi M., Montanaro L., Tirillò J., Bartuli C., Valente T., Marcassoli P., Cabrini M.
  • Strony: 355-362
  • Rozwinięto innowacyjny proces odlewania żelowego w celu otrzymania mikro i makroporowatych rusztowań hydroksyapatytowych (Ca10(PO4)6(OH)2, HA) przeznaczonych do wykorzystania w medycynie regeneracyjnej do rekonstrukcji tkanki kostnej. Mikro-makro porowate materiały przygotowano przy wykorzystaniu zawiesin HA o różnej zawartości fazy stałej (w zakresie 55-60 % wag.) i czynnika żelującego (w zakresie 0.3-0.75 % wag.). Po ustaleniu obowiązujących parametrów, makrporowate komponenty zostały przygotowane z wykorzystaniem komercyjnych kul polietylenowych  (PE), wysianych w przedziale 355 - 420 mm, jako uchodzący składnik, dodawany do zawiesin przed odlewaniem. Ilość PE została ustalona tak aby w wypalonych materiałach otrzymać porowatość wynoszącą of 60 % obj. Badania właściwości mechanicznych przeprowadzono na próbkach zarówno gęstych, jak i porowatych. Przeprowadzono testy ściskania, 4-punktowego zginania i pomiary mikrotwardości, aby oznaczyć moduł Younga, wytrzymałość na ściskanie, ostateczną wytrzymałość na zginanie i odporność na pękanie. Stwierdzono dobrą korelację pomiędzy właściwościami mechanicznymi. Wyniki uzyskane w przypadku mikro- i makroporowatych próbek powiązano z modelem opartym na komórce idealnej. Przeprowadzono obszerną charakterystykę mikrostrukturalną za pomocą SEM w odniesieniu do wyników badań właściwości mechanicznych w celu oceny poprawności narzędzi modelujących opartych na procedurze DIB-FEA (digital image based finite element analysis – odwzorowanie cyfrowe oparte na analizie elementów skończonych).

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wpływ atmosfery spiekania na wybrane właściwości materiałów otrzymywanych z hydroksyapatytu naturalnego
  • Brzezińska-Miecznik J., Macherzyńska B., Haberko K., Strojny A., Mozgawa W., Bućko M.M., Pyda A.
  • Strony: 363-365
  • Hydroksyapatyt pochodzenia naturalnego został uzyskany z długiej części korowej kości wieprzowych drogą obróbki w gorącym roztworze NaOH. Następnie, materiał starannie przemyto wodą destylowaną, wysuszono i kalcynowano w powietrzu w 450°C. Próbki wyprasowane pod 200 MPa poddano obróbce cieplnej w 1000°C w atmosferach powietrza, CO2, O2, Ar lub N2. Stwierdzono, że atmosfera spiekania wpływa znacząco na zagęszczenie materiału, jego morfologię, skład chemiczny i właściwości sprężyste. Materiały spieczone w powietrzu pokazały wysokie zagęszczenie charakteryzujące się niską porowatością otwartą i względnie dużymi ziarnami o płaskich ścianach.  Obróbka cieplna w pozostałych atmosferach prowadziła do znacząco mniejszego zagęszczenia. Rozmiary ziaren w tych przypadkach były znacznie mniejsze.  Stwierdzono, że atmosfera CO2 zatrzymywała rozkład materiału; nie występował wolny CaO i dodatkowe grupy CO32- wbudowywały się w strukturę hydroksyapatytu.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wstępne badania nad zastosowaniem modyfikowanego iłu smektytowego do formowania tabletek w procesie bezpośredniej kompresji
  • Rapacz-Kmita A., Krupa A., Jachowicz R.
  • Strony: 366-368
  • W prezentowanych badaniach wykorzystano modyfikowany ił smektytowy jako czynnik dezintegrujący i oceniono jego przydatność do formowania tabletek placebo metodą bezpośredniej kompresji. Modyfikację komercyjnego, oczyszczonego iłu smektytowego (Veegum®F, R.T. Vanderbilt Company, Inc.) przeprowadzono w wodnym roztworze NaCl, aby zapewnić względnie krótki czas dezintegracji tabletek, zachowując jednocześnie ich wystarczające właściwości mechaniczne.  Aby ocenić wpływ nowego materiału na otrzymane tabletki zbadano następujące parametry: czas dezintegracji, twardość i kruchość.  Stwierdzono, że modyfikowany materiał ilasty można wykorzystywać do formowania tabletek metodą bezpośredniej kompresji.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wpływ tytanu na właściwości fizykochemiczne materiałów hydroksyapatytowych modyfikowanych tytanem
  • Ślósarczyk A., Zima A., Paszkiewicz Z., Szczepaniak J., De Aza A.H., Chróścicka A.
  • Strony: 369-375
  • W celu poprawy parametrów fizykochemicznych oraz biologicznych implantów hydroksyapatytowych stosuje się modyfikacje tego związku na drodze wprowadzania do jego struktury różnorakich jonów. W niniejszych badaniach przedstawiony został wpływ dodatków tytanu na spiekalność, skład fazowy, mikrostrukturę, wytrzymałość na zginanie oraz stabilność chemiczną ceramiki hydroksyapatytowej modyfikowanej tytanem. Proszki  hydroksyapatytowe o różnej zawartości Ti (0,5, 1,0 and 2,0 % mas.) zsyntetyzowane zostały przy pomocy metody mokrej. Substratami w  trakcie syntezy były następujące związki chemiczne: CaO, H3PO4 oraz TiCl3. Modyfikacja struktury hydroksyapatytu poprzez wprowadzenie jonów tytanowych stała się przyczyną dekompozycji temperaturowej związku. Podczas ogrzewania oprócz HA pojawiły się nowe fazy: perowskit (CaTiO3) oraz αTCP. Dodatek tytanu spowodował obniżenie spiekalności oraz wytrzymałości mechanicznej ceramiki Ti-HA. Otrzymane materiały charakteryzowały się stabilnością chemiczną (wartości pH mierzone podczas inkubacji próbek w SBF były zbliżone do pH fizjologicznego - podczas 90 dni inkubacji zmiana pH nastąpiła jedynie w wąskim zakresie 7,48 – 7,70). Przewodnictwo jonowe ekstraktów wodnych utrzymywało się na niskim poziomie (5 – 45 μS) i rosło wraz ze wzrostem ilości wprowadzonego tytanu. Potwierdzono potencjał bioaktywny ceramiki HA modyfikowanej  tytanem.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wkład spiekania mikrofalowego w otrzymywanie nanometrycznej ceramiki ZnO z przeznaczeniem na warystory
  • Savary E., Marinel S., Harnois C., Pautrat A., Retoux R.
  • Strony: 376-381
  • Tlenek cynku jest dobrze znanym materiałem, wykorzystywanym szczególnie do wytwarzania warystorów. Właściwości elektryczne warystora z tlenku cynku związane są mocno z końcową mikrostrukturą tworzywa. Napięcie przebicia jest w sposób szczególny zależne od wielkości ziarna. W niniejszym artykule,  wykorzystano mokrą metodę chemiczną do uzyskania nanometrycznego proszku opartego na ZnO, mającego bardzo wąski skład granulometryczny z centrum umiejscowionym mniej więcej przy 20 nm. Wykorzystana metoda syntezy opiera się na wytrącaniu szczawianu cynku bezpośrednio z roztworu. Konwencjonalne spiekanie tego nanoproszku prowadzi do nieznacznego zmniejszenia rozmiaru ziarna (około 2 µm), w porównaniu z rozmiarem ziarna w materiale otrzymanym z proszku syntezowanego i spiekanego konwencjonalnie (> 4 µm). Pomimo tej małej modyfikacji rozmiaru ziarna, udokumentowano mocny wzrost napięcia przebicia w próbkach otrzymanych metodą mokrą. Wtedy gdy wykorzystuje się proces spiekania mikrofalowego do spieczenia nanometrycznego proszku ZnO uzyskuje się masywną ceramikę o nanometrycznym ziarnie, dzięki bardzo krótkiemu cyklowi termicznemu (poniżej 5 min). Jest niewątpliwie oczywiste, że spiekanie mikrofalowe umożliwia zarówno utrzymanie rozmiaru ziarna w skali nanometrycznej, jak i osiągnięcie bardzo dużej gęstości. W takim przypadku, obserwuje się wysokie zwiększenie rezystywności poniżej napięcia przebicia, a napięcie przebicia staje się zbyt duże, aby mogło być zmierzone. Poza tym jasno wykazano, że bardzo krótki czas procesu ogrzewania wywołuje modyfikację składu faz drugorzędnych, które zlokalizowane są głównie w granicach międzyziarnowych.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wpływ deflokulanta hybrydowego na proces twardnienia odlewanego wyrobu ogniotrwałego typu MCC
  • Pundienė I., Antonovič V., Stonys R.
  • Strony: 382-385
  • Za pomocą metody ultradźwiękowej zanalizowano wpływ różnych rodzajów deflokulantów i ich kombinacji na powstawanie podczas twardnienia struktury odlewanego wyrobu ogniotrwałego typu MCC zawierającego agregaty mulitu.

    Ustalono, że struktura wyrobu odlewanego powstawała w dwóch etapach wtedy, gdy użyto  trójpolifosforan sodu jako deflokulant. W pierwszym etapie prędkość ultradźwięku osiągnęła w przybliżeniu 2500 m/s, podczas gdy w drugim wynosiła w przybliżeniu 5000 m/s. Po zastosowaniu eteru polikarboksylowego (Castament FS 20), stwierdzono aż trzy etapy podczas tworzenia wyrobu odlewanego. Prędkości ultradźwięków w kolejnych etapach  były następujące:  1000, ~2500 i ~5000 m/s. W przypadku hybrydowego deflokulanta pozostały trzy etapy tworzenia się struktury wyrobu, jednak w drugim etapie prędkość impulsu ultradźwiękowego przekroczyła 3000 m/s.

    Wtedy gdy użyto deflokulanta hybrydowego wytrzymałość na ściskania na zimno (CCS) wyrobu odlewanego po procesie twardnienia mieściła sie w przedziale 58 - 65 MPa. Nie różniła się ona znacznie od wytrzymałości CCS wyrobu odlewanego z dodatkami trójpolifosforanu sodu czy eteru polikarboksylowego (około 55 MPa). Pomimo tego, po wysuszeniu wyrobu odlewanego w 110°C i jego wypaleniu w temperaturach z przedziału 800 - 1000°C, CCS wyrobu z deflokulantem hybrydowym była dwukrotnie większa od CCS wyrobów, w przypadku których zastosowano trójpolifosforan sodu lub eter polikarboksylowy jako deflokulant.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Mikrostruktura stołowych wyrobów kamionkowych
  • Wodnicka K., Zych Ł., Gołek Ł.
  • Strony: 386-392
  • Zbadano teksturę i mikrostrukturę wyrobów kamionkowych stołowych formowanych z masy plastycznej oraz lejnej. Wyznaczono następujące parametry: powierzchnia właściwa, gęstość względna, gęstość pozorna, porowatość, objętość oraz rozkłady wielkości mezo- i makroporów w wyrobach uformowanych, wypalonych „na biskwit” i „na ostro”. Dokonano oceny wpływu metody formowania na stopień zagęszczenia wyrobów i parametry tekstury i mikrostruktury. Mikrostruktura wyrobów zarówno uformowanych, jak i półfabrykatów wypalonych w temperaturach 820°C oraz 1250°C zależy od zastosowanej metody formowania. Objętość, rodzaj i rozkłady wielkości porów w wyrobach uformowanych determinują mikrostrukturę wyrobów wypalonych „na biskwit” oraz „na ostro”.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ technologii wytwarzania na stopień rozmycia ferroelektrycznych przemian fazowych w ceramice typu PZT
  • Dudek J., Bochenek D.
  • Strony: 393-399
  • Materiałem użytym do badań wpływu technologii wytwarzania na stopień rozmycia przemiany fazowej w ceramice ferroelektrycznej były domieszkowane roztwory stałe typu PZT. W pracy wykazano, że o stopniu rozmycia przemian fazowych w PZT decydują głównie dwa czynniki: fluktuacje składu w mikroobjętościach ceramiki oraz niejednorodność rozkładu defektów i naprężeń mechanicznych. Na te dwa czynniki z kolei duży wpływ mają stosowane warunki technologiczne.

    Przy porównywaniu stopnia rozmycia przemian fazowych różnych materiałów ceramicznych typu PZT istotnym jest zastosowanie tego samego kryterium.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Rozmyta przemiana fazowa polikryształu (Ba0.9Sr0.1)TiO3
  • Kajtoch C., Gabryś M., Bąk W., Starzyk F.
  • Strony: 400-402
  • Przedstawiono wyniki pomiarów rentgenowskich (XRD) i dielektrycznych dla polikrystalicznego (Ba0,9Sr0,1)TiO3 (BS10T). Wyniki pomiarów pokazują obecność, w temperaturze 373 K, rozmytej przemiany fazowej (DPT) pomiędzy strukturą regularną i tetragonalną. Temperatura maksimum rzeczywistej składowej przenikalności elektrycznej (e\') nie zależy od częstotliwości elektrycznego pola pomiarowego. Kąt fazowy, F » -90°, między prądem a przyłożonym napięciem elektrycznym sugeruje występowanie obszarów polarnych (klasterów) poniżej 400 K, tj. w obszarze temperaturowym DPT i w fazie paraelektrycznej.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Właściwości nanoproszków Al2O3-Ag wytworzonych innowacyjną metodą rozkładu termicznego-redukcji oraz metodą redukcji chemicznej azotanu srebra
  • Jastrzębska A.M., Kunicki A.R., Olszyna A.R.
  • Strony: 403-408
  • W niniejszej pracy zbadano właściwości fizyczne, biobójcze, a także aspekty morfologiczne nanoproszków Al2O3-Ag, wytworzonych motodą rozkładu termicznego-redukcji oraz metodą redukcji azotanu srebra. Nowatorska metoda rozkładu termicznego-redukcji opisana została wcześniej przez nas oraz zastrzeżona wnioskiem patentowym, podczas gdy metoda redukcji azotanu srebra jest obecnie powszechnie stosowana w przemyśle.

    Nanoproszki wytworzone tymi dwoma metodami znacznie różnią się od siebie zarówno pod kątem aspektów morfologicznych, jak i właściwości fizycznych. Metoda rozkładu termicznego-redukcji pozwala na otrzymanie nanoproszków Al2O3-Ag nie tylko znacznie mniej zaglomerowanych, o średniej wielkości aglomeratów poniżej 1 μm, ale również charakteryzujących się znacznie mniejszymi średnimi wartościami cząstki (poniżej 60 nm). Wytworzone nanoproszki posiadają również mocno rozwiniętą powierzchnię właściwą (ponad 200 m2·g-1), a także dobre właściwości bakterio i grzybobójcze.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zastosowanie metody ultradźwiękowej do badania biodegradacji szkieł nawozowych
  • Macherzyńska B., Sułowska J., Wacławska I., Szumera M.
  • Strony: 409-414
  • W pracy wykorzystano metodę ultradźwiękową do badania mechanizmu wzajemnego oddziaływania szkieł nawozowych i roztworów kwasu solnego lub cytrynowego symulujących warunki naturalnego środowiska glebowego. Przebieg biodegradacji szkła badano poprzez obserwacje mikroskopowe zmian jego powierzchni, pomiary zmian masy szkła oraz prędkości rozchodzących się w nim podłużnych fal ultradźwiękowych. W początkowym okresie rozpuszczania szkieł (do 48 godzin), zarówno w przypadku masy jak też prędkości propagacji podłużnych fal ultradźwiękowych, odnotowano znaczny spadek tych wielkości. Po tym okresie czasu prędkość fal ultradźwiękowych ulega zmianom zależnie od użytego roztworu. Obserwowane cykliczne zmiany prędkości rozchodzenia się fal ultradźwiękowych wyjaśniono w oparciu o złożony mechanizm rozpuszczania się szkieł nawozowych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Metaliczny interkonektor jako istotny element ogniwa paliwowego ze stałym elektrolitem tlenkowym SOFC
  • Brylewski T.
  • Strony: 415-427
  • W niniejszej pracy przedstawiono opis budowy ogniwa paliwowego ze stałym elektrolitem tlenkowym SOFC ze szczególnym uwzględnieniem roli, jaką w ogniwie odgrywa metaliczny interkonektor. Omówiono kryteria doboru materiałów na interkonektory, które z uwagi na specyficzne warunki eksploatacji ogniw są nieporównywalnie surowsze niż wymagania stawiane pozostałym komponentom ogniwa SOFC, niezależnie od jego konfiguracji. Poważnym problemem, pojawiającym się przy stosowaniu interkonektorów metalicznych, jest stopniowy wzrost powierzchniowej rezystancji elektrycznej, związany ze wzrostem grubości zgorzeliny tlenkowej podczas wysokotemperaturowego utleniania stali ferrytycznej. Zbyt wysoki opór elektryczny zgorzeliny może prowadzić do spadku mocy całego stosu ogniwa paliwowego. Ponadto w wyniku utworzenia takiej zgorzeliny zachodzi parowanie lotnych tlenków i tlenowodorotlenków chromu, które wbudowują się do materiału katody i powodują wzrost jej polaryzacji aktywacyjnej, co oznacza zarazem skrócenie czasu eksploatacji ogniwa SOFC. W celu ograniczenia tych niekorzystnych zjawisk, konieczna jest modyfikacja właściwości fizykochemicznych stopów metalicznych. Zazwyczaj osiąga się to przez naniesienie na powierzchnie stali ferrytycznych przewodzących powłok ochronnych o współczynnikach rozszerzalności cieplnej zbliżonym do jej wartości w odniesieniu do osnowy metalicznej i materiału katody. W świetle tego zagadnienia dokonano krytycznego podsumowania dotychczasowej wiedzy na temat badań właściwości fizykochemicznych metalicznych interkonektorów modyfikowanych powłokami ochronno-przewodzącymi o różnych składach.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zastosowanie technologii cięcia strumieniem wody do produkcji dekoracji ceramicznych
  • Predoń B.
  • Strony: 428-432
  • Przedstawiono klasyfikację technologii cięcia wodnego, która obejmuje cięcie strumieniem wody bez ścierniwa i cięcie wodno-ścierne. Omówiono zastosowanie tej technologii i pokazano przykłady elementów wytworzonych przy jej użyciu. Opisano wykorzystanie technologii cięcia wodnego przez polskich producentów płytek ceramicznych wraz z podaniem przykładowych produktów dostępnych na rynku.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…

Spis treści

Tom 62, Numer 4

  • Połączone efekty mikrostrulturalny i transportowy w perowskitach typu p w przypadku wykrywania węglowodorów
  • DARCOVICH K., TUNNEY J.J., POST M.L.
  • Strony: 442-448
  • Rozpatrzono układ chemicznego czujnika gazu przeznaczonego do wykrywania propanu (C3H8) i propenu (C3H6) w matrycy SrTi0,8Fe0,2O3. Opracowano model, który uwzględnia połączone procesy dyfuzji gazów do porowatej ceramiki i następnie ich uczestnictwa w dwóch reakcjach chemicznych: odwracalnej adsorpcji tlenu i dwuetapowej reakcji powierzchniowej zużywającej docelowy gaz. Właściwości mikrostrukturalne matrycy czujnika połączono z procesami dyfuzji i chemii powierzchni. Stan podstawowy materiału elektroceramicznego określono w drodze rozwiązania chemii jego defektów równowagowych.

    Przedstawiona symulacja stanowi postęp w modelowaniu ponieważ po raz pierwszy połączono przestrzenne zmiany właściwości mikrostrukturalnych z dyfuzją gatunków gazowych i związaną z tym chemią powierzchni i właściwościami elektroceramicznymi, aby przewidywać odpowiedź czujnika jako funkcję grubości warstwy i jej morfologii. Zaprezentowane tu wyniki pasują dobrze do pomiarów doświadczalnych przeprowadzonych w szerokim zakresie warunków. Zatwierdzenie tego modelu dostarczy pożytecznego narzędzia do projektowania w przypadku następnych prac badawczych nad materiałami zmierzającymi do rozwoju polepszonych czujników.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Właściwości dielektryczne kompozytów w układzie CaO-CuO-TiO2
  • Ren S., Wittmar M., Aslan M., Grobelsek I., Quilitz M., Veith M.
  • Strony: 449-455
  • Od kiedy zaobserwowano ultra wysokie stałe dielektryczne (> 104), przy słabej zależności od temperatury i częstotliwości, w nieferroelektrycznych materiałach takich jak CaCu3Ti4O12 i CuO, zasadnym stało się badanie właściwości dielektrycznych nie tylko CaCu3Ti4O12 i CuO, ale także innych członków układu CaO-CuO-TiO2 po to, aby znaleźć inne składy o podobnej charakterystyce, aby odkryć podstawowe mechanizmy, i aby poszukiwać nowe kompozyty o nawet lepszych właściwościach dielektrycznych.

    W prezentowanej pracy zbadano wstępnie właściwości dielektryczne kompozytów w układach potrójnych CuO-CaCu3Ti4O12-CaTiO3 i CaCu3Ti4O12-CaTiO3-TiO2. Częstotliwościowe i temperaturowe zależności przenikalności dielektrycznej i impedancji w zakresie  102-5 x 106 Hz and 25-130°C zbadano w przypadku reprezentatywnego kompozytu o wysokiej przenikalności (> 104) o udziale molowym Cu/Ti/Ca wynoszącym ~85/10/5 w układzie trójskładnikowym CuO-CaCu3Ti4O12-CaTiO3. Mocne przesłanki sugerują ważny wpływ przyczynków związanych z granicami międzyziarnowymi na właściwości dielektryczne. Wstępne wyniki pokazały, że wielofazowa mikrostrukura składająca się z większych ziaren dominującej fazy otoczonych przez mniejsze ziarna fazy drugorzędnej odgrywała ważną rolę w przypadku podniesienia odpowiedzi dielektrycznej, w związku z możliwymi efektami warstwy barierowej wywołanymi przez granicę międzyziarnową kompozytów.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Osadzanie PZT na powłokach polimerowych pokrytych miedzią
  • Suchaneck G., Volkonskiy O., Gerlach G., Hubička Z., Dejneka A., Jastrabik L., Günther S., Schultheiss E.
  • Strony: 456-460
  • W pracy analizujemy proces osadzania cienkiej powłoki perowskitowej, złożonej z Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) o teksturze (111), bezpośrednio na powłokach polimerowych pokrytych miedzią. Cienkie powłoki Cu o grubości około 200 nm zostały osadzone za pomocą stałoprądowego  rozpylania jonowego, w układzie przetwarzania szpula na szpulę, na powłoki Kapton® HN o grubości 25 µm, zawierające in-situ reakcyjnie rozpyloną adhezyjną warstwę dielektryczną TiO2-x. Cienkie powłoki PZT o grubości od 200 do 400 nm osadzano przy pomocy układu z palnikiem plazmowym modulowanym impulsowo z częstotliwością radiową (RF), zawierającego katodę wnękową, przeznaczoną do rozpylania reakcyjnego.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Optymalizacja właściwości termoelektrycznych CoSb3 poprzez domieszkowanie donorowe
  • Wojciechowski K.T.
  • Strony: 461-464
  • Trójantymonek kobaltu CoSb3 jest półprzewodnikiem o wąskim paśmie wzbronionym i bardzo obiecujących właściwościach chemicznych i transportowych, które czynią go potencjalnym kandydatem w przypadku wysokotemperaturowych zastosowań termoelektrycznych. Praca przedstawia wyniki  badań teoretycznych dotyczących optymalizacji stężenia nośnika donorowego n w celu otrzymania maksymalnej wartości współczynnika dobroci termoelektrycznej ZT.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Strukturalne i termoelektryczne właściwości układu AgSbSe2-AgSbTe2
  • Schmidt M., Zybała R., Wojciechowski K.T.
  • Strony: 465-470
  • Wykorzystując technikę bezpośredniego topienia zsyntezowano dziewięć związków o nominalnych składach AgSbSexTe2-x (x = 0.00, 0.25,...,2.00). Analiza termiczna i dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego ujawniły częściowe podstawienie atomów Te przez atomy Se, prowadzące do stabilizacji regularnej struktury krystalograficznej stopów. Obserwacje SEM przełomów próbek pokazały zmianę ich mikrostruktury od typu Widmanstattena dla AgSbTe2 do mikrostruktury podobnej do materiału szklistego w przypadku AgSbSe2. Przewodność elektryczną, przewodność cieplną oraz współczynnik Seebecka zmierzono w funkcji temperatury w przedziale od 300 do 520 K. Przewodność elektryczna ma cechy półprzewodnikowe w obszarze jednorodnym i półmetaliczne w przypadku pozostałych próbek. Przewodność cieplna jest bardzo mała, jak w przypadku szkieł fononowych i zwiększa się tylko nieznacznie wraz z temperaturą. Próbki w obszarze jednorodnym mają bardzo duży dodatni współczynnik Seebecka o wartościach ok. 400-600 µV∙K-1 w temperaturze pokojowej, co daje możliwość optymalnego domieszkowania. Parametr ZT opisujący użyteczność materiałów termoelektrycznych ma wartość około 0.65 w przypadku niedomieszkowanej próbki AgSbSe0.25Te1.75 w temperaturze 520 K.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Modelowe wyjaśnienie anomalii charakterystyki elektrycznej w gradientowej strukturze PLZT przeznaczonej na transformatory piezoelektryczne
  • Kozielski L., Janik P., Janik M., Bućko M.M.
  • Strony: 471-476
  • W artykule zbadano wpływ jednokierunkowej dyfuzji pomiędzy dwoma składnikami struktury funkcjonalnie stopniowanej (FGS) na jej widmo impedancyjne (dielektryczne). Modyfikowana lantanem ceramika cyrkonianu tytanianu ołowiu (PLZT) zyskała znaczne zainteresowanie w związku z jej fotostrykcją, która jest superpozycją efektów fotowoltaicznego i piezoelektrycznego. Idea materiałów funkcjonalnie stopniowanego (FGM) zaimplementowana do transformatora piezoelektrycznego (PT) może być wykorzystana do bezpośredniej zamiany energii fotonicznej na elektryczną poprzez wykorzystanie fotostrykcyjnych oscylatorów wzbudzających z generatorem piezoelektrycznym w jednostopniowej strukturze PT. Przedstawione badania ujawniły złożoność procesu integracji materiałów funkcjonalnie stopniowanych i ich wysoką anizotropię  elektryczną.  Spektroskopia impedancyjna (IS)  sprawdziła sie jako metoda zdolna do pokazania takiej nierówności w postaci dobrze rozdzielonych półokręgów. Dodatkowo,  zademonstrowano, że charakterystyka struktury stopniowanej nie jest wynikiem prostego sumowania właściwości materiałów wyjściowych, ale jest głównie mocno zależna od kierunku dyfuzji. Na koniec, wyjaśniono wpływ procesu dyfuzji kierunkowej na widma impedancyjne za pomocą elektrycznego modelu RC i potwierdzono doświadczalnie metodą XPS.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Struktura i właściwosci elektryczne podwójnego ortofosforanu magnezowo-cyrkonowego
  • Mielewczyk A.,Molin S., Gdula K.,Jasiński G., Kusz B., Jasiński P., Gazda M.
  • Strony: 477-480
  • Podwójny ortofosforan magnezowo-cyrkonowy (MZP) jest materiałem przewodzącym jony magnezowe. W prezentowanej pracy badano budowę i właściwości MZP, szczególnie w odniesieniu do jego potencjalnego zastosowania w czujnikach gazowych. Podwójny ortofosforan magnezowo-cyrkonowy wytworzono zarówno metodą zol-żel, jak i metodą reakcji w fazie stałej. Skład fazowy otrzymanych materiałów zbadano za pomocą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Wpływ metody syntezy na jakość otrzymanego materiału był znaczący. Metodą zol-żel otrzymano materiał jednofazowy. Prekursory (ZrOCl2∙6H2O, NH4H2PO4 and Mg(NO3)2∙8H2O) rozpuszczano w wodzie, roztwory mieszano i odwadniona na płycie grzejnej o temperaturze 75°C przez 12 h. Wysuszony proszek mielono w młynie kulowym i prasowano jednoosiowo aby uformować tabletki, które spiekano w różnych temperaturach z przedziału  700–1200°C. Wpływ metody syntezy na przewodność elektryczną próbek badano za pomocą spektroskopii impedancyjnej (IS). Woltamperometrię cykliczną (CV) w obecności różnych gazów wykorzystano do zbadania możliwości zastosowania MPZ jako czujnika gazowego.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Złącza i bariery dyfuzyjne do wysokotemperaturowych modułów termoelektrycznych
  • Zybała R., Wojciechowski K.T., Schmidt M., Mania R.
  • Strony: 481-485
  • Moduły termoelektryczne oparte na tellurku bizmutu (Bi2Te3) używane są powszechnie przy konstruowaniu generatorów termoelektrycznych  (TEGs) i pomp ciepła. Jednakże, z powodu niskiej temperatury pracy (< 200ºC), generatory termoelektryczne wykorzystujące ten materiał wykazują małą sprawność. Aby uzyskać wyższą wydajność konwersji energii potrzebne jest opracowanie wysokotemperaturowych modułów wykonanych z nowych materiałów termoelektrycznych.

    Celem prezentowanej pracy było opracowanie metody wytwarzania omowego złącza pomiędzy półprzewodzącym elementem CoSb3 i elektrodą metalową Cu przeznaczonego do pracy w temperaturach aż do 600ºC. Odpowiednia bariera dyfuzyjna została zastosowana, aby chronić materiał termoelektryczny przed wzajemnym oddziaływaniem z lutem i materiałem elektrody.

    Złącza wykonano za pomocą techniki lutowania oporowego w ochronnej  atmosferze Ar + H2. Jako lut wykorzystano stopy bezołowiowe oparte na Ag i Cu. Warstwy dyfuzyjne Ni naniesiono techniką rozpylania magnetronowego. Właściwości chemiczne i mikrostrukturalne analizowano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) wyposażonego w analizator EDX. Pomiary rezystywności i charakterystykę prądowo-napięciową wykorzystano, aby określić oporność kontaktową i omową jakość kontaktu pomiędzy metalem i półprzewodnikiem. Scharakteryzowano także inne właściwości fizyko-chemiczne, takie jak rozszerzalność cieplna.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Kompozyt włóknisty z wytrzymałością progową w trzech wymiarach
  • Jin X.H., Gao L., Sun J., Gui L.H.
  • Strony: 486-489
  • W prezentowanej pracy zaprojektowano kompozyt włóknisty składający się z włókien o przekroju kwadratowym, rozdzielonych cienką warstwą zawierającą naprężenia ściskające. Z powodu efektu zatrzymywania pęknięcia od kompozytu tego oczekuje się, że pokaże trójwymiarową wytrzymałość progową odpowiadającą zastosowanym naprężeniom w kierunku odpowiednio prostopadłym do powierzchni czołowej włókna i równoległym do jego centralnej osi włókna. Zgodnie z koncepcją projektową bez trudu przygotowano kompozyty włókniste Si3N4/TiN za pomocą prostej procedury podwójnego laminowania. Stwierdza się, że wytrzymałości progowe zwiększają się wraz z zawartością TiN we włóknie, i dla tego samego materiału, jego osiowa wytrzymałość progowa jest większa niż promieniowa. Zbadano zasadnicze powody występowania takiego stanu.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Powłoka ochronna tłumiąca degradację termoelektryku CoSb3 w podwyższonych temperaturach
  • Godlewska E., Zawadzka K., Gajerski R., Mitoraj M., Mars K.
  • Strony: 490-495
  • Opracowano hybrydową powłokę polimerowo-metalową do ochrony przed degradacją w powietrzu w podwyższonej temperaturze skutterydu CoSb3.  Pokryte powłoką i nie pokryte próbki CoSb3 wystawiono na działanie powietrza w temperaturach 500, 600 i 700°C przez okres trwający do 80 h. Osiągniętą jakość materiałów oceniono na podstawie zmian masy, sprawdzenia wzrokowego i systematycznej analizy powierzchni próbki, przełomów i przekrojów w kategoriach składu chemicznego i fazowego, a także mikrostruktury.  Stwierdzono, że system powłoki wykorzystany w pracy był efektywny do 600°C. Redukuje on znacznie dostęp gazów, zasięg utlenienia i sublimacji antymonu, ograniczających czas pracy i wydajność generatorów termoelektrycznych.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Kompozyty ziarniste w układzie Al2O3-YAG
  • Lach R., Haberko K.
  • Strony: 496-499
  • W przeciwieństwie do kompozytów Al2O3-ZrO2, materiały na bazie tlenku glinu z wtrąceniami YAG (Y3Al5O12) są słabo rozpoznane w literaturze. YAG (granat itrowo-glinowy) jest fazą o najwyższej zawartości glinu wśród znanych glinianów itru. Jak dobrze wiadomo polikryształy YAG zaliczają się do materiałów o szczególnie wysokiej odporności na pełzanie. Ze względu na niewielką różnicę wartości współczynników rozszerzalności cieplnej granatu itrowo-glinowego i tlenku glinu, materiał zawierający wtrącenia YAG w matrycy Al2O3 może się charakteryzować interesującymi właściwościami mechanicznymi.

    Jedynie nieliczne doniesienia literaturowe dotyczą preparatyki kompozytów Al2O3-YAG drogą spiekania proszków. W prezentowanej pracy prekursor Y2O3 został wytrącony w zawiesinie Al2O3. Następnie zawiesina została wysuszona, a otrzymany proszek poddano prażeniu, dzięki czemu uzyskano jednorodną mieszaninę ziaren Al2O3 i Y2O3. Zawartość tlenku itru odpowiadała 20 % obj. YAG po reakcji. Stwierdzono, że a-Al2O3 i YAG jako jedyne fazy występują w materiale spiekanym w temperaturze 1500ºC. W mikrostrukturze uzyskanych spieków obserwuje się submikronowe cząstki YAG. Wtrącenia cząstek YAG w osnowie Al2O3 podnoszą twardość materiału w porównaniu do spieków czystego tlenku glinu. Natomiast odporność na kruche pękanie (KIc ≈ 6 MPa×m1/2) jest porównywalna z wartością obserwowaną w przypadku materiału 3-YTZP.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wysokotemperaturowe elektrolity tlenkowe przeznaczone do wykorzystania w urządzeniach elektrochemicznych
  • Dudek M., Rapacz-Kmita A., Mosiałek M., Mordarski G.
  • Strony: 500-505
  • Metodę współstrącania-kalcynacji wykorzystano do syntezy proszków roztworów stałych o składach 25 % mol. Y2O3 w ZrO2 (25YSZ) i 12.5 mol% Y2O3 - 12.5 mol% Yb2O3 w ZrO2 (12.5Yb12.5YSZ) Pastylki, które wcześniej sprasowano izostatycznie, spiekano w temperaturze 1500°C w czasie 2 h. Zbadano odporność korozyjną spieków roztworów stałych 25YSZ, 12.5Yb12.5YSZ, a także elektrolitów zawierających CaZrO3 w środowisku ciekłych metali, takich jak miedź, nikiel i żelazo. Na podstawie tych badań stwierdzono, że stabilność spieków roztworów stałych 25 mol% Y2O3 w ZrO2 (25YSZ) oraz CaZrO3 (48 % mol CaO) jest ograniczona w ciekłym żelazie. Przewodnictwo elektryczne otrzymanych próbek zmierzono metodą 4-elektrodową stałoprądową oraz metodą spektroskopii impedancyjnej w temperaturach 200-1000ºC. Spiek roztworu stałego zawierającego 12.5 % mol. Y2O3 - 12.5 % mol. Yb2O3 w ZrO2, charakteryzuje się najwyższymi wartościami przewodnictwa jonowego. Wyniki tych badań wskazują, że częściowe podstawienie tlenku itru(III) tlenkiem iterbu(III) w roztworze stałym 25 % mol Y2O3 w ZrO2 prowadzi do podwyższenia  jego przewodności elektrycznej. Wyznaczone wartości liczby przenoszenia jonów tlenkowych (tjon) dla spieków roztworów stałych 25YSZ i 12.5Yb12.5YSZ są bliskie jedności co wskazuje, że otrzymane materiały są praktycznie czystymi przewodnikami jonów tlenkowych. Materiały te przetestowano jako elektrolity tlenkowe do budowy elektrochemicznego sensora tlenu i ogniw galwanicznych przeznaczonych do badań właściwości termodynamicznych materiałów tlenkowych NiLa2O4 i NiAl2O4. W ten sposób wyznaczono wartości entalpii swobodnej DG dla tych materiałów w temperaturach 800-1000ºC. Badane roztwory stałe 25 % mol Y2O3 w ZrO2 oraz 12.5 % mol Y2O3 - 12.5 % mol Yb2O3 w ZrO2 wydają się być obiecującymi elektrolitami tlenkowymi do budowy elektrochemicznego sensora tlenu oraz ogniw galwanicznych przeznaczonych do badania właściwości termodynamicznych materiałów tlenkowych ważnych dla technologii stałotlenkowych ogniw paliwowych i innych dziedzin energetyki.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Spiekanie nanokrystalicznego tlenku cynku sposobem konwencjonalnym, dwuetapowo i drogą prasowania na gorąco
  • Mazaheri M.
  • Strony: 506-509
  • Metody spiekania dwuetapowego i prasowania na gorąco zastosowano w przypadku nanokrystalicznego ZnO, aby kontrolować przyśpieszony rozrost ziaren występujący w końcowym etapie spiekania. Porównano warunki spiekania (temperatura i czas całkowity) i rezultaty spiekania  (gęstość i rozmiar ziarna) metodami dwuetapową (TSS), konwencjonalną (CS) i prasowania na gorąco (HP). Rozmiar ziarna wypraski ZnO o wysokiej gęstości (> 98 %), wytworzonej w wyniku spiekania dwuetapowego, był mniejszy niż 1 μm, podczas gdy rozmiar ziarna wyprasek spiekanych konwencjonalnie wynosił ~4 μm. Technika HP w porównaniu z CS była lepszą metodą prowadzącą do uzyskania wyższej gęstości końcowej (99 %) i raczej drobny rozmiar ziarna w niższej temperaturze spiekania i przy krótszym całkowitym czasie spiekania. Maksymalna gęstość uzyskana metodami HP, TSS i CS wynosiła odpowiednio 99, 98.3 i 97 %. Końcowy rozmiar ziarna w próbkach pochodzących z metody HP był mniejszy niż z TSS. Jednakże, skrajnie wydłużony całkowity czas spiekania i niższa gęstość końcowa (odpowiednio 88 ks i 98.3 %) stanowią wady metody TSS w porównaniu z szybszą metodą HP (99 % TD przy czasie 17 ks).

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Spajanie porowatych struktur tlenku glinu za pomocą nanocząstek dwutlenku cyrkonu
  • Adam J., Dietz J., Koch M., Veith M.
  • Strony: 510-515
  • Porowate powłoki z tlenku glinu o końcowej grubości rzędu 0.1 mm wytworzono rozpylając zawiesiny etanolowe mieszanin proszków na stalowe podłoża, poddane następnie suszeniu i wygrzewaniu w 500°C przez 60 min. Powłoki składające się jedynie z mieszaniny gruboziarnistych i submikronowych cząstek tlenku glinu mają generalnie słabą przyczepność i odporność na ścieranie. Poprzez wprowadzenie do zawiesiny koloidu nanometrycznego dwutlenku cyrkonu (d » 7 nm, obliczone z powierzchni właściwej) można uzyskać powłoki o wyraźnie polepszonych właściwościach mechanicznych. Udział dwutlenku cyrkonu wynoszący 8 % obj. (w stosunku do zawartości części ceramicznej) powoduje mocne połączenie pomiędzy cząstkami tlenku glinu i podłożem.

    Efekt wzmocnienia połączenia znajduje ilościowy wymiar w badaniach zginania, które przeprowadzono po wysuszeniu rozpyłowym zawiesin, prasowaniu otrzymanych proszków w postać belek do badań mechanicznych i zastosowaniu obróbki cieplnej w 500°C. Badania zginania ujawniają, że wytrzymałość poprawia się przynajmniej pięciokrotnie wtedy, gdy w zawiesinie występują nanocząstki.

    Opisana metoda wytworzenia ceramicznego połączenia w strukturach ceramicznych w temperaturach, które mieszczą się daleko poniżej zazwyczaj stosowanych temperatur spiekania prowadzi do typowego efektu, który powstaje w zakresie rozmiaru nano, ponieważ wprowadzana jest wysoka reaktywność nanocząstek związana z ich dużą powierzchnią właściwą.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Mikrostruktura, właściwości cieplne I luminescencja nanowłókien TiO2 domieszkowanych europem, otrzymanych metodą przędzenia elektrostatycznego
  • Cacciotti I., Lamastra F.R., Bianco A., Speghini A., Piccinelli F., Fragalà M.E., Malandrino G., Gusmano G.
  • Strony: 516-520
  • Nanowłókna tlenku tytanu(IV), domieszkowane europem i bez domieszkowania, wytworzono z powodzeniem metodą przędzenia elektrostatycznego, wykorzystując pojedyncze, wielopierwiastkowe źródło tytan/europ.  Zawartość europu wynosiła 5 % mol. Mikrostrukturę badano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), zachowanie podczas ogrzewania śledzono za pomocą analizy termograwimetrycznej i termicznej analizy różnicowej (TG-DTA). Analizę fazową przeprowadzono za pomocą dyfrakcji promieniowania X (XRD) i wysokotemperaturowej analizy dyfrakcyjnej promieniowania X (HT-XRD), aż do 1100°C. Pomiary luminescencyjne przeprowadzono wykorzystując laserowe źródło wzbudzenia przy 395 nm.  Wszystkie elektrostatycznie przędzone materiały składały się z przypadkowo zorientowanych nanowłókien o raczej wyrównanej średnicy. W przypadku włókien TiO2 kalcynowanych w  500°C średni rozmiar wynosił 80 ± 20 nm i 40 ± 10 nm, odpowiednio dla  włókien  domieszkowanych Eu i bez domieszkowania. Obecność europu przesunęła w stronę wyższych wartości zarówno temperaturę krystalizacji anatazu, jaki i temperaturę przemiany anatazu w rutyl, której to towarzyszyło tworzenie się fazy  EuTi2O7. Próbki domieszkowane pokazały mocną luminescencję jonów Eu3+. Widma emisyjne są zdominowane przez emisję 5D07F2, co sugeruje znaczące odkształcenie wokół jonów Eu3+. Poszerzenie pasm wskazuje na obecność odpowiedniego, niejednorodnego nieuporządkowania wokół miejsc przebywania Eu3+.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Okrzemki jako źródło nowych materiałów
  • Konopka K., Danelska A., Szafran M.
  • Strony: 521-524
  • Okrzemki to jednokomórkowe, eukariotyczne algi, które można znaleźć w niemalże wszystkich środowiskach wodnych i wilgotnych. Charakterystyczną cechą okrzemek jest to, że ich skorupki  mają unikalną morfologię (w szczególności stanowiącą wzór nanostruktur takich jak pory, grzbiety, otoczki i inne formy), a ich ściany komórkowe złożone są z krzemionki (uwodniony ditlenek krzemu). Z powodu tej specyficznej morfologii, okrzemki mogą być wykorzystane do wytwarzania biosensorów, czujników chemicznych, membran, bioszablonów, biokapsuł, nośników lub nawet nanoreaktorów.  W przypadku pewnych zastosowań, okrzemki muszą być przetwarzane i spiekane.

    Artykuł przedstawia niektóre wstępne wyniki uzyskane podczas doświadczeń zawiązanych z konsolidacją okrzemek. W szczególności, zwrócono uwagę na zatrzymywanie nanoporów, które w sposób naturalny występują w okrzemkach, ponieważ nanopory obecne w materiałach masywnych wewnątrz spieczonych ziaren mogą podwyższać odporność na pękanie.   Okrzemki i masywne materiały, otrzymane drogą prasowania i spiekania, badano za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM).

    Obserwacje SEM ujawniły skutki spiekania okrzemek i zmiany ich morfologii. Okrzemki były przetwarzane jak proszki, tzn. były konsolidowane drogą prasowania w matrycy i następnie spiekane. Po procesie konsolidacji większość porów naturalnie istniejących w okrzemkach uległa zamknięciu. Uzyskane wyniki sugerują, że okrzemki nie mogą być jednorodnie konsolidowane za pomocą prasowania w matrycy z powodu ich skrajnie zróżnicowanych kształtów. Najwyższa wartość gęstości względnej, którą uzyskano, wynosiła 83 %.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Porównawcze badania nad wpływem katalizatorów opartych na tlenku glinu, domieszkowanych tlenkiem żelaza, otrzymanych metodami zol żel i LFS na wzrost nanorurek węglowych z rozkładu metanu
  • Zhang X., Nikkanen J.-P., Kanerva T., Levänen E., Mäntylä T.
  • Strony: 525-528
  • Wykorzystując technikę zol-żel i metodę rozpylania cieczy w płomieniu (liquid flame spraying, LFS) przygotowano trzy różne katalizatory (Catalyst A, B i C) oparte na tlenku glinu(III) i domieszkowane tlenkiem żelaza(III), przy czym jako źródło żelaza zastosowano azotan żelaza(III) i ferrocen. Poprzez rozkład metanu na katalizatorach Catalyst A i Catalyst C otrzymano wielościenne nanorurki węglowe, natomiast w przypadku katalizatora Catalyst B nanorurki nie powstały. Aby porównać trzy różne katalizatory i przedyskutować ich wpływ na proces powstawania wielościennych nanorurek węglowych wykorzystano rentgenowską analizę dyfrakcyjną, elektronową mikroskopię transmisyjną i badania adsorpcji/desorpcji azotu.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Synteza nanokrystalicznego proszku CeO2 metodą strącania
  • Mazaheri M., Hassanzadeh-Tabrizi S.A., Aminzare M., Sadrnezhaad S.K.
  • Strony: 529-532
  • Tlenek ceru(IV) (CeO2) jest ważnym tlenkiem ziem rzadkich i został szeroko zbadany w zastosowaniach obejmujących oczyszczanie spalin samochodowych, kataliza przechowywania i uwalniania tlenu oraz stałotlenkowe ogniwa paliwowe. W ostatnich latach, w związku z doskonałymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi nanocząstek, znacznie różniącymi się od cząstek masywnych, istnieje znaczne zainteresowanie zwiększeniem aktywności katalitycznej, spiekalności i innych właściwości poprzez zmniejszenie rozmiaru ziarna do zakresu nanometrycznego. W prezentowanych badaniach pokazana jest prosta procedura strącania wykorzystana do syntezowania nanokrystalicznego proszku CeO2 (~13 nm). Ewolucja budowy i charakterystyka morfologiczna nanoproszku badana była z wykorzystaniem dyfraktometrii promieniowania X (XRD), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), termograwimetrii (TG) i spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FTIR). Wyniki XRD pokazały, że wytworzono cząstki regularnego, centrowanego ściennie CeO2 o nanometrycznym rozmiarze krystalitów. W wyniku zwiększenia temperatury kalcynacji ze 100 do 300°C rozmiar krystalitu zmniejsza się z 20 do 13.9 nm. W wyniku zwiększenia temperatury ponad 300°C rozmiar krystalitu tlenku ceru(IV) zwiększa się. Badania SEM ujawniły, że morfologia wytworzonych cząstek jest zbliżona do kulistej, a cząstki mają wąski rozkład wielkości.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Mikro-nanokompozyty tlenek glinu – YAG: wytwarzanie i charakterystyka mechaniczna
  • Palmero P., Lomello F., Fantozzi G., Bonnefont G.
  • Strony: 533-539
  • Przeprowadzono domieszkowanie powierzchniowe handlowych proszków tlenku glinu odmiany alfa w celu opracowania kompozytów Al2O3 – 5 % obj. YAG (Y3Al5O12) wytworzonych z mikronowych i mocno submikronowych cząstek tlenku glinu i bardzo drobnych ziaren YAG, osadzonych na powierzchni tlenku glinu drogą reakcji in-situ.

    I tak, proszki tlenku glinu najpierw rozpraszano w zawiesinie wodnej drogą mielenia w młynie kulowym z zastosowaniem różnych czasów w zależności od wyjściowego materiału, a następnie dodawano w roli prekursora roztwór chlorku itru(III). Po kontrolowanym suszeniu, przeprowadzonym drogą rozpylania, zmodyfikowane proszki ogrzewano aż do 1500ºC i określano skład fazowy za pomocą metody XRD. Wykorzystując te wyniki wybrano odpowiednie warunku obróbki wstępnej proszku, a w szczególności ustalono sposób błyskawicznego ogrzewania polegającego na przetrzymaniu proszków w piecu o temperaturze z zakresu 1050-1150ºC, aby kontrolować krystalizację glinianów itru i wzrost krystalitów.

    Potem, przygotowano surowe próbki drogą prasowania jednoosiowego proszków wysuszonych, a także drogą odlewania gęstw o odpowiedniej zawartości cząstek stałych. Wykorzystując badania dylatometryczne zoptymalizowano warunki spiekania swobodnego aż na 1500ºC przez 3 h. Zastosowano również mniej konwencjonalne drogi spiekania, takie jak prasowanie na gorąco i spiekanie plazmowe iskrą elektryczną. Mikrostruktury wypalonych tworzyw uzyskanych konwencjonalnym i niekonwencjonalnymi sposobami zagęszczania porównano za pomocą badań SEM. Na koniec, spieczone materiały poddano standardowej charakterystyce mechanicznej (twardość i odporność na pękanie), aby określić zależność pomiędzy cechami mikro-nanostrukturalnymi i zachowaniem mechanicznym.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wytwarzanie i charakterystyka proszków MOx-Al2O3 (M = Mn, Cu) jako nośnika Au dla niskotemperaturowego utleniania CO
  • Małecka B., Rajska M.
  • Strony: 540-544
  • Wykorzystując proces pirolizy rozpyłowej zsyntezowano proszki MOx–Al2O3 (M = Mn, Cu), a następnie wykorzystano jako nośnik do otrzymania katalizatora Au/(Mn,Cu)Ox–Al2O3 metodą strącania-osadzania. Katalizatory ze złotem osadzonym na nośniku tlenkowym badano w przypadku utleniania CO. Próbki charakteryzowano za pomocą dyfrakcji promieniowania X (XRD), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) wraz z rentgenowską spektroskopią z dyspersją energii (EDS) i drogą oznaczenia powierzchni właściwej metodą BET. Wyniki SEM ujawniły, że wszystkie katalizatory mają okrągły kształt drobnych cząstek. Katalizatory otrzymane metodą pirolizy rozpyłowej miały bardzo dużą powierzchnię właściwą. Katalizator ze złotem osadzonym na podłożu z tlenków miedzi i glinu okazał się bardziej aktywny w porównaniu do katalizatora wykorzystującego tlenek magnezu jako dodatek do tlenku glinu.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Oparte na TiO2 nanoproszki dla czujnika gazu
  • Radecka M., Jasiński M., Klich-Kafel J., Rękas M., Łysoń B., Czapla A., Lubecka M., Sokołowski M., Zakrzewska K., Heel A., Graule T.J.
  • Strony: 545-549
  • Do otrzymania nanoproszków dla czujników gazu opartych na TiO2:Cr zastosowano syntezę płomieniową FSS (flame spray synthesis). Określono właściwości strukturalne nanoproszków TiO2:Cr o różnych stężeniach Cr (0.1–5.0 at.%). Badane materiały scharakteryzowano za pomocą standardowych metod, a mianowicie dyfrakcyjnej analizy rentgenowskiej (XRD), mikroskopii transmisyjnej (TEM) oraz analizy izoterm adsorpcji Brunauer-Emmett-Tellera (BET). Otrzymano materiały o wysokiej powierzchni właściwej (37-126 m2/g) i rozmiarach krystalitów w zakresie 9-27 nm. Wprowadzenie Cr do sieci TiO2 wpływa na powierzchnię właściwą nanoproszków, rozmiar krystalitu i stosunek rutylu do anatazu. Do pomiaru charakterystyk nanoczujników TiO2:Cr w wyniku oddziaływania z H2 zastosowano specjalnie skonstruowany układ pomiarowy. Wyznaczenie kinetyki zmian oporu elektrycznego spowodowanego zmianą ilości wodoru przeprowadzono w zakresie stężeń 50-3000 ppm H2 w temperaturach od 200 do 400ºC. Pokazano, że obniżeniu temperatury pracy do 210-250ºC towarzyszy wzrost sygnału pomiarowego, co powoduje, że materiały oparte na TiO2:Cr są atrakcyjne z punktu widzenia zastosowań w czujnikach gazu. Biorąc pod uwagę przewidywane koszty eksploatacyjne, najlepszymi kandydatami do komercyjnego wykorzystania są nanoczujniki TiO2:1 at.% Cr oraz TiO2:5 at.% Cr.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wielkość ziarna i rozkład wielkości ziaren ceramicznych nanoproszków ZrO2:Pr oznaczone za pomocą różnych metod
  • Opalińska A., Pielaszek R., Łojkowski W., Leonelli C., Matysiak H., Wejrzanowski T., Kurzydłowski K.J.
  • Strony: 550-555
  • Celem prezentowanej pracy było porównanie odczytów wielkości cząstek dla takich samych nanoproszków ceramicznych otrzymanych za pomocą różnych metod charakteryzujących tę cechę. Zwięźle opisano możliwości technik charakteryzujących takich jak TEM, XRD i BET w odniesieniu do pomiaru wielkości i uzyskiwanego rozkładu wielkości ziaren, rozdzielania faz krystalicznych, zdolności oceny błędu oznaczenia wielkości ziarna i rozrzutu jej odczytów.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Charakterystyka mikrostrukturalna i cieplna układu TeO2 – WO3
  • Çelikbilek M., Karaduman G., Ersundu A.E., Solak N., Tatar D., Aydin S.
  • Strony: 556-559
  • W prezentowanej pracy zbadano zachowanie cieplne i mikrostrukturę tworzyw w układzie TeO2-WO3. Przygotowano różne składy układu (1−x)TeO2 – xWO3, gdzie x = 0.02, 0.05, 0.15, 0.25 i 0.40 w stosunku molowym. Próbki przebywały w 750°C w tyglu platynowym przez 30 min a potem szybko chłodziły się w wodzie. Badania DTA przeprowadzono na próbkach szklistych. Następnie, wszystkie próbki zostały wygrzane w . 550°C przez 24 h i schłodzone z piecem w celu osiągnięcia równowagi fazowej. Badania XRD i SEM/EDS przeprowadzono na krystalizowanych próbkach w przypadku analizy mikrostrukturalnej.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Analiza In-Situ korozji powierzchni szkliwionych przy użyciu mikroskopii optycznej współogniskowej
  • Piispanen M., Hupa L.
  • Strony: 560-564
  • Dyskusji poddano analizę topograficzną jako metodę badania reakcji na poziomie powierzchniowym w szkliwach kontaktujących się z roztworami wodnymi. Powierzchnie szkliwione typowo mają pewną mikrochropowatość spowodowaną przez fazy krystaliczne osadzone w szklistej matrycy, a także makrochropowatość (falistość) z powodu zmienności grubości powłoki lub nieregularności powierzchni tworzywa ilastego. Topografia powierzchni jest zwykle podawana w postaci średnich wartości różnych trójwymiarowych parametrów mierzonych w relacji do pewnej falistości powierzchni. Chropowatość powierzchni szkliw matowych jest zazwyczaj większa niż 0.4 µm. Korozja selektywna jednej z faz szkliwionej powierzchni prawdopodobnie wpływa na mikrochropowatość. Zmierzono średnią chropowatość powierzchni dwóch szkliw matowych za pomocą optycznego mikroskopu współogniskowego dla czterech analogicznych próbek na każdej powierzchni przed i po czterodniowym zanurzeniu w jednym kwaśnym i dwóch zasadowych środowiskach detergentowych oraz w wodzie destylowanej. Jedna próbka każdej powierzchni była również badana in-situ, tzn. w tej samej lokalizacji w funkcji czasu trwania zanurzenia. Za pomocą SEM-EDX zanalizowano zmiany składu powierzchni spowodowane korozją. Jeśli chropowatość została wywołana głównie przez wtrącenia krystaliczne osadzone w fazie szklistej, ich selektywna korozja nie zawsze mogła być w prosty sposób odjęta od średniej wartości chropowatości. Jednakże obserwacje in-situ umożliwiły identyfikację zmian profilu powierzchni również w takich przypadkach, w których korozja nie wywierała znaczącego wpływu na wartości średniej chropowatości powierzchni. Stwierdzono, że analiza przeprowadzona in-situ za pomocą optycznego mikroskopu współogniskowego daje szybką i wydajną ocenę reakcji w roztworach wodnych na powierzchni szkliwionej na poziomie mikro.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wpływ pigmentów na fazy krystaliczne w szkliwach matowych nie frytowanych
  • Sarjahani R., Nemati H.R., Attar M.S.
  • Strony: 565-568
  • Ostatnio, porcelana z matowym szkliwem, jako unikalną i atrakcyjną powłoką na wyrobie ceramicznym, przyciąga uwagę wielu architektów i projektantów wnętrz. Wytwarzanie szkliwa matowego było wyzwaniem dla wytwórców wyrobów sanitarnych ze względu na długi cykl wypalania, samo otrzymanie surowego szkliwa i spełnienie warunku spiekania jednoetapowego, a także, co jest bardzo ważne, koniecznością spełnienia wymagań higienicznych. Chociaż, potrzeba użycia urządzeń frytujących do wytwarzania szkliwa matowego, jego wysoka cena i obniżenie temperatury wypalania wstrzymują producentów od ich produkcji. W niniejszej pracy opracowano i wytworzono szkliwo matowe w oparciu o fakt, że zwiększenie zawartości CaO w składzie szkliwa wywołuje wzrost faz krystalicznych; poza tym, zbadano zabarwione szkliwo matowe, różne pigmenty mają odmienny wpływ na morfologię i mikrostrukturę faz krystalicznych, co zbadano za pomocą techniki XRD. Jakość powierzchni tego szkliwa obserwowano za pomocą mikroskopu optycznego współogniskowego. Na koniec, przeprowadzono standardowe badania wyrobu sanitarnego i potwierdzono jego jakość.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Przyczepność warstw złota do powierzchni szkła – badania spektroskopowe
  • Nocuń M., Jedliński J.
  • Strony: 569-571
  • Osadzanie rozpyłowe złota na taflach szkła jest metodą szeroko stosowaną nie tylko w przemyśle elektronicznym, ale także w przypadku szkła architektonicznego. Jednym z najważniejszych parametrów wyznaczających praktyczne zastosowanie jest przyczepność warstw złota do powierzchni szkła. Przyczepność złota jest zazwyczaj słaba ponieważ złoto nie jest reaktywne w stosunku do składników szkła. Jednym z możliwych rozwiązań jest zastosowanie cienkiej tlenkowej warstwy pośredniej. Zbadano wpływ tlenkowych warstw Cu, Ni i CuNi na przyczepność złota do powierzchni szkła. Wykorzystano spektroskopię fotoelektronów, aby śledzić zmiany stanu utlenienia jonów metalicznych po osadzeniu złota.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wzajemne oddziaływanie szklistych nawozów sztucznych z pierwiastkami toksycznymi
  • Wacławska I., Szumera M., Smerek A., Sopel I.
  • Strony: 572-576
  • Rozważaniom poddano metodę immobilizacji zanieczyszczeń ołowiu i kadmu, występujących w glebie, drogą strącania odpowiednich fosforanów, które nie są wchłaniane przez rośliny. Jako źródło anionów fosforanowych zastosowano nawozy szkliste o kontrolowanej szybkości uwalniania składników pokarmowych dla roślin. Metody analizy termicznej (TG/DTG/DTA) wykorzystano do identyfikacji składników wytrąceń zawierających Pb i Cd, które - będąc in statu nascendi - mają skład niestechiometryczny i nieuporządkowaną strukturę krystalograficzną trudną do identyfikacji metodą XRD. Stwierdzono ujemny, wpływ kwasu cytrynowego, symulującego w roztworze naturalne warunki glebowe, który kompleksując jony ołowiu i kadmu hamował powstawanie ich fosforanów.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Pigmenty w układzie Y2O3–Al2O3–Cr2O3
  • Bućko M.M., Stobierska E., Lis J., Molasy B.
  • Strony: 577-581
  • Artykuł przedstawia wyniki badań nad otrzymywaniem i właściwościami pimentów ceramicznych w układzie Y2O3-Al2O3-Cr2O3, wytworzonych za pomocą reakcji w stanie stałym. Jony chromu wykorzystano jako chromofory w badanych pigmentach. Pigmenty ostatecznie syntezowano przez 6 h w 1500ºC. Wykorzystano je do barwienia przeźroczystego szkliwa przeznaczonego do szkliwienia płytek gres porcellanato.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Polskie surowce skaleniowe dla krajowego przemysłu płytek ceramicznych – stan obecny i perspektywy
  • Lewicka E., Wyszomirski P.
  • Strony: 582-585
  • W wyniku rozwoju polskiego przemysłu płytek ceramicznych, obserwowanego od połowy lat 90-tych ubiegłego wieku, zwiększyło się zapotrzebowanie na surowce naturalne, a szczególnie na skaleń i/lub surowce skaleniowo-kwarcowe, które stanowią 50-60 % składu materiału płytki gres porcellanato. W 2007 zużycie surowców skaleniowych w Polsce osiągnęło ok. 900 000 t na rok, z czego ponad 80 % przypadło na przemysł płytek [1]. Krajowa produkcja tych surowców, mieszcząca się w zakresie od 400 000 do 600 000 t na rok, została uzupełniona przez import, głównie z Czech i Turcji.

    Kopalnia surowców mineralnych Sobótka w Strzeblowie (Dolny Śląsk) jest najstarszym i największym polskim producentem skalenia. Firma oferuje w zasadzie grys skaleniowo-kwarcowy zawierający min. 7,5 % K2O+Na2O (K2O/Na2O ≥ 1) i ok. 0,5 % Fe2O3, który jest głównie wykorzystywany do wytwarzania płytek ceramicznych. Lepkości stopu obliczone na podstawie analizy chemicznej są następujące: 24,04×103 Pa×s w temperaturze mięknięcia (tj. 1260ºC) i 5,64×103 Pa×s w temperaturze topnienia (1360ºC).

    Rozwój polskiego przemysłu płytek wywołał zwiększające się zainteresowanie alternatywnymi źródłami surowców skaleniowych. Przykładem takich materiałów są słabo zwietrzałe pegmatyty i granitoidy, występujące w kamieniołomie marmuru w Sławnowicach pod Nysą (Dolny Śląsk), które zawierają ok. 6,5 % mas. K2O+Na2O. Zasadniczymi składnikami tych skał są skaleń i kwarc przy podrzędnej zawartości minerałów maficznych i ilastych. Przydatność tych materiałów po prostym przetwarzaniu (kruszenie, mielenie, mieszanie) do produkcji płytek gres porcellanato została sprawdzona w trakcie badań na skalę przemysłową. Potwierdzają ją również odpowiednie wartości lepkości stopionych surowców, tzn. 21,31×103 Pa×s w temperaturze mięknięcia (1250ºC) i 4,22×103 Pa×s w temperaturze topnienia (1350ºC).

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Badania właściwości cieplnych szkło-krystalicznych próbek z układu CMAS za pomocą nieniszczącej metody fotoakustycznej
  • Maliński M., Herman D., Okupski T., Chrobak Ł
  • Strony: 586-590
  • Celem badań przedstawionych w artykule było osiągnięcie zmiany mikrostruktury materiału szkło-krystalicznego poprawiającej jego dyfuzyjność cieplną. Dyfuzyjność cieplna jest ważnym parametrem termo-fizycznym, który charakteryzuje dyfuzję ciepła przez próbkę. Artykuł pokazuje wyniki nieniszczących badań fotoakustycznych (PA) tego parametru dla badanego materiału ceramicznego. Wartości dyfuzyjności cieplnej określane są w proponowanym modelu PA za pomocą dopasowania teoretycznych charakterystyk amplitudowej i fazowej do danych doświadczalnych. Analiza wyników pokazuje, że zmiana mikrostruktury materiału szkło-krystalicznego z powodzeniem zmienia właściwości parametrów cieplnych badanego materiału ceramicznego.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Ekshalacja radonu z kompozytów o matrycy cementowej w funkcji zmiennych parametrów technologicznych.
  • Rubin J.A.
  • Strony: 591-595
  • Radon Rn-222 jest bezbarwnym i bezwonnym gazem szlachetnym. Radon obecny w otaczającym nas powietrzu jest częścią atomów tego pierwiastka, która zdołała uwolnić się ze struktur mineralnych, np. z kompozytów cementowych. Atomy radonu, które zdołają uwolnić się ze struktur mineralnych, tworzą tzw. frakcję uwolnioną w sposób bezpośredni lub tzw. frakcję uwolnioną pośrednio. Przejście gazowego radonu do przestrzeni porowej jest pierwszym etapem jego migracji w środowisku. W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki badań polegających na pomiarach ekshalacji radonu (ERn [Bq/m²h]) z kompozytów kształtowanych z żużla ISP (odpad z huty cynku, frakcje 0-4 mm i 0,125-4 mm) oraz z cementu portlandzkiego CEM I 32,5R, przy zmiennych wartościach wskaźnika wodno-cementowego (w/c). Zaprezentowano także wyniki pomiarów porowatości wspomnianych kompozytów metodą porozymetrii rtęciowej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wstępne badania selektywnego mielenia szkła nawozowego w prototypowym, przemysłowym młynie odśrodkowym
  • Sidor J.
  • Strony: 596-600
  • Szkło nawozowe wymaga rozdrobnienia do uziarnienia charakteryzującego się klasą ziarnową 0-0,8 mm, przy udziale klasy ziarnowej 0-0,3 mm poniżej 15 %. Badania laboratoryjne wykazały, że do tego rodzaju selektywnego mielenia najbardziej przydatny jest młyn odśrodkowy typu entoleter. Stąd na podstawie wyników tych badań opracowano prototyp przemysłowego młyna odśrodkowego MW-300 o szerokich możliwościach technologicznych. Młyn ten wyposażony jest w wirnik o wymiennych łopatkach oraz w wykładzinę, którą tworzą łopatki o położeniu regulowanym w dwóch płaszczyznach. Młyn użytkowany jest w pilotowej linii technologicznej, w której znajdują się urządzenia pomocnicze: podajnik celkowy, zbiornik nadawy, zasilacz wibracyjny, przesiewacz wibracyjny, układ recyrkulacji i oczyszczania powietrza technologicznego oraz układy elektryczne zasilania i sterowania.

    W pracy podano opis konstrukcji i podstawowe parametry techniczne półtechnicznego młyna wirnikowego i całej linii technologicznej, metodę i program badań. Metoda badań zawierała warunki i sposób przeprowadzenia badań, w których w końcowej fazie wytwarzano pełnowartościowy produkt, czyli zmielone szkło nawozowe. Program badań obejmował wyznaczenie wpływu prędkości obrotowej wirnika, rodzaju nadawy, wydajności młyna, natężenia przepływu powietrza i kątów położenia łopatek na uziarnienie mielonego szkła, i uzysk granulometryczny – udział klasy ziarnowej 0-0,8 mm oraz udział podziarna – klasy 0-0,3 mm. Charakter pilotowy linii określał jej wydajność całkowitą, która mieściła się w zakresie 180-260 kg/godz oraz wydajność technologiczną 95-130 kg/godz. Kryteriami jakości procesu mielenia były maksimum udziału klasy ziarnowej 0,3-0,8 mm oraz minimum udziału klasy ziarnowej 0-0,3 mm przy jak największej wydajności młyna. W badaniach, przy jednokrotnym podaniu materiału do młyna, otrzymano produkt mielenia zawierający 45-55 % pożądanej klasy ziarnowej 0,3-0,8 mm i 9-12 % podziarna klasy ziarnowej 0-0,3 mm. Oddzielone w przesiewaczu wibracyjnym nadziarno, klasa ziarnowa powyżej 0,8 mm, było kierowane do mielenia powtórnie. Modernizacja prototypowego przesiewacza wibracyjnego zapewniła zredukowanie udziału klasy 0-0,3 mm w produkcie finalnym poniżej 5 %, a tym samym otrzymywanie pełnowartościowego produktu szkła nawozowego, niezależnie od pozostałych parametrów młyna i układu mielenia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badania ruchu ładunku w młynie wibracyjnym
  • Sidor J., Tomach P.
  • Strony: 601-607
  • Proces mielenia w młynach z mielnikami swobodnymi, w tym w młynie wibracyjnym, zachodzi dzięki ruchowi ładunku - mielników z mielonym materiałem. Ruch ten powoduje drgająca komora. Proces mielenia ma charakter dynamiczny, a jego intensywność uwarunkowana jest częstotliwością zderzeń mielników, wielkością sił wzajemnych zderzeń i mechanizmem transmisji energii na rozdrabnianie materiału znajdującego się pomiędzy mielnikami. W pierwszej kolejności i największą energię otrzymują mielniki znajdujące się w warstwie stykającej się z drgającą komorą. Mielniki z następnych warstw, usytuowanych bliżej osi geometrycznej komory o kształcie walca, otrzymują energię od mielników zewnętrznej warstwy. Dlatego mają one energię pomniejszoną o część wydatkowaną na proces mielenia i procesy mieszania i transportu materiału. Zjawisko to powoduje spadek intensywności procesu mielenia w kierunku do osi komory. To determinuje budowę wielokomorowych młynów wibracyjnych z komorami o niewielkich średnicach, skomplikowaną przez dużą liczbę komór dochodzącą do sześciu.

    Przedmiotem pracy są badania ruchu ładunku zachodzącego w komorze klasycznego młyna wibracyjnego i w komorach z wbudowanym elementem konstrukcyjnym, w postaci walca, zwiększającym intensywność procesu mielenia w środku komory. Badania przeprowadzono metodą wizualizacji z rejestracją filmową i fotograficzną w laboratoryjnym młynie wibracyjnym. Parametrami zmiennymi były średnice mielników o kształcie kul, stopień napełnienia komory, częstotliwość i amplituda drgań komory oraz trzy warianty elementu konstrukcyjnego. Badania przeprowadzono w komorze o średnicy 0,21 m, przy częstotliwości drgań komory 10-16 Hz i amplitudzie drgań komory 5-10 mm. Wyniki badań przestawiono w postaci materiału fotograficznego. Potwierdziły one występowanie w komorze klasycznego młyna strefy niskiej aktywności mielników. Wykazały także znaczny wzrost intensywności ruchu mielników w komorach z wbudowanym elementem konstrukcyjnym. Element ten, umieszczony w osi geometrycznej komory, likwidował strefę niskiej aktywności mielników, przekazując im taką samą energię jaką komora dostarcza najbliższej warstwie mielników. Praktycznym aspektem tych wyników jest możliwość budowy młynów wibracyjnych o mniej skomplikowanej konstrukcji, charakteryzujących się mniejszym poborem energii na proces mielenia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Luty szklane dla wysokotemperaturowych tlenkowych ogniw paliwowych (SOFC)
  • Stoch L., Ciecińska M., Stoch P.
  • Strony: 608-617
  • Badano szkła krzemianowe barowe w zastosowaniu na luty do planarnych ogniw paliwowych SOFC do łączenia ceramiki YSZ i interkonektorów stalowych.

    Zbadano strukturę i właściwości termiczne szkieł bezalkalicznych z układu BaO- MgO- ZnO-SiO2 o zawartości SiO2 jako składnika więźbotwórczego mniejszej niż 40 % mas. Pokazano wpływ proporcji pomiędzy zawartością tlenków metali ziem alkalicznych BaO, MgO, ZnO, jako modyfikatorów, na strukturę i właściwości termiczne badanych szkieł. Analiza lokalnych oddziaływań międzyatomowych, składników szkła, mierzonych ich elektroujemnością, pozwoliła wyjaśnić zależności pomiędzy struktura a właściwościami badanych szkieł barowych. Wytypowano szkło najbardziej odpowiednie jako lut.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Rekonstrukcja składu i technologii wytwarzania materiałów budowlanych dla potrzeb konserwacji zabytków
  • Szamałek K., Bylina P.
  • Strony: 618-621
  • Autorzy prowadzą badania nad odtworzeniem oryginalnej technologii wytwarzania XIX-wiecznego materiału budowlanego zwanego Chausseestaub. Określona zostanie możliwość rozpoczęcia produkcji doświadczalnej tego materiału, który wykorzystywany był szeroko w XIX i XX wieku, zwłaszcza w architekturze dekoracyjnej małych rezydencji. Autorzy prezentują wstępne wyniki badań składu fazowego zachowanych fragmentów architektonicznych i rzeźbiarskich z Muzeum Pałacu w Wilanowie.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…