Wyszukiwanie artykułów

Tom 65 (2013)

Spis treści

Tom 65, Numer 1

  • Synteza nanoproszku azotku glinu
  • Smolen D., Dominik P., Trocewicz K., Podsiadlo S., Ostrowski A., Paszkowicz W., Sobczak K., Dluzewski P., Jastrzebski C., Judek J.
  • Strony: 4-7
  • Nanoproszek azotku glinu (AlN) zsyntezowano z powodzeniem, wykorzystując tlenek glinu i jednoetapową reakcję z amoniakiem jako źródłem azotu. Proces przeprowadzono w poziomym, mulitowym reaktorze rurowym umieszczonym w piecu elektrycznym, stosując temperaturę z zakresu 1050-1350 ºC, czas wynoszący 1-5 h i przepływ gazu - 100-150 l/h. Nanoproszki γ-Al2O3 i α-Al2O3 użyto jako materiały wyjściowe. Zbadano wpływ temperatury, czasu, przepływu gazu i rodzaju użytego tlenku glinu na wydajność reakcji oraz morfologię i skład fazowy wytworzonego proszku. Wykorzystano metodę dynamicznego rozpraszania światła (DLS), spektroskopię Rammana, dyfrakcję rentgenowską na próbkach proszkowych (PXRD), skaningową (SEM) i transmisyjną (TEM) mikroskopie elektronowe oraz pomiary powierzchni właściwej metodą BET w celu scharakteryzowania właściwości otrzymanych materiałów.

    Stwierdzono, że azotek glinu przygotowany w optymalnych warunkach reakcji, obejmujących czas reakcji wynoszący 5 h, temperaturę - 1250ºC i przepływ gazu - 150l/h, był nanokrystalicznym proszkiem o średnim rozmiarze krystalitu wynoszącym około 60 nm w przypadku syntezy wykorzystującej jako materiał wyjściowy odmianę gamma tlenku glinu i 65 nm w przypadku odmiany alfa tego tlenku. Wydajność reakcji azotowania wyniosła w tych warunkach 99%, jak pokazały pomiary grawimetryczne. W przypadku syntezy z odmiany gamma tlenku glinu analiza PXRD wskazała na wyłącznie heksagonalną strukturę azotku glinu, co potwierdziły też obserwacje TEM. W przypadku odmiany alfa, otrzymany azotek glinu zawierał nie przereagowany tlenek glinu. Dodatkowo, oznaczenia średniego rozmiaru aglomeratów w zawiesinie wodnej przeprowadzone za pomocą metody DLS pokazały, że azotek glinu otrzymany z γ-Al2O3 miał średni rozmiar cząstki wynoszący 282 nm, podczas gdy w przypadku α-Al2O3 – 2219 nm.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Fizykochemiczne właściwości układu warstwowego Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 w atmosferze powietrza i mieszanin gazów Ar/H2/H2O i Ar/CH4/H2O
  • Brylewski T., Bućko M.M., Rakowska A., Dąbek J., Przybylski K.
  • Strony: 8-19
  • W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki utleniania i właściwości elektrycznych stali ferrytycznej Fe-25Cr z powłoką (La,Ca)CrO3 podczas jej utleniania w 1073 K w powietrzu i mieszaninach gazów Ar/H2/H2O i Ar/CH4/H2O. Badaniom poddano stal DIN 50049 z naniesioną pastą (La,Ca)CrO3 przy pomocy metody sitodruku. Do przygotowania pasty użyto mikroproszku La0,8Ca0,2CrO3, który otrzymano metodą współstrącania i kalcynacji. Kinetykę wzrostu zgorzeliny na stali czystej oraz pośredniej warstwy reakcyjnej na granicy rozdziału stal/powłoka układu warstwowego Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 w w/w warunkach można opisać w przybliżeniu prawem parabolicznym. Morfologię oraz skład chemiczny i fazowy produktów utleniania stali czystej i stali z powłoką (La,Ca)CrO3 badano przy pomocy SEM-EDS, TEM-SAD i XRD. Wpływ pośredniej warstwy reakcyjnej na właściwości elektryczne badanego układu stal/powłoka przedyskutowano w aspekcie jego przydatności do konstrukcji metalicznych interkonektorów dla ogniw paliwowych SOFC.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Ochronne układy warstwowe AL453/(Mn,Co)3O4 jako metaliczne interkonektory do ogniw paliwowych typu IT-SOFC
  • Brylewski T., Kruk A., Adamczyk A., Kucza W., Dąbek J., Przybylski K.
  • Strony: 20-27
  • Jednym z potencjalnych materiałów konstrukcyjnych do wytwarzania metalicznych interkonektorów dla średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC jest stal ferrytyczna AL453. Jednakże parowanie chromu ze zgorzeliny, powstałej na tej stali, powoduje powolną degradację właściwości elektrycznych elementów interkonektora. W celu poprawy sprawności ogniwa zastosowano modyfikację powierzchniową materiału interkonektora, polegającą na wytworzeniu na jego powierzchni powłoki ochronnej na osnowie spinelu manganowo-kobaltowego. Metodą sitodruku w połączeniu z odpowiednią obróbką termiczną wytworzono powłokę Mn1,5Co1,5O4 stanowiącą efektywną barierę zaporową dla odrdzeniowej dyfuzji chromu ze stali AL453 i tym samym istotnie ograniczającą tworzenie się lotnych par Cr ze zgorzeliny. Fakt ten potwierdzono pomiarami szybkości parowania chromu z powierzchni układu warstwowego stal/powłoka w warunkach przepływu mieszaniny powietrze/H2O w 1073 K.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badanie powierzchni szkła wiązką jonów
  • Tuleta M.
  • Strony: 28-30
  • Powierzchnia szkła sodowo glinokrzemianowego była analizowana za pomocą spektrometrii masowej jonów wtórnych (SIMS). Badano wpływ wiązki jonów tlenu i argonu na profile głębokościowe poszczególnych składników szkła. Otrzymane wyniki interpretowano w oparciu o mechaniczne i polowe oddziaływanie wiązki jonów z powierzchnią szkła.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badania nad spiekaniem bezciśnieniowym węglika niobu i węglika tantalu - Cz. I. Spiekanie politermiczne
  • Gubernat A.
  • Strony: 31-39
  • W pracy przedstawiono wyniki badań poświęconych otrzymywaniu jednofazowych polikryształów węglików niobu i tantalu. Stwierdzono, że możliwym jest uzyskanie w procesie spiekania bezciśnieniowego polikryształów w wysokim stopniu zagęszczenia w temperaturach nie przekraczających 2000 °C, a więc w temperaturach relatywnie niskich jak na związki o najwyższych temperaturach topnienia. Wykazano, że węgliki niobu i tantalu są związkami podatnymi na spiekanie o ile zostanie zachowana czystość chemiczna i właściwe uziarnienie proszków.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zawartość wilgoci a właściwości mechaniczne mas ceramicznych
  • Banaszak J.
  • Strony: 40-43
  • W pracy przedstawiono zależność wytrzymałości materiałów dla różnych mas ceramicznych w zależności od zawartości wilgoci. Eksperymenty przeprowadzono na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej. Wytrzymałość na ściskanie badano dla trzech różnych mas ceramicznych szeroko stosowanych w przemyśle ceramicznym: kaolinu KOC, gliny i elektroporcelanowej masy C130. Dodatkowo przeprowadzono testy jednoosiowego rozciągania dla kaolinu KOC w celu porównania wytrzymałości na ściskanie oraz rozciąganie.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badanie odporności na pękanie mas ceramicznych
  • Banaszak J., Śliwa T., Stasiak M.
  • Strony: 44-49
  • Głównym celem pracy były badania nad określeniem współczynnika krytycznej intensywności naprężeń KIc mas ceramicznych. Porównano dwie metody wyznaczenia KIc: testy trójpunktowego zginania próbki z naciętym karbem oraz pomiary parametrów odcisku wgłębnikiem Vickersa. Badania przeprowadzono na kaolinie KOC i glinie POZ. Przeanalizowano korelacje pomiędzy współczynnikiem KIc i wytrzymałością na rozerwanie Właściwości mechaniczne tych materiałów silnie zależą od ich wilgotności. Stąd badania odporności na pękanie przeprowadzono w zależności od wilgotności tych materiałów w zakresie stosowanym w suszarnictwie.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Podstawowe właściwości cyrkonianu-tytanianu ołowiu na granicy morfotropowej
  • Czekaj D., Bućko M.M.
  • Strony: 50-54
  • Praca przedstawia syntetyczną analizę właściwości cyrkonianu-tytanianu ołowiu (PZT) w zakresie składów chemicznych odpowiadających przemianie morfotropowej. Wykazano, że praktycznie w każdym przypadku poprawa właściwości PZT związana jest z modyfikacja strukturalną spowodowaną obecnością domieszki i utworzeniem roztworu stałego. Osiągnięcie optymalnych właściwości związane jest zazwyczaj z wprowadzeniem do roztworu stałego więcej niż jednego rodzaju domieszki: donorowej, akceptorowej lub izowalencyjnej. Stwierdzono, że na właściwości tego typu materiałów istotny wpływ mają zarówno sposób ich wytwarzania, jak i obecność pola elektrycznego. Temperaturowe zmiany właściwości PZT mają ścisły związek ze składem chemicznym roztworów stałych a w konsekwencji z ich składem fazowym w pobliżu granicy morfotropowej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Światłowód kodomieszkowany jonami Tm3+ i Ho3+
  • Żmojda J., Kochanowicz M., Dorosz D.
  • Strony: 55-60
  • W artykule przedstawiono właściwości spektroskopowe szkieł antymonowo-krzemianowych ko-domieszkowanych jonami Tm3+/Ho3+. Pobudzając wytworzone szkła promieniowaniem o długości fali 795 nm zaobserwowano silne pasmo emisji w okolicy 2,1 μm odpowiadające przejściu 5I75I8 w strukturze energetycznej holmu. Na podstawie metody Förstera-Dextera, przeprowadzono analizę parametrów transferu energii pomiędzy jonami Tm3+ (donor) i Ho3+ (akceptor). W szkłach domieszkowanych układem 1Tm2O3 : 0,75Tm2O3 [% mol.] uzyskano sprawność transferu energii na poziomie 80%. Szkło to użyto na rdzeń światłowodu, który w skutek pobudzania promieniowaniem długości fali 795 nm, wykazuje silne pasmo wzmocnionej emisji spontanicznej (ASE), powstałe na drodze efektywnego transferu energii Tm3+ → Ho3+. Stwierdzono również, że w wytworzonym światłowodzie w zależności od jego długości, obserwuje się przesunięcie maksimum pasma luminescencji w kierunku fal dłuższych oraz zwężenie szerokości połówkowej, które to w przypadku długości 100 mm wynoszą odpowiednio λe = 2108 nm i ΔλFWHM = 63 nm.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Modelowanie numeryczne wpływu szybkości suszenia na pękanie kaolinu
  • Musielak G., Śliwa T., Stasiak M.
  • Strony: 61-64
  • Niejednorodny rozkład wilgoci wewnątrz porowatych materiałów podczas suszenia wywołuje naprężenia ściskające wewnątrz materiału i rozciągające w pobliżu powierzchni. Naprężenia rozciągające wraz z kruchością suchego materiału są przyczyną jego pękania. W artykule wykorzystano model opisujący pękanie do zbadania wpływu szybkości suszenia na pękanie. Wykazano, że powolne suszenie nie pościąga za sobą powstawania pęknięć. Szybsze suszenie powoduje większe ryzyko pękania, a końcowy obraz przebiegu pęknięć jest bardziej skomplikowany.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wybrane właściwości betonów samozagęszczalnych z dodatkiem popiołu lotnego wapiennego
  • Ponikiewski T., Gołaszewski J.
  • Strony: 65-70
  • Prezentowane badania wskazują na możliwość wykorzystania popiołu lotnego wapiennego (PLW) w zwykłych i wysokowartościowych betonach samozagęsz-czalnych, zarówno jako dodatek do betonu i jako składnik cementu. Obecność popiołu może zmniejszyć właściwości samozagęszczające się mieszanek, zwłaszcza jeśli stosuje się superplastyfikator. Efekt ten jest mniejszy, jeśli PLW jest domielony lub stosowany jako składnik cementu. Obecność PLW jednocześnie poprawia stabilność (odporność na segregację) mieszanek samozagęszczalnych. Wytrzymałość na ściskanie betonu wykonanego z cementów modyfikowanych PLW oraz z dodatkiem popiołu nie różni się znacząco od wytrzymałości osiągniętych przez analogiczne betony wykonane z cementu CEM I, jeżeli klasa wytrzymałości betonu jest podobna. W początkowym etapie utwardzania, obecność dużej ilości PLW hamuje rozwój wytrzymałości. Badania potwierdzają możliwość wykorzystania popiołowego wieloskładnikowego cementu X, który zawiera PLW w betonach nowej generacji.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zastosowanie kruszarki wibracyjnej w procesach bardzo drobnego kruszenia surowców mineralnych i przemysłowych odpadów ceramicznych
  • Sidor J., Mazur M.
  • Strony: 71-75
  • Przygotowanie surowców do procesu mielenia, wytworzenie produktów finalnych oraz przygotowanie do recyklingu lub utylizacji przemysłowych odpadów ceramicznych wymaga zastosowania przeróbczych maszyn rozdrabniających. Maszynami, które zapewniają uzyskanie wysokiego stopnia rozdrobnienia są kruszarki wibracyjne. Możliwości zastosowania takich kruszarek stanowią przedmiot niniejszej pracy. Badania procesu kruszenia wibracyjnego przeprowadzono w laboratoryjnej kruszarce wibracyjnej KW 40/1. W pracy podano schemat, opis techniczny i podstawowe parametry kruszarki oraz zamieszczono wyniki badań procesu bardzo drobnego kruszenia – do uziarnienia produktu kruszenia charakteryzującego się udziałem klasy 0-2 mm w zakresie (60-90)%, przy uziarnieniu nadawy 0-50 mm – materiałów takich jak kamień wapienny, dolomit, kwarcyt, diabaz, odpady ceramiki: sanitarnej, czerwonej, korundowe i ferrytowe. W wibracyjnej kruszarce szczękowej można uzyskać produkt kruszenia w ilości (20-50)% poniżej 0,5 mm. Wyniki badań wskazują, że wibracyjna kruszarka szczękowa może być bardzo przydatnym urządzeniem przemysłowym umożliwiającym zmniejszenie liczby maszyn rozdrabniających w linii kruszenia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Opracowanie procedury otrzymywania kompozytów LiFePO4-C o wysokiej aktywności elektrochemicznej w ogniwach typu Li-ion
  • Baster D., Zając W., Molenda J.
  • Strony: 76-80
  • W pracy przedstawiono opis syntezy nanometrycznego LiFePO4 oraz przygotowania na jego bazie kompozytu z dodatkiem węgla do zastosowania jako materiał katodowy w ogniwach Li-ion. Badano trzy metody wprowadzania dodatku węglowego: rozcieranie w moździerzu, mielenie w młynie oraz pirolizę żywicy nowolakowej. Na bazie otrzymanych kompozytów przygotowano ogniwa elektrochemiczne typu Li|Li+|LixFePO4. Dla tak skonstruowanych ogniw wyznaczono charakterystyki woltamperometryczne, pojemność właściwą materiału katodowego, odwracalność pracy ogniwa oraz stabilność podczas cyklicznego ładowania i rozładowania. W przypadku zastosowania materiału uzyskanego przez rozcieranie w moździerzu uzyskano ogniwa o napięciu ładowania i rozładowania odpowiednio 3,46 V i 3,50 V, pojemności rozładowania 166 mAh·g-1, odwracalności około 98% i stabilnej pracy w ciągu pierwszych dziesięciu cykli ładowania-rozładowania.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wstępne badania bardzo drobnego mielenia dolomitu
  • Sidor J.
  • Strony: 81-86
  • Badania przeprowadzono w laboratoryjnym młynie wibracyjnym o działaniu okresowym i niskiej częstotliwości drgań - poniżej 16 Hz. Celem badań było uzyskanie zmielonego dolomitu o uziarnieniu zawierającym jak największy udział klasy ziarnowej 0-10 µm oraz jak największej wartości wskaźnika WI. Dolomit, przed mieleniem wibracyjnym, był wstępnie zmielony w przemysłowym młynie grawitacyjnym. W badaniach stosowano mielniki stalowe i ceramiczne – korundowe. Otrzymane wyniki badań wskazują, że nawet przy bardzo krótkich czasach mielenia można uzyskać w młynie wibracyjnym bardzo korzystne rezultaty: udział klasy ziarnowej +63 µm średnio (1,5-3,5)%, wymiar ziarna dsr poniżej 7,1 µm, przy wzroście udziału klasy ziarnowej 0-10 µm do średnio (60-70)%. Wskaźnik białości zmielonego dolomitu wynosił (83,5-92,5)%. Rezultaty te wskazują, że w młynie wibracyjnym o niskiej częstotliwości drgań 10-12 Hz, można otrzymać zmielony dolomit o znacznie drobniejszym uziarnieniu niż w młynie kulowym. Wskazuje to na zdecydowanie większe możliwości technologiczne tego młyna w porównaniu z młynem grawitacyjnym kulowym.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Tekstura i mikrostruktura cegły ceramicznej skażonej jonami chlorkowymi i siarczanowymi
  • Stryszewska T., Wodnicka K.
  • Strony: 87-91
  • W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące zmiany parametrów tekstury i mikrostruktury próbek cegły ceramicznej zwykłej, poddanych ekspozycji korozyjnej w środowiskach zawierających jony: siarczanowe i/lub chlorkowe. Badania wykonano po 5. i 10. cyklach działania środowiska korozyjnego. Otrzymane wyniki wskazują na istotne zmiany w teksturze badanych próbek po 10. cyklach ekspozycji korozyjnej. Stwierdzono obecność w porach próbek produktów korozji w postaci drobnych kryształów chlorku sodu i gipsu oraz jonów siarczanowych w strukturach faz glinokrzemianowych. Produkty korozji lokują się w porach o wymiarach średnic 0,1-5 µm, powodując powstawanie wyraźnej populacji porów „mniejszych” o wymiarach 0,1 do 1 µm. Tekstura i mikrostruktura próbek poddanych ekspozycji korozyjnej jest konsekwencją składu chemicznego środowiska korozyjnego oraz czasu przebiegu ekspozycji. Eksperyment i badania są kontynuowane.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Materiały ceramiczne z grupy perowskitów podwójnych na bazie BaYMn2O5+δ dla technologii magazynowania tlenu
  • Klimkowicz A., Zheng K., Fiołka G., Świerczek K.
  • Strony: 92-96
  • W niniejszej pracy przedstawiono charakterystykę właściwości strukturalnych, oraz wyniki badań pojemności magazynowania tlenu, materiałów ceramicznych z grupy perowskitów podwójnych BaY1-xSmxMn2O5+δ (x = 0, 0,25, 0,5, 0,75 i 1). Podobnie jak materiał wyjściowy BaYMn2O5+δ, związki podstawiane Sm wykazują strukturę z warstwowym uporządkowaniem podsieci Ba-Y1-xSmx. Materiały zredukowane (δ ≈ 0) krystalizują w układzie tetragonalnym z grupą przestrzenną P4/nmm. W przypadku materiałów utlenionych (δ ≈ 1) zaobserwowano strukturę trójskośną P-1 dla składów o zawartości samaru x ≤ 0,5. Dla związków o zawartości x > 0,5 proces utleniania nie powoduje zmian symetrii, a materiały te różnią się od zredukowanych jedynie stopniem obsadzenia przez tlen pozycji strukturalnych oraz objętością komórki elementarnej. W przypadku całej serii materiałów zmierzono odwracalną pojemność magazynowania tlenu przekraczającą 99% wartości teoretycznej, sięgającą od 3,35% wag. dla BaSmMn2O5+δ do 3,82% wag. dla BaYMn2O5+δ. Niższa pojemność związków zawierających samar wynika z ich wyższej masy molowej. Podstawienie itru samarem istotnie wpływa na temperaturę i kinetykę procesów redukcji i utleniania, co umożliwia zaprojektowanie materiału wykazującego żądane właściwości dla zastosowań technologicznych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ dodatku bioaktywnych mikrocząstek srebra na właściwości użytkowe tynków mineralnych
  • Spisak W., Czaja K., Barton J., Petri M.
  • Strony: 97-104
  • Aktywność mikroorganizmów, a przede wszystkim bakterii i grzybów w istotny sposób wpływa na swoiste cechy i wartość użytkową materiałów budowlanych. Jest to rodzaj korozji biologicznej, stanowiącej szczególny przypadek korozji chemicznej, która powoduje obniżenie lub utratę właściwości użytkowych materiału. Oprócz korozji biologicznej, grzyby mogą również stwarzać zagrożenie dla zdrowia użytkowników zasiedlonych obiektów. Ich toksyczne oddziaływanie na zdrowie ludzi i zwierząt uważa się za znacznie groźniejsze w skutkach od biokorozji materiałów. Stosowane obecnie środki biobójcze w postaci biocydów i nanocząstek srebra również mogą stanowić zagrożenie. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań porównawczych zapraw wapienno-cementowych implantowanych powierzchniowo i w masie cząstkami srebra o wymiarach mikrometrów. Stwierdzono, że zastosowany dodatek mikrocząstek srebra nie wpływa w sposób istotny na właściwości fizyczne testowanych zapraw, natomiast wyraźnie ogranicza rozwój grzybni, co potwierdza biobójczą aktywność tego pierwiastka, także w proponowanych w tej pracy układach zapraw tynkarskich.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badanie granulowania pyłów z kotłów fluidalnych w nowym typie granulatora wibracyjnego
  • Feliks J.
  • Strony: 105-109
  • W pracy przedstawiono badania granulowania popiołów pochodzących z kotłów fluidalnych elektrociepłowni Czechowice Dziedzice. Pyły tego typu bardzo trudno granulują się na klasycznych urządzeniach bez stosowania dodatkowego lepiszcza. Badania przeprowadzono na nowym typie granulatora: rynnowym granulatorze wibracyjnym skonstruowanym w AGH w Katedrze Maszyn Górniczych, Przeróbczych i Transportowych. W badaniach określono najkorzystniejsze parametry pracy urządzenia, które pozwoliły uzyskać granulat o największej wytrzymałości na ściskanie i zrzuty. Określono składy ziarnowe otrzymanych granulatów i wyznaczono średnie wielkości grudek (granul). Następnie dla najkorzystniejszych parametrów mechanicznych określono czy i jak wpływa wilgoć na uziarnienie i wytrzymałość na ściskanie oraz zrzuty grudek.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ morfologii proszku na właściwości granulatów hierarchicznych otrzymanych metodą OE-PICA
  • Wójtowicz B., Pyda W.
  • Strony: 110-115
  • Zbadano wpływ morfologii wyjściowego proszku na właściwości granulatów hierarchicznych przygotowanych metodą OE-PICA (ang. Oil Emulsion – Polymer Induced Colloid Aggregation). Do wykonania granulatów PICA o średnicy około 2 μm użyto nanoproszków niestabilizowanego tlenku cyrkonu o igłowatym, płytkowym i kulistym kształcie ziaren wytworzonych metodą krystalizacji hydrotermalnej w obecności różnych mineralizatorów. Następnie proszek składający się z aglomeratów wytworzonych metodą PICA został zaglomerowany przy użyciu metody OE, tworząc granulat hierarchiczny. W pracy porównano charakterystykę prasowania, gęstość nasypową i spiekalność proszków wyjściowych, granul PICA oraz granul hierarchicznych OE-PICA. Spiekalność granul badano w przypadku wyprasek formowanych przy różnych ciśnieniach, które zapewniały skruszenie tylko granul OE, bądź skruszenie zarówno granul OE, jak i granul PICA. Stwierdzono podobieństwo w spiekalności granulatów przygotowanych z proszków o kulistej i płytkowej morfologii ziaren, granulaty przygotowane z ziaren igłowych wykazywały najwyższą temperaturę spiekania. Proszki przygotowane metodą OE-PICA wykazują wyraźnie zmienioną w stosunku do proszków nie poddanych procesowi granulacji krzywą spiekania w zakresie temperatur od 600 °C do 1180 °C; spiekają się także szybciej od proszków referencyjnych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ wapnia na zmianę składu fazowego tworzyw ogniotrwałych Al2SiO5-ZrSiO4
  • Szczerba J., Madej D.
  • Strony: 116-120
  • W artykule omówiono korozję materiałów ogniotrwałych Al2SiO5-ZrSiO4 w środowisku zewnętrznego wymiennika ciepła (ZWC) linii technologicznej pieca cementowego w temperaturze 1000 ± 100 °C. Szczególną uwagę poświęcono oddziaływaniu na materiał ogniotrwały składników występujących w ZWC, głównie Ca2+/CaO, a także K+/K2O, Cl-, SO2. Jak wykazały badania XRD oraz SEM/EDS w wyniku oddziaływania wapnia z andaluzytem z materiału ogniotrwałego przejściowo powstawał glinokrzemian wapnia – gehlenit Ca2Al2SiO7. Z kolei reakcje w układzie K2O-Al2SiO5 doprowadziły do syntezy glinokrzemianów potasu – leucytu KAlSi2O6 i kalsilitu KAlSiO4. Cyrkon ZrSiO4 z materiału ogniotrwałego uległ przeobrażeniu w CaZrO3 (Tmp = 2345°C). We wcześniejszych stadiach reakcji powstawały struktury nieuporządkowane typu CSZ (C = CaO, S = SiO2, Z = ZrO2).

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wykorzystanie pomiaru spektrofotometrycznego w pracach laboratorium technologicznego
  • Strony: 121-125
  • Biuletyn

Spis treści

Tom 65, Numer 2

  • Samoczyszczące warstwy TiO2 na powierzchniach cegieł
  • Komornicki S., Rekas M., Schneider K., Wyrwa J.
  • Strony: 130-134
  • Opracowano metodę formowania warstw TiO2 na powierzchni cegieł. Dyfrakcyjna analiza rentgenowska (XRD), elektronowa mikroskopia skaningowa (SEM) oraz rentgenowska mikrosonda (EDS) zostały użyte do określenia składu chemicznego i fazowego oraz mikrostruktury naniesionych warstw. Pomimo warunków wysokotemperaturowego wygrzewania, porównywalnego do tych jakie stosowane są podczas wypalania surowych cegieł (powyżej 1000 °C), nałożone warstwy TiO2 w formie rutylu, pozostają na powierzchni cegieł i są w stanie degradować typowe zanieczyszczenia, na drodze fotokatalitycznych procesów, na powierzchni budynków, pełniąc rolę warstw samoczyszczących.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zastosowanie parametrów mechaniki pękania do oceny zmian właściwości betonu wywołanych cyklicznym zamrażaniem
  • Kosior-Kazberuk M.
  • Strony: 135-139
  • Beton cementowy jest materiałem heterogenicznym o złożonej mikrostrukturze, decydującej o jego praktycznych właściwościach fizycznych i mechanicznych. Zmiany w mikrostrukturze wywołane czynnikami wewnętrznymi i zewnętrznymi wpływają na właściwości mechaniczne materiału oceniane przy zastosowaniu metod mechaniki pękania. Opis przebiegu zniszczenia kompozytów cementowych za pomocą charakterystyk pękania przybliża rzeczywiste procesy zachodzące w betonie eksploatowanej konstrukcji. W pracy wykazano przydatność parametrów mechaniki pękania, takich jak krytyczny współczynnik intensywności naprężeń, krytyczne rozwarcie wierzchołka szczeliny pierwotnej, a także energia pękania, do śledzenia zmian właściwości betonu cementowego wywołanych narastaniem uszkodzeń pod wpływem cyklicznego zamrażania i rozmrażania.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wstępne badania eksperymentalne intensyfikacji procesu mielenia w młynie wibracyjnym za pomocą dodatkowego elementu roboczego umieszczonego w komorze
  • Sidor J., Tomach P.
  • Strony: 140-144
  • Praca zawiera wyniki badań nad wpływem dodatkowych elementów konstrukcyjnych, w kształcie walca, umieszczonych w komorze rurowego młyna wibracyjnego na intensywność procesu mielenia. Badania przeprowadzono w młynie laboratoryjnym o działaniu okresowym. Materiałem mielonym był piasek kwarcowy. Proces mielenia przeprowadzono w środowisku powietrza w komorze z wymiennym elementem w kształcie walca usytuowanym współosiowo z osią geometryczną komory. Przeprowadzono również porównawczo badania procesu mielenia w komorze bez tego elementu. Program badań obejmował również określenie wpływu zestawu mielników na kontrolne wymiary ziaren i powierzchnię właściwą zmielonego materiału. Otrzymane wyniki badań wskazują, że zastosowanie elementu roboczego intensyfikującego ruch mielników w środku komory powoduje znaczące zwiększenie szybkości procesu mielenia oraz  obniżenie wymiarów ziaren kontrolnych mielonego materiału.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Korozja wyłożeń ogniotrwałych w kotłach fluidalnych ze współspalaniem
  • Czechowski J., Wala T., Podwórny J., Stec K.
  • Strony: 145-150
  • Po wprowadzeniu współspalania, tj. spalania mieszanek węgla i biomasy, w wielu kotłach energetycznych stwierdzono przyspieszone zużywanie się wyłożeń ogniotrwałych. W przypadku metalowych elementów kotłów problemy korozji wysokotemperaturowej są znane i opisywane. Niewiele publikacji odnosi się do zjawisk korozji materiałów ogniotrwałych w warunkach panujących w kotłach energetycznych. Przedstawiono wyniki badań materiałów po pracy w trzech różnych kotłach fluidalnych. Materiały te charakteryzowały się zróżnicowanym składem wyjściowym; były to tworzywa glinokrzemianowe o zawartości 50% i 70% Al2O3 o zróżnicowanym składzie fazowym oraz na bazie SiC. Na podstawie badań składu chemicznego, składu fazowego i mikrostruktury określono mechanizm zużycia. Stwierdzono, że we wszystkich przypadkach był on podobny i głównym czynnikiem niszczącym była korozja gazowa. Stosowanie niskoemisyjnych technik spalania wpływa w istotny sposób na intensyfikację niszczenia wyłożeń ogniotrwałych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Moduł Younga materiałów ogniotrwałych magnezjowo-chromitowych
  • Wojsa J., Podwórny J., Suwak R.
  • Strony: 151-155
  • Moduł Younga jest stałą materiałową, niezbędną do obliczeń inżynieryjnych związanych z projektowaniem wyłożeń ogniotrwałych i eksploatacją urządzeń cieplnych. Obliczanie naprężeń cieplnych, wyznaczanie dopuszczalnych szybkości rozgrzewania obmurzy, czy kryterialna ocena odporności na wstrząsy cieplne ceramiki to przykłady problemów technicznych, do rozwiązania których niezbędna jest znajomość wartości modułu E, wyznaczanego zwykle metodami statycznymi lub dynamicznymi. Często w obliczeniach stosuje się wartości E uzyskane w temperaturze pokojowej. Powstaje problem: czy słuszne jest przyjmowanie jednej wartości modułu w obliczeniach dotyczących szerokiego zakresu temperatur, czy materiały o zbliżonym składzie chemicznym i fazowym istotnie różnią się wartościami modułu E oraz czy wszystkie odmiany stosowanych obecnie metod wyznaczania modułu dają równie wiarygodne wyniki. Niniejszy artykuł stanowi próbę odpowiedzi na postawione wyżej pytania. Wykonano kompleksowe badania 5. odmian wyrobów magnezjowo-chromitowych o zbliżonej zawartości Cr2O3, metodą rezonansową wyznaczono zależność modułu Younga od temperatury w zakresie 20-1000 °C, zaś metodą statyczną wyznaczono wartości E w temperaturach 450, 700, 950 i 1200 °C. Wyniki porównano z wartościami wyznaczonymi metodą rezonansową w 20 °C. Podsumowano wyniki uzyskane na obecnym etapie badań.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Ocena trwałości płytek ostrzowych ZrO2/TiB2 w trakcie skrawania na sucho stali i żeliwa
  • Moskała N., Pyda W., Czechowski K.
  • Strony: 156-162
  • W pracy przedstawiono wyniki prób trwałościowych płytek ostrzowych z kompozytu ziarnistego Y-ZrO2/TiB2 w trakcie skrawania na sucho stali C45 o twardości 165 ± 6 HB oraz żeliwa specjalnego stopowego EN-GJL-XNiCuCr15-6-2 o twardości 121 ± 2 HB. Materiał kompozytowy zawierał (12–37)% obj. submikronowych wtrąceń TiB2 i został wytworzony metodą in situ, bazującą na reakcji w fazie stałej. Zastosowano płytki ostrzowe typu SNGN 120408 T 02020, co jest zgodne z normą ISO 1832.1991. Jako próbki odniesienia wykorzystano komercyjne płytki typu TA-Z (Al2O3/ZrO2) oraz TW (Al2O3/TiC), produkcji Instytutu Zaawansowanych Technologii Wytwarzania w Krakowie. Próby trwałościowe przeprowadzono na tokarce numerycznej TZC-32 N Uniwersal. Prędkość skrawania na sucho wynosiła 150 m/min. Głębokość skrawania została ustalona na 1,0 mm, zaś posuw narzędzia wynosił 0,15 mm/obr. (stal) lub 0,10 mm/obr. (żeliwo). Jako kryterium trwałości ostrza przyjmowano czas potrzebny do stępienia narzędzia o 0,30 mm. Czas pracy płytek ostrzowych korelowano ze składem fazowym kompozytów oraz ich właściwościami mechanicznymi, a w szczególności opornością na ścieranie w teście „Dry Sand”, nawiązującym w metodyce do normy ASTM G 6585. W wyniku przeprowadzonych prób nie wykryto monotonicznej korelacji pomiędzy odpornością na ścieranie danego materiału i zawartością TiB2 a czasem pracy noża w trakcie toczenia stali C45. Jednakże kompozyt o zawartości 37% obj. TiB2 wykazywał bardzo korzystne cechy użytkowe w próbach toczenia. Było to najbardziej widoczne w kontekście wyników uzyskanych podczas badań w zakresie skrawania stali C45, w których ceramika ta wykazała się o 16% dłuższym czasem pracy niż komercyjny materiał Al2O3/ZrO2 gatunku TA-Z. Podobnymi właściwościami charakteryzował się nóż tokarski oparty na tworzywie zawierającym 20% obj. TiB2. Wymienione kompozyty Y-ZrO2/TiB2 ustępowały jednak ceramice TA-Z w trakcie toczenia żeliwa EN-GJL-XNiCuCr15-6-2.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Reakcyjne spiekanie mieszaniny proszków ZrSiO4 i Al2O3
  • Jonas S., Bradecki A., Lis J., Czyżewska A., Krupa G.
  • Strony: 168-173
  • Przedstawiono rezultaty badań dotyczące ewolucji mikrostruktury podczas spiekania proszków cyrkonu (ZrSiO4) i korundu (Al2O3). Reakcje w fazie stałej w układzie stechiometrycznej mieszaniny 3Al2O3∙2SiO2 badano poprzez ilościową identyfikację tworzących się faz technikami dyfrakcji rentgenowskiej (metodą Rietvelda), mikroskopii skaningowej i spektroskopii rozproszonej energii promieniowania rentgenowskiego (SEM + EDS).

    Badania prowadzono w zakresie temperatur 1400-1600 °C w czasie od 30 minut do 60 godzin. Wysokotemperaturowe reakcje w tym układzie prowadzą do tworzenia się mullitu i tlenku cyrkonu (ZrO2). Szybkość reakcji zależy silnie od temperatury, wyraźne ich przyspieszenie obserwuje się dopiero w 1600 °C. W pierwszym etapie następuje rozkład ZrSiO4 na składniki tlenkowe. Następne etapy to dyfuzja Al3+ do tworzącej się bezpostaciowej fazy SiO2, tworzenie się glinokrzemianowych faz o różnym stosunku Al2O3/SiO2, zarodkowanie i wzrost kryształów mullitu bogatych w SiO2 w obrębie skupisk ziarn ZrO2 i zubożonych o ten składnik w obszarach poza nimi.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Mikrostruktura korundowych wyrobów ogniotrwałych po pracy w reaktorach chemicznych
  • Lipowska B., Czechowska K., Wala T.
  • Strony: 174-179
  • Przeprowadzono analizę charakterystyki zmian mikrostruktury korundowych materiałów ogniotrwałych: betonu oraz dwóch tworzyw wypalanych różniących się rodzajem kruszywa, pod wpływem warunków panujących wewnątrz reaktorów do produkcji gazu syntezowego, tj. temperatury 1400‒1700 oC, ciśnienia 3‒4 MPa i atmosfery bogatej w H2. Zmiany te powiązano ze zmianami ich składu fazowego, chemicznego oraz podstawowych właściwości tych materiałów. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że w przypadku betonu zmiany te wiążą się z redukcją SiO2 i usuwaniem go z osnowy wyrobu w postaci SiO. W przypadku materiałów wypalanych zmiany powodowane są rekrystalizacją ziaren korundu i odparowywaniem alkaliów.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Suszenie mikrofalowe mas ceramicznych
  • Banaszak J., Rajewska K.
  • Strony: 180-185
  • Dobór optymalnych warunków suszarniczych w suszarkach mikrofalowych realizowany jest poprzez regulację siły pola elektromagnetycznego. Celem pracy jest analiza wpływu mocy mikrofalowej na materiał poddany suszeniu. W pracy określono kinetykę suszenia mikrofalowego przy różnych poziomach mocy mikrofalowej oraz wyznaczono rozkłady temperatury wewnątrz próbki z zastosowaniem kamery termowizyjnej. Analizę destrukcji próbek wywołaną mikrofalowym suszeniem wykonano na podstawie metody emisji akustycznej oraz uwidoczniono na zdjęciach wykonanych za pomocą aparatu fotograficznego. W testach jednoosiowego ściskania zbadano wytrzymałość próbek wysuszonych przy różnych mocach pola mikrofalowego. Eksperymenty przeprowadzono na kaolinie KOC.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Otrzymywaniu pigmentów z układu Y2O3-Al2O3-Cr2O3 metodami soft chemistry
  • Kuźmińska K., Stobierska E., Zientara D., Bućko M.M.
  • Strony: 186-191
  • Zastosowanie metod współstrącenia-prażenia oraz termicznego rozkładu prekursora organo-metalicznego pozwoliło na uzyskanie proszków będących roztworem stałym jonów chromu w perowskicie itrowo-glinowym - Y(Cr0,1Al0,9)O3. Przebieg powstawania tej fazy, jej właściwości strukturalne oraz parametry barwy zależne są od rodzaju prekursora, a także od temperatury, czasu i atmosfery, w której prowadzono proces prażenia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Synteza warstw Al2O3-C metodą MOCVD
  • Sawka A., Kwatera A.
  • Strony: 192-197
  • Warstwy tlenku glinu dotowane węglem syntezowano z acetyloacetonianu glinu metodą MOCVD (ang. Metal Organic Chemical Vapour Deposition) na podłożach w postaci rurek i płytek ze szkła kwarcowego w zakresie temperatur 700‒100 °C z dużą szybkością wzrostu (ok. 4 µm/h). Jako gaz nośny stosowano argon. Wstępnie wszystkie otrzymane próbki poddano ocenie wizualnej. Z uwagi na wysoką przeźroczystość szkła kwarcowego możliwe było łatwe i szybkie ustalenie, czy podczas syntezy warstw wystąpił proces nukleacji homogenicznej niepożądany przy syntezie gęstych warstw (jego wystąpienie powoduje zmętnienie warstw spowodowane powstawaniem proszków w fazie gazowej). Obecność barw interferencyjnych pozwoliła ustalić orientacyjnie grubość warstw oraz jej rozkład. Na wybranych próbkach przeprowadzono badania SEM i XRD. Badania te wykazały, że w zakresie temperatur do ok. 800 °C warstwy są amorficzne lub mogą zawierać niskotemperaturowe odmiany Al2O3. Synteza warstw w wyższych temperaturach powoduje ich krystalizację; im wyższa temperatura procesu, tym bardziej zaawansowana krystalizacja warstw.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Synteza kompozytowych warstw Al2O3 - C/Al2O3 metodą MOCVD
  • Sawka A., Kwatera A.
  • Strony: 198-203
  • Warstwy Al2O3–C/Al2O3 syntezowano metodą MOCVD (ang. Metal Organic Chemical Vapour Deposition) z acetyloacetonianu glinu w zakresie temperatur 700‒1050 °C na podłożach ze szkła kwarcowego. Warstwy syntezowano w dwóch etapach. Pierwszy etap obejmował syntezę cienkich warstw Al2O3–C o grubości ok. 0,07 µm. Gazem nośnym był argon. W drugim etapie, do reaktora CVD wprowadzano powietrze, by umożliwić syntezę warstwy Al2O3 bez węgla na warstwie Al2O3 zawierającej węgiel. Warstwa nie zawierająca węgla była znacznie grubsza (ok. 4 µm) niż zawierająca węgiel. Część warstw kompozytowych syntezowanych w 800 °C wygrzewano w atmosferze argonu lub powietrza w zakresie temperatur 900‒1050 °C. Na wybranych próbkach  wykonano badania SEM i XRD.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ spiekania izostatycznego na wybrane właściwości mikrostrukturalne i mechaniczne ceramiki Al2O3 i SiC
  • Oziębło A., Chabera P., Perkowski K., Osuchowski M., Witosławska I., Boczkowska A., Witek A.
  • Strony: 204-208
  • Praca zawiera wybrane wyniki badań materiałowych powstałych w trakcie realizacji projektu rozwojowego, którego celem było zbadanie zdolności ochronnych przed ostrzałem panelu ochronnego składającego się z kompozytu ceramiczno-polimerowego oraz litej ceramiki. W celu poprawy właściwości mechanicznych elementy ceramiczne, lite wykonano techniką spiekania w warunkach prasowania izostatycznego (HIP), przygotowując je do wytworzenia kompozytów ceramiczno-polimerowych metodą infiltracji porowatej ceramiki elastomerem. W celu oceny przydatności elementów ceramicznych do procesu infiltracji wykonano badania kąta zwilżania powierzchni ceramicznych spieków. Ponadto autorzy dokonali próby oceny wpływu procesu spiekania na właściwości wytrzymałościowe oraz mikrostrukturę próbek tlenku glinu oraz węglika krzemu. Praca zawiera wyniki pomiarów wytrzymałości na ściskanie, próby zginania trójpunktowego, pomiarów gęstości pozornej. W przypadku węglika dokonano ilościowej analizy fazowej (XRD) oraz określono wielkość krystalitów poszczególnych faz. Badania wykazały, że proces prasowania izostatycznego na gorąco prowadzony na próbkach spieczonych uprzednio swobodnie powoduje wzrost gęstości materiału. Przekłada się to na wzrost wytrzymałości tych materiałów w porównaniu z próbkami spiekanymi swobodnie. Spiekanie z udziałem ciśnienia nie powoduje wtórnego rozrostu krystalitów. W przypadku próbek z tlenku glinu, proces prasowania izostatycznego na gorąco poprawia zwilżalność oraz zapewnia wyższą wartość energii powierzchniowej. Tego efektu nie obserwujemy w przypadku próbek z węglika krzemu.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ czasu wygrzewania na właściwości cieplne polikryształu azotku glinu
  • Rutkowski P., Kata D.
  • Strony: 209-213
  • W pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem warunków procesu otrzymywania polikryształów azotku glinu na jego przewodnictwo cieplne. Przygotowane, przy użyciu komercyjnego proszku, zestawy azotku glinu z różną zawartością dodatku tlenku itru zostały zhomogenizowane w młynku obrotowym, a następnie wstępnie sprasowane jednoosiowo i doprasowane izostatycznie. Tak przygotowane wypraski spiekano swobodnie w piecu grafitowym w przepływie azotu. Przygotowane zestawy proszków poddano również procesowi prasowania na gorąco. W przypadku obu metod otrzymane polikryształy wygrzewano ponownie w temperaturze końca spiekania. Na otrzymanych spiekach przeprowadzono kontrolę zagęszczenia. Na wypolerowanych i wytrawionych powierzchniach spieków przeprowadzono obserwacje mikrostrukturalne przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego oraz wykonano analizę rozkładu pierwiastków EDS. Wykonano również pomiary przewodnictwa cieplnego polikryształów impulsową metodą laserową LFA. Otrzymane wyniki badań cieplnych porównano z analizą mikrostrukturalną oraz warunkami otrzymywania polikryształów ceramicznych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Właściwości sprężyste anizotropowych materiałów kompozytowych Al2O3 – hBN.
  • Piekarczyk W., Górny G., Rutkowski P., Kata D.
  • Strony: 214-219
  • W pracy przedstawiono rezultaty badań materiałów kompozytowych o osnowie tlenku glinu z udziałem od 0–30% obj. heksagonalnego azotku boru, otrzymanych metodą prasowania na gorąco. Dla oceny wpływu obecności fazy hBN w anizotropowych kompozytach na ich właściwości sprężyste zastosowano ultradźwiękową metodę wyznaczania stałych sprężystości Cij i stałych materiałowych: moduły Younga, moduły ścinania i liczby Poissona. Wyznaczone tą metodą stałe materiałowe porównano z odpowiednimi wartościami wyznaczonymi metodą ultradźwiękową przy traktowaniu tych kompozytów jako materiały izotropowe. Badania wykazały istotny wpływ obecności fazy hBN na anizotropię właściwości sprężystych materiałów kompozytowych; najwyższą, dochodzącą do 50% anizotropią modułu Younga charakteryzują się materiały kompozytowe o 30-procentowej zawartości hBN w Al2O3.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ dodatku modyfikowanej nanokrzemionki na poprawę własności mechanicznych kompozytu ceramika-polimer
  • Przybyła M., Michta A.
  • Strony: 220-226
  • W artykule przedstawiono ocenę wpływu modyfikowanej nanokrzemionki na polepszenie na etapie preparowania własności wytrzymałościowych kompozytu typu ceramika-polimer na bazie węglika krzemu. Dodatek modyfikatora częściowo zredukował napięcie powierzchniowe na granicy faz ceramika–polimer. Jako aktywator powierzchni nanokrzemionki wykorzystano związek o nazwie trietoksywinylosilan, TEVSi. Badania spektrofotometryczne IR potwierdziły przyłączenie winylosilanu do powierzchni krzemionki. Kompozyty ceramiczne zawierające węglik krzemu otrzymano metodą odlewania żelowego. Proszek ceramiczny był w nich fazą rozproszoną, a polimer ciągłą. Próbki zawierające proszki krzemionki modyfikowane powierzchniowo grupami winylowymi miały wyższe zagęszczenia niż próbki bez dodatku krzemionki i z nie modyfikowaną krzemionką. Wykazano, że już niewielki dodatek hydrofobizowanej krzemionki skraca czas wiązania zdyspergowanego proszku ceramicznego, w efekcie poprawia własności wytrzymałościowe materiału. Zaobserwowano blisko trzykrotny wzrost wytrzymałości na ściskanie próbek po spieczeniu.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ szczawianowego prekursora niklu i procesu konsolidacji SPS na właściwości kompozytów Ni/Al2O3
  • Golonka A., Drożdż-Cieśla E., Moskała N., Pyda W.
  • Strony: 227-234
  • Metoda strącania szczawianu niklu i jego prażenia w warunkach redukcyjnych została wykorzystana do otrzymania nanocząstek niklu rozproszonych w proszku tlenku glinu. Proszek ten konsolidowano za pomocą metody SPS, aby wytworzyć kompozyty Ni/Al2O3, zawierające 1,7% obj. i 10% obj. niklu. Zastosowano dwa sposoby wprowadzania cząstek szczawianu nikli: (1) rozpraszanie mieszaniny strąconego i wysuszonego proszku szczawianu niklu w proszku Al2O3, wspomagane mieleniem atrycyjnym w etanolu, (2) bezpośrednie strącanie szczawianu niklu na cząstkach tlenku glinu. Spiekanie SPS badanych proszków przeprowadzono w 1400 °C przez 7 min, stosując ciśnienie 20 MPa i atmosferę argonu o czystości 99,999%. Rentgenowską analizę fazową i mikroskopię transmisyjną wykorzystano do określenia odpowiednio składu fazowego i morfologii proszków. Rentgenowską analizę fazową, badania mikrostrukturalne metodą mikroskopii skaningowej połączonej z EDS i badania właściwości mechanicznych przeprowadzono w przypadku spieczonych materiałów. Stwierdzono, że zaglomerowane nanocząstki szczawianu niklu stanowiły prekursor nanocząstek niklu w badanych proszkach tlenku glinu. Mikrostruktura i właściwości kompozytów Ni/Al2O3 były zależne od sposobu wprowadzania prekursora szczawianowego i zastosowanej metody spiekania (SPS). Zaobserwowano segregację niklu w mikrostrukturze kompozytów, wzmocnioną spiekaniem w warunkach SPS. Kompozyty Ni/Al2O3 pokazały zwiększoną twardość, odporność na pękanie i odporność na zużycie ścierne w porównaniu z tlenkiem glinu bez wtrąceń niklowych.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Zastosowanie metody emisji akustycznej do monitorowanie zjawiska pękania podczas suszenia kaolinu zwilżanego wodnym roztworem surfaktantu
  • Kowalski S.J., Kulczyński K.
  • Strony: 235-238
  • Przedmiotem artykułu jest przedstawienie sposobu ograniczenia pękania wyrobów kaolinowych podczas ich  intensywnego suszenia, a polegającego na zastosowaniu wodnych roztworów surfaktantów przy formowaniu tych wyrobów. W badaniach użyto dwa surfaktanty oksyetylenowe: Rokacet R26 i Rokanol IT6. Przed uformowaniem próbek proszek gliny kaolinowej został zwilżony odpowiednią ilością wody destylowanej zawierającej różne ilości surfaktantów, tak aby uzyskać stan plastyczny masy zarobowej. Po wyrównaniu rozkładu wilgoci w tej masie przez jej umieszczenie na 48 godz. w zamkniętym naczyniu, wytłaczano cylindryczne próbki, które następnie suszono konwekcyjnie w gorącym powietrzu. Metodę emisji akustycznej (AE) wykorzystano do monitorowania on line rozwoju pęknięć w suszonych próbkach. Stwierdzono, że zastosowanie roztworów wodnych o specyficznym stężeniu surfaktantów pozwala znacznie zredukować pękanie materiału wywołane intensywnym suszeniem.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Zastosowanie młynów mieszadłowych w procesach bardzo drobnego mielenia – Opracowanie przeglądowe
  • Sidor J.
  • Strony: 239-244
  • Młyny mieszadłowe zwane też atrytorami są to młyny, w których swobodne mielniki otrzymują energię od obracającego się wirnika umieszczonego w nieruchomej komorze. Cechują się niższą szkodliwością oddziaływania na otoczenie w porównaniu z innymi młynami. Młyny te mają zróżnicowaną budowę i szerokie możliwości technologiczne. Proces mielenia zachodzi w nich w powietrzu lub cieczy, z klasyfikacją ziarnową lub bez niej. Młyny przemysłowe mają pojemności komory od 5 dm3 do 10 m3, laboratoryjne od 0,5 dm3 do 5 dm3. Młyny te stosowane są we wszystkich rodzajach procesu mielenia, obejmujących mielenie drobne i bardzo drobne, również koloidalne i wytwarzanie nanoproszków. Wydajność młynów mieszadłowych wynosi od 0,1 Mg/godz do 150 Mg/godz przy uziarnieniu produktu mielenia poniżej 7-10 µm. W pracy podano opis budowy, działania oraz klasyfikacje młynów mieszadłowych. Zamieszczono przegląd rozwiązań nowych konstrukcji młynów, budowy wirników oraz układów mielenia, w których młyny te są użytkowane. Podano również przykłady zastosowań w przemyśle ceramicznym.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ pyłu wapiennego na proces spiekania mas ceramicznych oraz właściwości cegły ceramicznej – stan wiedzy
  • Kłosek-Wawrzyn E.
  • Strony: 245-250
  • W surowcach ilastych wykorzystywanych w ceramice budowlanej występuje kalcyt, rzadziej dolomit. Z analizy danych literaturowych wynika, że minerały te są szkodliwe dla wyrobów ceramiki budowlanej wówczas, gdy rozmiar ich ziaren przekracza 0,5 mm. Wiadomym jest, że pyły wapienne w formie frakcji < 0,063 mm są wykorzystywane jako dodatki w technologii ceramiki (np. w produkcji  płytek ceramicznych). Surowce te powodują obniżenie temperatury spiekania mas ceramicznych i powstawanie nowych faz takich jak wollastonit czy diopsyd, wpływających na poprawę wytrzymałości mechanicznej finalnego wyrobu. Artykuł ten jest przeglądem literatury na temat wpływu surowców wapiennych na proces spiekania oraz właściwości wyrobów ceramiki budowlanej. Analiza przytoczonych danych może być pomocna w opracowaniu tematu badawczego dotyczącego zagospodarowania pylastych frakcji surowców węglanowych, powstających w przemyśle wapienniczym.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…

Spis treści

Tom 65, Numer 3

  • Właściwości mechaniczne i odporność na niskotemperaturową degradację kompozytów 2.5Y-TZP – tlenek glinu
  • Kern F., Gadow R.
  • Strony: 258-266
  • Polikryształy dwutlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru (Y-TZP) stają się coraz ważniejsze w obszarze komponentów biomedycznych i inżynierskich. Komercyjnie dostępny, standardowy materiał 3Y-TZP wytworzony z proszków współstrąconych ma bardzo wysoką wytrzymałość ale ograniczoną odporność na pękanie, odporność na podkrytyczny wzrost pęknięcia i odporność na niskotemperaturową degradację.

    W niniejszej pracy, proszek 2.5Y-TZP wytworzono drogą pokrywania jednoskośnego tlenku cyrkonu tlenkiem itru metodą azotanową. Kompozyty Y-TZP-tlenek glinu o skłądach mieszczących się w przedziale 0-27.5 vol.% wytworzono drogą mieszania i mielenia z następczym prasowaniem na gorąco w 1400 °C przez 2 h.

    Zbadano właściwości mechaniczne i odporność na starzenie otrzymanych materiałów. Wszystkie materiały pokazały atrakcyjne właściwości mechaniczne: wytrzymałość na zginanie 1000-1250 MPa, odporność na pękanie zmniejszyła się wraz ze wzrostem zawartości tlenku glinu, podczas gdy odporność na podkrytyczny wzrost pęknięcia KI0 utrzymywał się na poziomie 5–5.7 MPa∙√m. Dodatek tlenku glinu wywołał nieliniowy efekt zahamowania rozrostu ziaren.

    Test starzenia wykazał, że wtedy gdy czysty 2.5-TZP był zasadniczo niestabilny to mały dodatek tlenku glinu zwiększał znacząco niskotemperaturową odporność na starzenie. Wyznaczenie kinetyki starzenie zgodnie z modelem Mehl-Avrami-Johnsona wykazało, że kompozyty TZP-tlenek glinu nie podlegają mechanizmowi zarodkowania i wzrostu zarodków, ale raczej front przemiany podąża w materiał zgodnie z kinetyką reakcji rzędu zerowego.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wpływ temperatury twardnienia na właściwości różnych typów betonu ogniotrwałego
  • Boris R., Antonovič V., Stonys R., Valochka A., Belov I.
  • Strony: 267-271
  • W różnych temperaturach twardnienia w betonie opartym na cemencie glinowym tworzą się różne krystaliczne wodziany, takie jak CAH10, C2AH8, C3AH6, AH3. Podczas opracowywania i modyfikowania składów betonu ogniotrwałego konieczne jest wzięcie pod uwagę wpływu temperatury twardnienia na proces formowania struktury i charakterystyk pracy betonu. W niniejszej pracy zbadano właściwości następujących betonów ogniotrwałych: beton tradycyjny, beton modyfikowany dodatkiem mikrokrzemionki i średniocementowy beton oparty na wypełniaczu szamotowym z cementem glinowym w gatunku Gorkal 70, przy temperaturach twardnienia wynoszących 10 ºC, 20 ºC i 30 ºC. Wykorzystując metodę ultradźwiękową w badaniach, ujawniono różnice w tworzeniu się struktury betonu podczas jego twardnienia w ciągu 48 h. Ustalono, że różnice powstałe w strukturze podczas twardnienia betonu wywierają wpływ na właściwości betonu po jego wypaleniu w temperaturach 1100 ºC i 1200 ºC.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Konsolidacja proszku tlenoazotku glinu otrzymanego metodą SHS
  • Domagała J., Zdziebło K., Lach R., Bućko M.M.
  • Strony: 272-276
  • Jednym z materiałów o wysokim potencjale aplikacyjnym jako materiał ogniotrwały jest tlenoazotek glinu o strukturze typu spinelu, γ-alon. Materiały na jego bazie, zarówno jednofazowe jak i kompozyty, cechują się dobrymi właściwości mechanicznymi, wysoką odpornością na wstrząsy cieplne, a także wysoką odpornością erozyjną i korozyjną. Dodatkową zaletą γ-alonu jest możliwość wytwarzania metodą SHS stosunkowo dobrze spiekających się proszków, które jednak charakteryzują się słabą prasowalnością. W pracy opisano sposób formowania wyrobów z γ-alonu z wykorzystaniem reakcji hydrolizy azotku glinu, będącego jednym z produktów syntezy SHS, i utworzeniem połączeń wodorotlenkowych. Wypraski sporządzone z proszku z dodatkiem 10-procent masowych wody po dwutygodniowym przechowywaniu miały wytrzymałość dochodzącą do 30 MPa i porowatość otwartą poniżej 30%. Spiekanie swobodne tego typu wyprasek w temperaturze 1700 °C, w czasie poniżej minuty pozwoliło na osiągnięcie gęstości teoretycznej wynoszącej 95%.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Formowanie odśrodkowe wodnych zawiesin węglika krzemu i tlenku glinu
  • Zych Ł, Stobierski L., Brekiesz W.
  • Strony: 277-282
  • Praca przedstawia wyniki badań nad formowaniem wodnych zawiesin proszków węglika krzemu (SiC) oraz tlenku glinu (Al2O3) metodą odlewania odśrodkowego przy użyciu wirówki zaprojektowanej w Katedrze Ceramiki Specjalnej, WIMiC, AGH. Zbadano wpływ składu zawiesin oraz takich parametrów procesu odlewania jak szybkość obrotowa wirówki (tj. wielkość uzyskanego przyśpieszenia) oraz czasu trwania procesu na makroskopowe cechy uzyskanych wyrobów, takie jak obecność wad czy ewentualny stopień deformacji wyrobu. Wartości parametrów odlewania odśrodkowego zależne były od rodzaju proszku, tj. jego gęstości oraz wielkości cząstek biorących udział w procesie. Zawiesina proszku SiC, który cechował się mniejszą średnicą cząstek, wymagała zastosowania większych prędkości obrotowych oraz dłuższego czasu wirowania niż zawiesina proszku Al2O3 składającego się z większych cząstek. Przeprowadzone testy pozwoliły na wybór najlepszych warunków formowania odśrodkowego, prowadzących do uzyskania kształtek, które po procesie spiekania osiągnęły praktycznie pełne zagęszczenie.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ uziarnienia tlenku glinu na właściwości mechaniczne i mikrostrukturę tworzywa porcelanowego typu 130
  • Partyka J., Gajek M., Gasek K., Lis J.
  • Strony: 283-289
  • Wielkogabarytowe i wysokonapięciowe izolatory osłonowe, tradycyjnie wytwarzane są z porcelany typu 130. Materiał ten składem jest zbliżony do klasycznej porcelany twardej, z tym że w miejsce kwarcu wprowadza się tlenek glinu. Ta zamiana pozwala na zwiększenie zawartości mulitu w tworzywie, jak również wzrost parametrów mechanicznych po wypaleniu. Prezentowane wyniki pokazują wpływ uziarnienia wprowadzanego tlenku glinu na właściwości fizykochemiczne i mikrostrukturę tworzywa porcelanowego typu 130. W badaniach zastosowano trzy rodzaje Al2O3, różniące się uziarnieniem mierzonym powierzchnią właściwą BET odpowiednio 6,6 m2/g, 11,1 m2/g i 0,3 m2/g. Określono wpływ uziarnienia na spiekalność, deformację piroplastyczną oraz mikrostrukturę i wytrzymałość mechaniczną na zginanie.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Kryteria jakościowe pigmentów ceramicznych
  • Dziubak C.
  • Strony: 290-294
  • Podział pigmentów ceramicznych może być dokonany na wiele sposobów. Ze względu na właściwości użytkowe rozróżnia się trzy grupy pigmentów: do barwienia szkliw ceramicznych, mas (zwłaszcza gresowych) i emalii. Dla każdej z tych grup wyspecyfikowane są użyteczne cechy, a ich zastosowanie zgodnie z zaleceniem producenta zapewnia uzyskanie założonych efektów estetycznych barwionych wyrobów. Właściwości barwiące pigmentu danego rodzaju zależą od warunków wytwarzania, takich jak jakość i ilość mineralizatorów oraz skład ziarnowy pigmentu, a także od warunków stosowania, czyli odpowiedniego stężenia pigmentu, rodzaju barwionego medium i temperatury wypalania. Podstawowym działaniem technologicznym jest wytworzenie charakterystycznej dla danego pigmentu sieci krystalicznej, odpornej na działanie czynników chemicznych w temperaturach wypalania szkliw, emalii i mas ceramicznych. Przedstawiono wpływ wybranych parametrów technologicznych (rodzaj mineralizatora, udział chromoforu, uziarnienie) na właściwości barwiące pigmentów cyrkonowych, spinelowych, o strukturze sfenu i korundu. Ilościowy wpływ tych parametrów zależy od typu struktury krystalicznej pigmentu i jego przeznaczenia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Właściwości mechaniczne oraz mikrostruktura spieków w układzie B4C-CrxSiy-C
  • Rutkowski P., Bator S.
  • Strony: 295-301
  • Tworzywa kompozytowe o osnowie węglika boru z dodatkiem krzemków chromu i węgla otrzymano w procesie prasowania na gorąco w przepływie argonu w temperaturze 2000 °C, co stanowiło temperaturę niższą o 120 °C od węglika boru spiekanego z samym węglem. Otrzymane, wypolerowane próbki spieków poddano badaniom składu fazowego, obserwacjom mikrostruktury metodą skaningowej mikroskopii elektronowej oraz analizie rozkładu pierwiastków EDS. Tworzywa przebadano pod kątem właściwości sprężystych, twardości, wytrzymałości na zginanie oraz odporności na kruche pękanie. Wykonano oznaczenia ścieralności oraz współczynnika tarcia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Formowanie wyrobów z wodnych zawiesin węglika krzemu metodą natryskową
  • Zych Ł, Kisilewicz M, Stobierski L.
  • Strony: 302-307
  • Praca przedstawia wyniki badań prowadzonych nad uzyskaniem wodnych zawiesin węglika krzemu gwarantujących otrzymanie gęstych spieków SiC. W celu nadania odpowiednich parametrów mechanicznych uformowanym wyrobom do zawiesin wprowadzono środek wiążący - akryl. Podczas pracy wykonano badania właściwości reologicznych otrzymanych zawiesin połączone z ich optymalizacja pod kątem formowania metodą natrysku przy użyciu prototypowej aparatury zaprojektowanej w Katedrze Ceramiki Specjalnej, WIMIC, AGH. Aparatura ta pozwala uzyskać wyroby płaskie oraz o kształcie cylindrycznym. Kluczowym etapem formowania wyrobów okazało się właściwe odpowietrzenie zawiesiny. Uformowane wyroby były spiekane w temperaturach 2050 ºC i 2150 ºC. Uzyskano gęstości względne powyżej 97%. Zaobserwowano, że temperatura spiekania wpływa zarówno na gęstość materiałów, jak i na pokrój występujących w nich ziaren SiC.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badania nad bezciśnieniowym spiekaniem węglika niobu i węglika tantalu -Cz. II. Spiekanie izotermiczne
  • Gubernat A.
  • Strony: 308-316
  • W pracy przedstawiono wyniki badań poświęconych otrzymywaniu jednofazowych polikryształów węglików niobu i tantalu. Na podstawie przeprowadzonej analizy spiekania w warunkach politermicznych stwierdzono, że możliwym jest uzyskanie w procesie spiekania bezciśnieniowego polikryształów w wysokim stopniu zagęszczenia w temperaturach nie przekraczających 2000 °C, a więc w temperaturach relatywnie niskich jak na związki o najwyższych temperaturach topnienia. Przeprowadzone następnie, wg opracowanych przez Kuczyńskiego i Frenkla modeli, badania spiekania w warunkach izotermicznych potwierdziły wcześniejsze analizy.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Nowe materiały ogniotrwałe o minimalnej rozszerzalności cieplnej
  • Pięta A., Jonas S., Drygalska E., Lis J., Czyżewska A., Krupa G., Skalska M.
  • Strony: 317-322
  • Skład fazowy badanych materiałów ogniotrwałych oparty jest na dwuglinianie wapnia CaAl4O7, którego temperatura topnienia wynosi ok. 1760 °C. Materiały te charakteryzują się wyjątkowo niską rozszerzalnością cieplną, a w związku z tym wysoką odpornością na wstrząsy cieplne. Z chemicznego punktu widzenia ich bezkrzemianowy skład zapewnia zwiększoną odporność obmurza ogniotrwałego na atak ciekłych żużli i agresywnych stopów.

    W pracy zamieszczono wyniki badań mikrostruktury i właściwości cieplnych kompozytów ogniotrwałych otrzymywanych na bazie dwuglinianu Ca, zawierających ziarnisty dodatek wysokoogniotrwałego związku w postaci spinelu glinowo-magnezjowego MgAl2O4 (MA). Dodatkowo sprawdzono wpływ dodatku metalicznego Al na skurczliwość wypalania. Przeprowadzono identyfikację faz pojawiających się w tych układach metodą XRD, oznaczono porowatość oraz współczynniki rozszerzalności cieplnej w funkcji temperatury. Porównano ich rozszerzalność cieplną z powszechnie stosowanymi w przemyśle materiałami ogniotrwałymi.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ wygrzewania na mikrostrukturę i strukturę mezoporowatej krzemionki otrzymywanej na bazie oktahydro-oktasilseskwioksanu
  • Sitarz M., Odziomek M., Pszczoła J.
  • Strony: 323-326
  • Wiele zastosowań wymaga materiałów o porowatości większej niż w zeolitach i znacznie mniejszej niż w materiałach mikroporowatych. Do tej grupy materiałów należą materiały mezoporowate. W niniejszej pracy zaproponowano otrzymywanie mezoporowatej krzemionki poprzez hydrolityczną polikondensację sferycznego oktahydro-oktasilseskwioksanu (T8H). Wykazano, że metoda ta pozwala otrzymywać mezoporowatą krzemionkę całkowicie pozbawioną podstawników organicznych. Otrzymaną mezoporowatą krzemionkę poddano serii badań, które pozwoliły określić zarówno jej mikrostrukturę, jak i strukturę. Struktura otrzymanego materiału została szczegółowo zidentyfikowana przy użyciu badań spektroskopowych (MIR, FIR) i badań rentgenograficznych (XRD). Na podstawie tych badań stwierdzono, że otrzymany materiał jest całkowicie amorficzny. Stwierdzono również, że dopiero po wygrzaniu w temperaturze 500 °C otrzymuje się stabilny materiał pozbawiony wiązań Si-H. Przy wykorzystaniu metod sorpcyjnych (BET i BJH) określono powierzchnię właściwą otrzymanych materiałów oraz kształt i rozmiar obecnych mezoporów.

     

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ rodzaju surowców magnezjowych na właściwości fizyczne i termomechaniczne betonów zasadowych
  • Jastrzębska I., Szczerba J., Madej D.
  • Strony: 327-331
  • W pracy przedstawiono zależności występujące pomiędzy podatnością na hydratację surowców magnezjowych oraz ich składem chemicznym a właściwościami fizykochemicznymi oraz termomechanicznymi betonów przygotowanych na ich bazie. Do badań użyto czterech rodzajów surowców magnezjowych o zróżnicowanym składzie chemicznym. Surowce poddano badaniu podatności na hydratację w warunkach hydrotermalnych. Następnie przygotowano na ich bazie betony i wykonano badania wytrzymałości na zginanie w podwyższonych temperaturach oraz w temperaturze otoczenia, wytrzymałości na ściskanie, gazoprzepuszczalności, porowatości otwartej oraz gęstości pozornej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Synteza hydrogranatów z szeregu grossular-hydrogrossular w układzie C3A-SiO2-H2O w warunkach hydrotermalnych
  • Pytel Z.
  • Strony: 332-342
  • Artykuł zawiera wyniki badań przeprowadzonych w układach modelowych, związanych z syntezą hydrogranatów tworzących roztwory stałe, należące do szeregu C3AS3 – C3AH6. Z powodu występowania w strukturach tych związków częściowego lub całkowitego podstawienia izomorficznego, zwanego podstawieniem hydrogranatowym, przebiegającego według schematu 4(OH)- ↔ (SiO4)4-, skład poszczególnych elementów tego szeregu zmienia się w sposób ciągły zgodnie z ogólnym wzorem Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x, w którym x może przybierać wartości z przedziału (0-3). Wraz ze zmianą składu chemicznego elementów tego szeregu, zmieniają się również w sposób ciągły określone ich cechy i właściwości. Zatem dla danej wartości x mamy do czynienia z określonym elementem tego szeregu o składzie chemicznym adekwatnym do tej wartości. Wartość x determinuje bowiem odpowiednie wielkości stosunków molowych C/(A+S) i A/(A+S), o wartościach należących odpowiednio do przedziałów (0,75-3,0) oraz (0,25-1,0).

    W ramach niniejszej pracy syntezę hydrogranatów prowadzono jedynie dla wybranych wartości x, dla których przyjęto odpowiednie składy zestawów surowcowych. Głównym składnikiem surowcowym mieszanin reakcyjnych był syntetyczny C3A, a występujący deficyt SiO2 był uzupełniany ekwiwalentną ilością surowca krzemionkowego. Mieszaniny tych składników przeprowadzano w stan zawiesiny, które poddawano następnie obróbce w warunkach hydrotermalnych w zmiennej temperaturze (150 °C i 180 °C) i zmiennym czasie (24 h, 168 h i 336 h). Uzyskane w ten sposób tworzywa analizowano głównie w zakresie ich składu fazowego, wykorzystując w tym celu metody XRD, DTA i TG oraz IR. Do badania elementów mikrostruktury tych tworzyw stosowano natomiast metodę SEM w połączeniu z analizą EDS. W wyniku przeprowadzonych analiz okazało się, że niezależnie od przyjętego składu wyjściowego mieszanin reakcyjnych, w zdecydowanej większości przypadków przeprowadzonych syntez, podstawowym produktem jest hydrogranat zawierający niewielką ilość krzemu. Zatem składy chemiczne powstających w tych warunkach hydrogranatów nie odpowiadają składom wyjściowym mieszanin reakcyjnych. Wynika z tego, że wielkość podstawień hydrogranatowych zachodzi w mniejszym zakresie niż by to wynikało ze stechiometrii tych połączeń.

     

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Właściwości użytkowe tworzyw z układu B4C–CrSi2–hBN
  • Rutkowski P., Klimczyk P.
  • Strony: 343-351
  • W pracy przedstawiono wyniki dotyczące otrzymywania tworzyw zawierających osnowę z węglika boru. Do osnowy wprowadzano fazę syntezowanego krzemku chromu, który z jednej strony miał za zadanie obniżenie temperatury spiekania, a z drugiej podwyższenie odporności na kruche pękanie. Do tworzywa wprowadzono heksagonalny azotek boru w ilościach (2-8)% objętościowych w celu obniżenia współczynnika tarcia. Materiały otrzymano na drodze prasowania na gorącą w temperaturze o 150 ºC niższej niż dla tworzyw spiekanych w układzie B4C/h-BN. Wszystkie uzyskane tworzywa scharakteryzowano pod względem fazowym, strukturalnym, mikrostrukturalnym, właściwości sprężystych oraz właściwości mechanicznych. Otrzymano tworzywa o wytrzymałości na zginanie sięgającej 540 MPa, współczynniku krytycznej intensywności naprężeń 4,7 MPa·m1/2 oraz obniżonej w stosunku do czystego węglika boru wartości współczynnika tarcia i podwyższonej odporności na zużycie ścierne.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Modyfikacja tetragonalnej odmiany cyrkonii stabilizowanej tlenkiem itru z przeznaczeniem na elektrolity do ogniw paliwowych typu IT-SOFC
  • Obal K., Brylewski T., Pędzich Z., Rękas M.
  • Strony: 352-360
  • W niniejszej pracy, na tle literatury i badań własnych, przedstawiono zagadnienia związane z modyfikacją mikrostruktury tetragonalnej odmiany cyrkonii stabilizowanej tlenkiem itru poprzez wytworzenie kompozytowego elektrolitu dyspersyjnego 3Y-TZP/Al2O3. Wyniki tych badań wskazują na potencjalne możliwości zastosowania tego kompozytu jako elektrolitu stałego o stabilnych parametrach użytkowych do średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC, przewidzianych do pracy w zakresie temperatur 600-800 °C.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Krzemionkowe warstwy funkcyjne na szkle
  • Zontek-Wilkowska J., Wasylak J., Tadel M.
  • Strony: 361-365
  • Powłoki wielofunkcyjne na szkle, w ostatnim dziesięcioleciu, znalazły szerokie zastosowanie przede wszystkim w branży elektronicznej i telekomunikacyjnej. Trudno sobie wyobrazić bez nich panele dotykowe w smart-fonach, ekrany dotykowe w sprzęcie AGD czy chociażby ogniwa fotowoltaiczne. Dzięki powłokom wielofunkcyjnym, składającym się zazwyczaj z zespołu warstw, tworzących układ hierarchiczny, możliwe jest uzyskanie skompilowanych cech użytkowych, połączenie powierzchni hydrofobowych lub/i oleofobowych z przewodzącymi i antyrefleksyjnymi. Na podstawie przeprowadzonych dotychczas badań w zakresie powłok wielofunkcyjnych, na uwagę zasługuje fakt, że najczęściej stosowanymi warstwami są powierzchnie krzemionkowe, które posiadają cechy antyrefleksyjne, hydrofobowe - w momencie kiedy wytworzony zostanie odpowiedni stopień chropowatości powierzchni - oraz barierowe, dla dyfundujących z wnętrza do powierzchni jonów sodu. W niniejszej pracy zaprezentowano różne sposoby otrzymywania krzemionkowych powłok funkcyjnych metodami takimi jak synteza zol-żel, trawienie chemiczne i osadzanie elektrostatyczne nanoproszków krzemionkowych. Dobór odpowiednich prekursorów chemicznych do każdej z technik był kluczowy na etapie otrzymywania powłok funkcyjnych. Każda z warstw pod względem optycznym charakteryzowała się zwiększonym poziomem transmitancji w zakresie zarówno widzialnym, jak i podczerwonym. Obserwacja mikrostruktury za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego z analizą widma pierwiastków z powierzchni SEM/EDS potwierdziła występowanie budowy hierarchicznej wszystkich analizowanych powłok.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Spiekanie tworzyw węglika boru zawierających dodatek heksagonalnego azotku boru
  • Rutkowski P.
  • Strony: 366-373
  • W ramach niniejszej pracy przedstawiono badania nad wpływem aktywatorów spiekania, takich jak węglik chromu oraz krzemki chromu, a także dodatku stałego środka poślizgowego w postaci heksagonalnego azotku boru, na przebieg zagęszczania spiekanych tworzyw. W tym celu przeprowadzono badania przy pomocy wysokotemperaturowego dylatometru, umożliwiającego pomiar zmian wymiarów liniowych spiekanych tworzyw o osnowie węglika boru z dodatkami 5% obj. aktywatorów i (2-8)% obj h-BN. Określono zagęszczenie otrzymanych materiałów oraz zmiany składu fazowego w funkcji temperatury. Równolegle przeprowadzono próby prasowania na gorąco tych układów. Określono wpływ przyłożonego ciśnienia prasowania na zagęszczenie wytworzonych kompozytów. Przeprowadzono pomiar zagęszczenia, analizę fazową, strukturalną i mikrostrukturalną, a wyniki porównano z badaniami dylatometrycznymi.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badania struktury i właściwości fizykochemicznych spineli w układzie Cu-Mn-Co-O otrzymywanych metodą EDTA gel processes
  • Kruk A., Stygar M., Adamczyk A., Brylewski T.
  • Strony: 374-381
  • Potencjalnymi materiałami do wytwarzania metalicznych interkonektorów dla średniotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych IT-SOFC są żaroodporne stale ferrytyczne. Jednakże lotne związki chromu, parujące ze zgorzeliny tlenku chromu powstałej na powierzchni stali w wyniku procesu utleniania, powodują powolną degradację właściwości elektrycznych elementów ogniwa. Równocześnie produkt utleniania stali wykazuje duży opór elektryczny. W celu ograniczenia tych zjawisk stosuje się modyfikację powierzchniową metalicznego interkonektora, polegającą na naniesieniu odpowiedniej powłoki ochronnej. W tym celu mogą być stosowane spinele z grupy Mn1+xCo2-xO4 (0 £ x £ 0,5), gdyż stanowią efektywną barierę zaporową dla odrdzeniowej dyfuzji chromu z interkonektora i tym samym istotnie ograniczają tworzenie się lotnych par Cr. Konieczne jest jednak podwyższenie przewodnictwa elektrycznego tych spineli w zakresie 600-800 °C. Można to osiągnąć przez ich domieszkowanie odpowiednimi metalami. W pracy przestawiono wyniki badań fizykochemicznych spinelu manganowo kobaltowego domieszkowanego różną ilością miedzi.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zastosowanie spoiw iłowo-cementowych dla potrzeb poprawy warunków geotechnicznych gruntów w budownictwie hydrotechnicznym
  • Słowikowski D., Kuś R., Izak P.
  • Strony: 382-385
  • Od kilkunastu lat w Polsce intensywnie prowadzone są remonty i budowy obiektów hydrotechnicznych, w tym zabezpieczeń przeciwpowodziowych. Podstawowy zakres tych robót sprowadza się do poprawy warunków geotechnicznych podłoża oraz obiektów inżynieryjnych. Modyfikacja parametrów geotechnicznych gruntów w wielu przypadkach sprowadza się do wprowadzenia do gruntu twardniejącego spoiwa przy użyciu różnych technologii. Coraz częściej stosowane są spoiwa na bazie modyfikowanych iłów pochodzących z naturalnych złóż, których podstawowymi cechami są: bardzo dobre własności hydroizolacyjne, zachowanie długoletniej funkcjonalności, odporność na ciśnienie hydrostatyczne, odporność na deformacje wywierane przez czynniki zewnętrzne, wysoka odporność na korozję powodowaną przez wody o różnych typach mineralizacji, brak negatywnego wpływu na otaczające środowisko. Bardzo ważny aspekt stosowania płynnych spoiw iłowo-cementowych stanowią ich własności reologiczne, odpowiednio dobrane do technologii aplikacji spoiwa do gruntu. Artykuł przedstawia porównanie wyników badań wybranych parametrów geotechnicznych podłoża gruntowego budowli hydrotechnicznych zmodyfikowanych spoiwami iłowo-cementowymi.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wytwarzanie masywnej, przezroczystej ceramiki spinelu magnezowo-glinowego – kilka sztuczek technologicznych
  • Witek A.
  • Strony: 386-390
  • Najwięcej udanych prób wytworzenia przezroczystej ceramiki spinelu magnezowo-glinowego przeprowadzono z użyciem techniki izostatycznego prasowania na gorąco (HIP). W artykule zaprezentowano listę zabiegów użytecznych przy wytwarzaniu masywnej, przezroczystej ceramiki spinelowej metodą izostatycznego prasowania na gorąco. Opisano krok po kroku postępowanie od wyjściowego materiału po produkt końcowy w przypadku wytwarzania przezroczystych, ceramicznych płytek pancerza  oraz elementów trójwymiarowych. Ujawniono i objaśniono szczegółowo przygotowanie surowego wyrobu, parametry wstępnego spiekania, historię prasowania izostatycznego na gorąco w odniesieniu do temperatury i ciśnienia oraz parametry procesu odbarwiania. Mistrzowskie opanowanie tych podstaw stwarza dobrą szansę uzyskania ceramiki MgAl2O4 o realnej transmisji powyżej 82% w zakresie widma od widzialnego do podczerwieni.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…

Spis treści

Tom 65, Numer 4

  • Nowe aspekty odporności korozyjnej ogniotrwałych betonów ciężkich opartych na  nowym spoiwie wapniowo-magnezjowo-glinowym
  • Pawlig O, Parr C., Auvray J.M, Fryda H., Wöhrmeyer C.
  • Strony: 396-400
  • Artykuł przedstawia szczegółową analizę i ocenę skorodowanych próbek betonów ogniotrwałych Al2O3 - spinel prefabrykowany i Al2O3-MgO, reprezentujących betony zawierające spinel prefabrykowany i powstający  in-situ. Dokonano porównania pomiędzy układami opartymi na cemencie glinowym i ostatnio opracowanym nowym cemencie wapniowo-spinelowym CMA 72®. Zaprezentowano model, który wyjaśnia wyższą odporność korozyjną betonów opartych na cemencie CMA 72®. Jego podstawą była analiza obrazów pochodzących z mikroskopów optycznego i skaningowego SEM. Ustalono związek pomiędzy właściwościami termomechanicznym kontrolowanymi przez rozkłady wielkości faz i cząstek, cechami mikrostrukturalnymi, fazą amorficzną w betonie i mechanizmem korozji. Ponadto, wskazano nowe sposoby optymalizacji odporności korozyjnej betonów poprzez kontrolę składu.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • BSA 96 - nowe europejskie kruszywo spiekane
  • Buhr A., Schnabel M., Freundlich S., Schmidtmeier D., Dutton J.
  • Strony: 401-405
  • Sytuacja rynku kruszyw wysokoglinowych pochodzacych z Chin zmieniła się znacząco w ostatnich latach. Nie tylko dostępność i ceny, ale także jakość stały się celem europejskich producentów materiałów ogniotrwałych.  Opracowano i wytworzono w Europie nowe kruszywo zawierające 96% Al2O3, które jest niezależne od chińskich surowców.  Kruszywo to produkowane jest za pomocą procesu spiekania i jest ono źródłem tak samo jednorodnych właściwości produktów jak w przypadku dobrze znanych kruszyw spiekanych, takich jak płytkowy (tabularny) tlenek glinu i spinel spiekany. Artykuł ten prezentuje właściwości nowego kruszywa ogniotrwałego i wyniki badań laboratoryjnych nad materiałami ogniotrwałymi na nim opartymi. Nowe kruszywo jest alternatywą dla innych wysokoglinowych kruszyw topionych, naturalnych i spiekanych.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Określenie kryteriów dobru nośnika węglowego w zawiesinach ceramiczno-węglowych do otrzymywania filtrów ciekłego metalu
  • Muzyka R., Robak Z., Lipowska B.
  • Strony: 406-411
  • Dodatek węgla do filtra ceramicznego do filtrowania ciekłego metalu ma za zadanie poprawić jego właściwości użytkowe, w tym właściwości mechaniczne oraz warunki przepływu metalu przez filtr. Użyte w badaniach prekursory węgla stanowić mogą dwa rodzaje materiałów: 1) ciekłe (pseudociekłe) materiały o charakterze spoiw: paki, smoły, żywice, asfalty, które wyniku pirolizy dają karbonizat o wysokiej zawartości węgla pierwiastkowego; 2) materiały stałe dodawane do zawiesiny ceramicznej w formie rozdrobnionej: grafity (naturalne i elektrografity), antracyty, koksy. Przedmiotem badań było opracowanie procedury oceny podstawowych właściwości zawiesin ceramiczno-węglowych, które stanowią etap przejściowy przy produkcji filtrów i określenie wpływu niektórych czynników (skład, dodatki) na wartości ich parametrów reologicznych. Przedstawiono wyniki badań doboru stałego nośnika węglowego, zwłaszcza w zakresie określenia właściwości reologicznych zawiesin. W pracy scharakteryzowano tiksotropię zawiesin ceramiczno-węglowych za pomocą pomiarów powierzchni pól pętli histerezy krzywych płynięcia. Do zrealizowania założonego celu pracy zastosowano reometr obrotowy typu CR z regulowaną szybkością ścinania i model Haake VT550. Planowanie eksperymentu, sterowanie jego przebiegiem oraz obróbkę matematyczną otrzymanych wyników uzyskano stosując oprogramowanie RheoWin 4.30. Do przeprowadzenia badań lepkości zawiesin węglowych zastosowano układ pomiarowy złożony z cylindrów współosiowych typu SV-DIN. Pomiary wykonano w temperaturze 25 °C. Zastosowano zakresy szybkości ścinania od 10 s-1 do 200 s-1. Krzywe płynięcia wyznaczono dla wzrastających i malejących wartości szybkości ścinania. Lepkość badanych zawiesin oznaczano przy stałej szybkości ścinania wynoszącej 200 s-1. Porównanie zastosowanych metod ze szczególną charakterystyką surowców węglowych, przedstawionych w pracy, pozwoliła na lepsze zrozumienie przyczyn powstawania struktury tiksotropowej. Dla zawiesin ceramiczno-węglowych tiksotropia jest miarą energii wewnętrznej zależną od składów badanych zawiesin. Pole powierzchni pętli histerezy krzywych płynięcia określa energię wewnętrznej układu, zużytą do zniszczenia lub odbudowy struktury zawiesiny. Istotnym elementem jest przygotowanie procedury nanoszenia zawiesin na powierzchnię filtra a także proces jego dalszej obróbki termicznej. Na podstawie przeprowadzonych badań – pomiaru lepkości i tiksotropii – określono najkorzystniejsze właściwości reologiczne charakteryzujące otrzymane zawiesiny, a także zastosowany materiał węglowy.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Filtry ceramiczno-węglowe do filtracji stopów metali
  • Lipowska B., Witek J., Karwiński A., Wieliczko P., Asłanowicz M., Ościłowski A., Robak Z., Muzyka R.
  • Strony: 412-417
  • Podjęto próbę opracowania nowego, innowacyjnego rodzaju filtrów ceramiczno-węglowych, które podobnie jak stosowane obecnie filtry na bazie ZrO2, powinny się charakteryzować wysoką odpornością na wstrząs cieplny i odpornością na korozyjne działanie stopów metali (w szczególności staliwa), wysoką wytrzymałością mechaniczną w wysokich temperaturach oraz wysoką efektywnością procesu filtracji. Dodatkowymi cechami nowych filtrów ma być niższa masa - wynikająca z niższej gęstości tworzywa, co dodatkowo wpłynie na własności cieplne filtrów (akumulacja ciepła) - wysoka przewodność cieplna, a także możliwość wypalania tworzywa w niższej temperaturze, co pozwoli na obniżenie kosztów produkcji filtrów związanych ze zużyciem gazu opałowego oraz elementów grzejnych pieca. W artykule przedstawiono wyniki dotychczasowych badań obejmujące: wytypowanie surowców do otrzymania nowego rodzaju filtrów, określenie składu zawiesin do pokrywania piankowej matrycy organicznej oraz jego wpływu na właściwości reologiczne tych zawiesin, wyznaczenie wpływu składu zawiesin oraz warunków obróbki termicznej na podstawowe własności filtrów (gęstość pozorna, porowatość otwarta, wytrzymałość na ściskanie) oraz zachowanie się filtrów podczas prób przelewania roztopionym metalem.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Materiały ogniotrwałe korundowo-chromowe, struktura i własności
  • Wojsa J., Podwórny J.
  • Strony: 418-423
  • Materiały ogniotrwałe z układu Al2O3-Cr2O3 posiadają szereg korzystnych własności, z których najważniejsze to odporność na działanie szeregu stopów niemetalicznych, w tym żużli oraz odporność na ścieranie. Z tego względu są one stosowane w przemyśle szklarskim, w piecach do spalania odpadów, w instalacjach zgazowania węgla oraz w metalurgii. W artykule przedstawiono wyniki badań własności materiałów korundowo-chromowych, różniących się udziałem Cr2O3 i rodzajem spoiwa. Szczególną uwagę poświęcono własnościom odpornościowym, tj. ścieralności i odporności na wstrząsy cieplne. Zamieszczono wyniki oznaczeń podstawowych własności i składu fazowego, wyjaśniono przyczynę eksplozyjnego niszczenia tworzyw zawierających brązowy elektrokorund.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Charakterystyka materiału włóknistego z zastosowaniem metod XRF, XPS, SEM oraz ToF-SIMS
  • Kubacki J., Mańka M., Balin K., Miros A.
  • Strony: 424-428
  • W pracy przedstawiono wyniki badań przemysłowych materiałów termoizolacyjnych z wykorzystaniem technik spektroskopowych i mikroskopowych. Przeprowadzone badania miały na celu scharakteryzowanie struktury i składu chemicznego materiału włóknistego używanego do produkcji wełny mineralnej. Analiza składu chemicznego wykazała obecność azotu, krzemu, glinu, żelaza, sodu, magnezu i wapnia na poziomie kilku procent atomowych, oraz tlenu i węgla na poziomie kilkudziesięciu procent atomowych. Wyniki badań uzyskane metodami XRF oraz XPS wykazały odwrócony stosunek koncentracji atomowej tlenu i węgla. Określona została średnica włókien. Otrzymane z widm masowych mapy chemiczne wykazały homogeniczny rozkład pierwiastków dla pojedynczych włókien. Otrzymane wyniki stanowią bazę do zaplanowania eksperymentów wiążących skład chemiczny surowców, służących do produkcji wełny mineralnej, z właściwościami cieplnymi wyrobów finalnych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zastosowanie spektroskopii mössbauerowskiej do oznaczania zawartości żelaza Fe2+/Fe3+ w kruszywach magnezjowych
  • Stoch P., Szczerba J.
  • Strony: 429-432
  • Przeprowadzono badania efektu Mössbauera 57Fe techniką transmisyjną w temperaturze pokojowej w próbkach spiekanej i topionej magnezji. Badane próbki charakteryzują się różną liczbą składowych widma, co oznacza różne pozycje krystalograficzne żelaza. W każdym badanym przypadku obserwuje się występowanie pojedynczej składowej dla żelaza Fe2+ oraz dwóch składowych Fe3+. Udział Fe2+ waha się w przedziale od ok. 16% do ok. 60%. Parametry oddziaływań nadsubtelnych dla Fe2+ wskazują na idealnie symetryczny rozkład ładunku elektrycznego w jego pozycji krystalograficznej, co jest efektem obserwowanym niezmiernie rzadko. Świadczy to o podstawianiu Mg2+ przez Fe2+ w idealnie symetrycznej strukturze krystalicznej MgO. Jon żelaza Fe3+ występuje w pozycjach oktaedrycznych o wartościach parametrów oddziaływań nadsubtelnych wskazujących na ich znaczną dystorsję.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Porozymetria rtęciowa w ocenie parametrów mikrostrukturalnych ceramiki ogniotrwałej
  • Śliwa A., Wojsa J., Majchrowicz I., Barański J.
  • Strony: 433-442
  • Celem artykułu jest przedstawienie konkretnych przykładów rozwiązywania problemów badawczych związanych z wykorzystaniem porozymetrii rtęciowej w obszarze badawczym obejmującym projektowanie, wytwarzanie oraz wykorzystywanie ceramiki ogniotrwałej. Jednym z nich jest dobór materiałów wysokoglinowych na elementy układu wylewowego do syfonowego odlewania wlewków kuziennych obejmujący wstępną selekcję tworzyw oraz badania materiałów po pracy. Kolejnym przykładem zastosowania badań porozymetrycznych obejmujących opisywany zakres jest dobór i badanie wpływu ilości dodatków na parametry mikrostrukturalne betonów ogniotrwałych korundowych i andaluzytowych. Innym problemem badawczym, do rozwiązania którego posłużyły również wyniki badań porozymetrycznych, było określenie zmian mikrostrukturalnych w materiałach magnezjowo-chromitowych, które poddano oddziaływaniu wstrząsów cieplnych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Materiały monolityczne do zastosowań w metalurgii cynku i ołowiu
  • Majchrowicz I., Barański J., Śliwa A., Malinowska T., Wala T.
  • Strony: 443-450
  • Przeprowadzono badania nad opracowaniem betonu ogniotrwałego do zastosowań w metalurgii cynku i ołowiu. Dokonano obliczeń termodynamicznych mających na celu wskazanie rodzaju materiału ogniotrwałego najbardziej odpornego na oddziaływanie tych metali. Obliczenia termodynamiczne wykazały, że w warunkach pracy kondensatora pieca szybowego do otrzymywania cynku i ołowiu (700 °C, atmosfera N2+CO+CO2), z osnową betonów reaguje jedynie cynk. Produktami tej reakcji jest głównie glinian cynku (spinel cynkowo-glinowy). Ponadto, w zależności od składu chemicznego osnowy, powstaje również wilemit Zn2SiO4, chromian cynku (spinel cynkowo-chromowy) i ZnMg2O4. Dodatkowo, w betonie spinelowym dochodzi do utworzenia fazy ciekłej w wyniku reakcji zarówno z cynkiem, jak i ołowiem. Powstające związki (ZnAl2O4, Zn2SiO4 i ZnCr2O4) są związkami wysokotemperaturowymi, można zatem przypuszczać, że ich obecność w betonach pracujących w komorze kondensatora nie wpłynie ujemnie na jej wyłożenie. Wyniki obliczeń termodynamicznych wskazały na glinokrzemianowe betony ogniotrwałe jako na optymalny materiał do pracy w kontakcie z cynkiem i ołowiem. Wykonano próbki betonu korundowego i andaluzytowego o uziarnieniu zgodnym z równaniem Andreassena, w którym wykładnik q wynosił 0,34 i 0,36. Przygotowano również próbki o zwiększonej zawartości mikrokrzemionki (3% i 5%). Oznaczono podstawowe własności próbek oraz określono ich odporność na korozyjne działanie cynku i ołowiu. Oznaczono skład chemiczny próbek po badaniach korozyjnych i obserwowano ich mikrostrukturę pod mikroskopem optycznym. Badania wykazały, że zwiększenie zawartości mikrokrzemionki w składzie betonów do 3% i 5% prowadziło do znacznego zwiększenia ich wytrzymałości na ściskanie, w niektórych przypadkach nawet trzykrotnie. Z kolei porowatość otwarta tworzyw uległa zmniejszeniu wraz ze zwiększeniem zawartości mikrokrzemionki. Zaobserwowano również zwiększenie wytrzymałości betonów na zginanie w temperaturze 700 °C, choć już nie w takim stopniu jak wytrzymałości na ściskanie. Zwiększeniu uległa również skurczliwość wypalania, lecz jej wartość pozostała na akceptowalnym poziomie. Badania korozyjne wykazały, że cynk oddziaływał w większym stopniu na badane betony niż ołów. Z kolei beton korundowy był bardziej odporny na działanie par metali niż beton andaluzytowy. Badania te potwierdziły wyniki obliczeń termodynamicznych. Obserwacje pod mikroskopem optycznym wykazały, że pary cynku i ołowiu reagowały z betonami, a zwłaszcza z ich osnową. Nie stwierdzono penetracji metali w porach badanych materiałów.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Określenie wpływu przygotowania próbki na wynik badania wytrzymałości na podstawie wartości modułu Weibulla
  • Gerle A., Psiuk B.
  • Strony: 451-455
  • W pracy sprawdzono istotność wymagań normy PN-EN 993-5: 2001 względem badanych próbek materiałów formowanych w szczególności w odniesieniu do gładkości powierzchni i doboru narzędzi do ich obróbki. Do badań wykorzystano próbki prostek szamotowych w gatunku BS w kształcie walców nieoszlifowanych i szlifowanych oraz kostek wycinanych tarczą segmentową lub gładką. Określono wpływ przygotowania próbek do badania wytrzymałości na ściskanie na parametry rozkładu Weibulla. Najwyższy moduł Weibulla otrzymano w przypadku próbek w kształcie kostek wycinanych tarczą gładką. Potwierdzono konieczność przestrzegania wymagań normy PN-EN 993-5: 2001 dotyczących przygotowania próbek do badań.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Skład chemiczny i cechy strukturalno-teksturalne wybranych dolomitów krajowych a ich przydatność do produkcji materiałów ogniotrwałych
  • Niesyt M., Wyszomirski P.
  • Strony: 456-462
  • Surowcem aktualnie stosowanym przez krajowy przemysł materiałów ogniotrwałych jest dolomit triasowy z Brudzowic. Wykazuje on dobrą spiekalność i odporność na hydratację, jednak jego zasoby bliskie są wyczerpaniu. Zalegający pod nim dolomit dewoński spieka się trudniej, co związane jest z jego większą czystością chemiczną i bardziej grubokrystaliczną strukturą. Podniesienie temperatury spiekania do 1750 °C znacznie poprawia odporność na hydratację, co stwarza perspektywy jego przemysłowego wykorzystania. Dużej czystości surowiec z Ołdrzychowic k. Kłodzka, o podobnej wielkości kryształów dolomitu, jest trudnospiekalny w temperaturze 1750 °C. Wynika to zapewne z wyraźnie niższej zawartości Fe2O3 (0,09% mas.) w porównaniu z dolomitem dewońskim z Brudzowic (0,28% mas.). Perspektywiczny wydaje się dolomit ze złoża Winna z regionu świętokrzyskiego, z którego – jak dotąd – surowce tego rodzaju nie były stosowane w krajowym przemyśle materiałów ogniotrwałych. Jego wybitnie drobnokrystaliczna struktura i korzystna tekstura (niska porowatość rzędu 4,2%) stwarzają odpowiednie warunki do homogenizacji składników tego surowca w procesie technologicznym.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Reakcje ogniotrwałego tworzywa andaluzytowego zawierającego węglik krzemu ze składnikami środowiska w cyklonowym wymienniku ciepła
  • Madej D., Szczerba J.
  • Strony: 463-467
  • W artykule omówiono reakcje ogniotrwałego tworzywa Al2SiO5-SiC ze składnikami środowiska w cyklonowym wymienniku ciepła w temperaturze 1000 °C ± 100 °C. Badania wykazały, że oddziaływanie atmosfery ZWC ze składnikami tworzywa było związane z zawartością głównie K+/K2O, SO2, CO2 i par Pb. Na tworzywo ogniotrwałe wywierał wpływ także zawierający wapń materiał wypalany, pochodzący z wymiennika ciepła. W strefie reakcyjnej materiału ogniotrwałego zanikały pierwotne fazy i pojawiały się nowe. Identyfikowano m. in. związki potrójne pochodzące z układów K2O-Al2O3-SiO2 ­oraz CaO-Al2O3-SiO2, a także CaSiO3, Ca2SiO4, K2Si4O9, Ca2PbSi3O9, spurryty (2Ca2SiO4·CaCO3 i 2Ca2SiO4·CaSO4) oraz KCl.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zmiany składu fazowego zaczynów z układu MgO-SiO2-H2O
  • Prorok R., Szczerba J., Czapka Z., Madej D., Śnieżek E., Jastrzębska I.
  • Strony: 468-471
  • Celem pracy było prześledzenie zmian zachodzących w zaczynach z układu MgO-SiO2-H2O w czasie ich sezonowania w temperaturze 20 °C. W tym celu sporządzono zaczyn spiekanego tlenku magnezu wraz z mikrokrzemionką oraz wodą. Stosunek molowy MgO/SiO2 wynosił 2:1, natomiast stosunek wody do części stałych wynosił 1:2. Sporządzony zaczyn sezonowano w szczelnych polietylenowych workach do 460 dni. Następnie zaczyny po upływie określonego czasu poddawane były badaniom termicznym DTA-TGA-EGA, analizie rentgenograficznej XRD oraz badaniom w podczerwieni FTIR. Dodatkowo próbki zaczynu po sezonowaniu przez 180 dni poddano wygrzewaniu w trzech różnych temperaturach: 500 °C, 700 °C i 900 °C, a następnie zbadano je za pomocą analizy XRD. W wyniku badań stwierdzono, że wraz z upływem czasu sezonowania zmienia się uporządkowanie wewnętrzne w zaczynach, jak również pojawiają się nowe fazy uwodnione związane z warstwowymi krzemianami magnezu.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Ceramika korundowa wiązana fazą sialonową otrzymywana metodą reakcyjnego spiekania w atmosferze powietrza
  • Dul K., Szczerba J., Madej D.
  • Strony: 472-475
  • W pracy przedstawiono tworzenie się spoiwa sialonowego w matrycy o składzie wyjściowym: azotek krzemu, tlenek glinu oraz wpływ na właściwości wyrobów korundowych i niskocementowych betonów korundowych. Zaformowane próbki były spiekane w atmosferze powietrza w temperaturze 1500 °C. W celu określenia rodzaju powstałej fazy i mikrostruktury w tworzywie po wypaleniu, wykorzystano dyfrakcję rentgenowską (XRD), skaningową mikroskopię elektronową (SEM). Wykonano również analizę składu chemicznego w mikroobszarach (EDS).

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Tworzywa ogniotrwałe z układu czteroskładnikowego CaO-MgO-Al2O3-ZrO2
  • Śnieżek E., Szczerba J., Madej D., Prorok R., Jastrzębska I.
  • Strony: 476-480
  • W artykule omówiono sposób otrzymywania tworzyw ogniotrwałych z układu czteroskładnikowego CaO-MgO-Al2O3-ZrO2 w procesie jednostopniowego wypalania w temperaturze 1580 °C. Otrzymano i porównano właściwości dwóch serii tworzyw o składzie wyjściowym: 85% obj. MgO i 15% obj. CaZrO3 oraz 70% obj. MgO i 30% obj. CaZrO3. Skład tworzyw modyfikowano związkami glinu: monoglinianem wapnia, CaAl2O4, spinelem właściwym magnezjowo-glinowym, MgAl2O4 oraz cementem glinowo-wapniowy. Skład fazowy tworzyw określono metodą XRD, metodą ultradźwiękową wyznaczono moduł Younga. Ponadto określono liniową skurczliwość wypalania. Stwierdzono, że zaproponowana metoda umożliwia otrzymanie tworzyw, których głównymi składnikami fazowymi są MgO i CaZrO3 oraz CaAl2O4 i MgAl2O4.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Technika wykonywania ceramicznych filtrów piankowych - kierunki badań i modernizacji procesów
  • Asłanowicz M., Ościłowski A., Stachańczyk J.
  • Strony: 481-487
  • Producenci ceramicznych filtrów piankowych w Europie realizują program badawczy, ukierunkowany na podnoszenie parametrów użytkowych wyrobów przy równoczesnym dążeniu do ograniczenia kosztów ich wytwarzania. Analiza wyników prac prowadzonych w Ferro-Term Sp. z o.o. wskazała na konieczność wprowadzenia zmian w aktualnie prowadzonym procesie technologicznym, zmierzających do poprawy jakości filtrów oraz optymalizacji wyników w zakresie ekonomii, ergonomii i ekologii. Do realizacji takich zadań w latach 2011–2012 powołany został zespół złożony z pracowników Fraunhofer IKTS - Drezno, Instytutu Odlewnictwa - Kraków i Ferro-Term Sp. z o.o. - Łódź. W artykule przedstawiono wyniki prac zespołu, które prowadzono w następujących obszarach tematycznych: a) szczegółowa analiza właściwości piankowych filtrów ceramicznych wytwarzanych w Ferro-Term Sp. z o.o. i analiza porównawcza z parametrami wyrobów wytwarzanych przez producentów w Europie Zachodniej; oceniono właściwości filtrów wiodącego światowego producenta filtrów i Ferro-Term Sp. z o.o.; oceniono geometrię tworzywa poliuretanowego, skład chemiczny, parametry geometryczne i masowe filtrów, wytrzymałość mechaniczną, odporność na wstrząsy mechaniczne i mikrostrukturę wyrobów; b) opracowanie nowej technologii wytwarzania, pozwalającej na produkcję w Ferro-Term Sp. z o.o. wyrobów odpowiadających standardom UE przy równoczesnym uwzględnieniu działań pozwalających na poprawę ekonomii i ekologii procesu wytwórczego; zakres prowadzonych badań obejmował: 1 – dobór materiałów ceramicznych, spoiw i środków pomocniczych; 2 – opracowanie nowych receptur składu ciekłych mas ceramicznych, 3 – wykonanie partii informacyjnej filtrów ceramicznych i ich kontrola zgodnie z przyjętą metodologią oceny, 4 – próby technologiczne wyrobów – test uderzeniowy.

     

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wyłożenia ogniotrwałe kadzi do transportu surówki z użyciem materiałów ASC.
  • Kantor C., Molin A., Lasota J., Powetz R.
  • Strony: 488-490
  • Artykuł porusza problem trwałości wymurówki kadzi zalewowej, w której prowadzi się proces odsiarczania surówki. Dokonano przeglądu konstrukcji wyłożeń ogniotrwałych oraz materiałów, które były zastosowane w różnych strefach wyłożenia. Szczególną uwagę poświęcono użyciu materiałów ASC w strefie żużlu. Przedstawione są osiągnięcia w próbach przemysłowych w zakresie trwałości wyłożenia kadzi.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Kierunki badań i rozwoju przemysłu materiałów ogniotrwałych wobec bieżących wyzwań i strategii do 2050 r.
  • Czechowski J.
  • Strony: 491-495
  • Scharakteryzowano sytuację przemysłu materiałów ogniotrwałych w Europie i Polsce. Podkreślono utrzymanie przez europejskich producentów wiodącej w świecie roli w zakresie innowacyjności produktów. Przedstawiono analizę podstawowych wyzwań stojących przed przemysłem a wynikających z polityki Unii Europejskiej i ograniczeń w dostępie do surowców. Scharakteryzowano zamierzenia Komisji Europejskiej dotyczące ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i na tym tle wyniki analizy możliwych do osiągnięcia celów przemysłu ceramicznego w perspektywie 2050 r. Przedstawiono aktualną sytuację surowcową i podejmowane działania zmierzające do rozwiązania problemów z ograniczeniami dostępu do surowców. Podkreślono potrzebę zmniejszenia zależności od importu, zwiększenia efektywności wykorzystania surowców i rozwój recyklingu. Omówiono skutki niektórych regulacji unijnych, w tym REACH, na działalność przemysłu materiałów ogniotrwałych. Na podstawie dokonanej analizy sytuacji podjęto próbę sprecyzowania głównych kierunków badań i rozwoju w obszarze materiałów ogniotrwałych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Racjonalizacja zużycia energii w piecach tunelowych
  • Kędziera J., Łabędź J.
  • Strony: 496-499
  • Piece tunelowe są urządzeniami dostosowanymi do jednorodnej produkcji w dużych seriach, które pracują optymalnie przy nominalnej wydajności. Obecnie zmienny rynek i tym samym podążające za nim zamówienia produkcyjne materiałów ogniotrwałych, wymuszają jednak częste zmiany asortymentów przy zmiennej wydajności, co powoduje zmniejszenie sprawności. Zakładane zmniejszenie zużycia paliwa pociąga za sobą konieczność inwestycji, a więc, aby zapewnić opłacalność przedsięwzięcia, konieczne jest uwzględnienie rachunku ekonomicznego modernizacji pieca tunelowego w odniesieniu do zamierzonych efektów. Zestawienie bilansów cieplnych dla różnych warunków pracy pieca tunelowego pozwala na zaproponowanie takich zmian konstrukcyjnych, aby zachować wysoką sprawność pieca przy zmiennej produkcji. W takiej sytuacji konieczne jest zastosowanie odpowiedniego opomiarowania pieca oraz systemu sterownia, który na bieżąco reaguje na zmienne warunki pracy, jak np. regulacja temperatur w poszczególnych sekcjach strefy ogniowej pieca tunelowego, w zależności od zapotrzebowania produkcyjnego, czy też regulacja/nastawy parametrów powietrza strefy studzenia. W niniejszej pracy przedstawiono systemy sterowania pieców tunelowych zastosowanych w kilku pracujących piecach przemysłowych oraz wpływ pracy tych systemów na zużycie energii.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…