Wyszukiwanie artykułów

Tom 66 (2014)

Spis treści

Tom 66, Numer 1

  • Spieki NiAl i Ni3Al wytwarzane w reakcji SHS metodą PPS
  • Cymerman K., Michalski A.
  • Strony: 4-9
  • Stosując metodę PPS (ang. pulse plasma sintering) z mieszaniny proszków Ni oraz Al z udziałem reakcji SHS (ang. self-propagation high-temperature synthesis) otrzymywano spieki NiAl i Ni3Al. Spiekanie prowadzono w  temperaturze 1000 °C i 1100 °C w czasie 5 min przy ciśnieniu prasowania 100 MPa. Otrzymane spieki NiAl i Ni3Al, niezależnie od temperatury spiekania, miały gęstość względną powyżej 98%. Spieki miały drobnokrystaliczną mikrostrukturę. W spiekach NiAl średnie ziarno wynosiło ok. 8 µm, natomiast w spiekach Ni3Al ok. 4 µm. Twardość spieków NiAl otrzymywanych w temperaturze 1000 °C wynosiła 290 HV10, a spieków Ni3Al - 305 HV10.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Trwałość ostrzy skrawających z kompozytów diament/WCCo w obróbce skrawaniem płyty MDF
  • Wachowicz J., Michalski A.
  • Strony: 10-13
  • W pracy przedstawiono wyniki badań trwałości ostrzy skrawających wykonanych z kompozytu o osnowie WC6%Co, zawierającego 30% obj. rozproszonych cząstek diamentu o gradacji 8-10 µm lub 16-20 µm. Kompozyty spiekano w urządzeniu PPS (ang. pulse plasma sintering), opracowanym na Wydziale Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej, w temperaturze 1050 °C, w czasie 5 min i przy ciśnieniu prasowania wynoszącym 100 MPa i 120 MPa, w zależności od wielkości cząstek diamentu. Otrzymane spieki posiadały gęstość zbliżoną do teoretycznej (powyżej 99% GT) oraz twardość HK1 na poziomie ok. 2000. Badania trwałości, w procesie skrawania materiału MDF o gęstości 720-750 kg/m3, wykazały ponad ośmiokrotny wzrost trwałości ostrzy wykonanych z kompozytu WC6%Co z diamentem 16-20 µm w porównaniu do ostrzy wykonanych z handlowego węglika spiekanego HM.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Mikrostruktura powłok ZrO2 natryskiwanych plazmowo po przetopieniu laserem
  • Iwaszko J., Przerada I., Fila K.
  • Strony: 14-19
  • Głównym celem pracy była analiza mikrostruktury powłok tlenkowych na bazie ZrO2 wytworzonych metodą natryskiwania plazmowego i przetopionych za pomocą lasera CO2 o ciągłej charakterystyce pracy. W badaniach mikrostruktury wykorzystano mikroskopię optyczną, skaningową mikroskopię elektronową oraz mikroskopię konfokalną; wykonano także ocenę ilościową porowatości oraz badania geometrii powierzchni. Przeprowadzone badania pozwoliły zobrazować wielkość i charakter zmian mikrostrukturalnych wywołanych przetopieniem i dokonać oceny tych zmian. We wszystkich analizowanych przypadkach stwierdzono znaczącą redukcję porowatości powłok po obróbce laserowej, przy jednoczesnej zmianie morfologii pozostałych w powłoce porów. Obróbce przetopieniowej towarzyszyła wyraźna sferoidyzacja porów i ich koalescencja. W przypadku porów zlokalizowanych w pobliżu granicy powłoka-podłoże wykazano, że ich obecność stanowi w znacznej mierze konsekwencję przekształcania się obszarów, w których pierwotnie występował lokalny brak przyczepności materiału natryskiwanego do podłoża. Charakterystyczną cechą powłok przetopionych był zanik cech laminarności budowy typowej dla powłok wytwarzanych metodą APS, a wynikającej z metodyki nanoszenia tworzywa powłokowego na podłoże. Przetopieniu powłoki tlenkowej towarzyszyło ponadto wyraźne rozdrobnienie mikrostruktury, homogenizacja materiału i zmiana morfologii wyjściowych faz. Konsekwencją zmian w mikrostrukturze i budowie materiału natryskiwanego był znaczący wzrost twardości i odporności na ścieranie analizowanych powłok.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Aktywność fotokatalityczna cienkich warstw ditlenku tytanu zawierających nanorurki TiO2
  • Nocuń M., Kwaśny S.
  • Strony: 20-26
  • Nanorurki TiO2 mają szereg zastosowań praktycznych głównie w procesach katalitycznych i fotokatalitycznych. Są one chętniej stosowane od typowych materiałów w postaci proszków ze względu na znacznie większe rozwinięcie powierzchni. Wpływ dodatku nanorurek TiO2 na aktywność fotokatalityczną powłok, otrzymanych z zolu zawierającego ditlenek tytanu, oraz na ich właściwości optyczne jest nadal słabo zbadany. W pracy opisano procedurę syntezy zolu TiO2 techniką zol–żel z dodatkiem nanorurek oraz otrzymywania cienkich powłok na powierzchni szkła techniką zanurzeniowo–wynurzeniową. Scharakteryzowano strukturę powłok, właściwości optyczne oraz wyznaczono aktywność fotokatalityczną i kąty zwilżania.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Optyczne i strukturalne badania szkieł tellurowych z układu TeO2–WO3–PbO modyfikowanych tlenkami lutetu i lantanu
  • Burtan B., Grelowska I., Wasylak J., Reben M.
  • Strony: 27-31
  • W artykule przedstawiono badania dotyczące wpływu tlenków lutetu i lantanu na właściwości fizykochemiczne szkieł tellurowych z układu TeO2–WO3–PbO. Przebieg przemian fazowych, zachodzących podczas ogrzewania szkieł, badano przy pomocy metody DTA, XRD oraz SEM. Przy pomocy spektroskopii MIR oraz Ramana określono wpływ modyfikatorów w postaci lantanu i lutetu na strukturę szkieł tellurowych. Na podstawie badań optycznych transmisji i odbicia potwierdzono wysoką przepuszczalność szkieł zwłaszcza w środkowej podczerwieni. Przy pomocy badań elipsometrycznych stwierdzono, że modyfikatory w postaci jonów Lu3+ i La3+ obniżają wartość współczynnika załamania światła.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badania procesu rozdrabniania kryształu górskiego w wibracyjnej kruszarce szczękowej
  • Sidor J., Mazur M.
  • Strony: 32-36
  • Badania procesu kruszenia wibracyjnego kryształu górskiego przeprowadzono w doświadczalnej, wibracyjnej kruszarce szczękowej KW 40/1. W pracy podano schemat, opis techniczny i podstawowe parametry kruszarki. Nadawą były próbki o uziarnieniu 10-30 mm oraz 10-20 mm o masie 1 kg każda. Celem badań było określenie możliwości zastosowania wibracyjnej kruszarki szczękowej do bardzo drobnego kruszenia tego materiału z zachowaniem jego wysokiej czystości. Kryształ górski charakteryzuje się gęstością około 2,65 g/cm3 i twardością 7 w skali Mohsa. Próby przeprowadzono w przypadku dwóch różnych uziarnień nadawy oraz dwóch wielkości szczeliny wylotowej: e = 1,0 mm i e = 2,5 mm, przy ustalonej częstotliwości drgań szczęk (f = 18 Hz). Zaobserwowano, że proces kruszenia wibracyjnego kryształu górskiego przebiegał bardzo dobrze. Z analizy krzywych składu ziarnowego produktu kruszenia wynika, że około 95% masy produktu zawiera się poniżej wymiaru 5,0 mm, a ponad 30% poniżej 1,0 mm. Korzystne wyniki badań wskazują, że wibracyjna kruszarka szczękowa może być z powodzeniem stosowana do rozdrabniania kryształu górskiego, np. podczas przygotowania do procesu mielenia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ zwiększenia skali procesu na przebieg syntezy i właściwości barwne pigmentu YAl0,97Cr0,03O3
  • Kuźmińska K., Bućko M.M., Stobierska E.
  • Strony: 37-44
  • Problem zwiększania skali procesu syntezy często stanowi wyzwanie dla inżynierów i producentów. Jest to również ważne zagadnienie w produkcji pigmentów ceramicznych. Duża partia pigmentu jest najczęściej wytwarzana przez zmieszanie i homogenizację mniejszych porcji kalcynowanych proszków. W niniejszej pracy problem ten był analizowany w przypadku czerwonych pigmentów o strukturze typu perowskitu z układu Y2O3-Al2O3-Cr2O3. Przedstawiono wpływ skali syntezy na skład fazowy i barwę takich pigmentów. Perowskit itrowo-glinowy, dotowany chromem o nominalnym składzie YAl0,97Cr0,03O3, przygotowany został z mieszaniny proszków Y2O3, Al(OH)3 i Cr2O3 z 5-procentowym dodatkiem mineralizatora - CaF2. Mieszanina surowców kalcynowana była w tyglach korundowych w temperaturze 1300 °C przez 1 h, 3 h lub 6 h. Ilość wypalanej mieszaniny proszków wynosiła odpowiednio 1 g, 5 g, 10 g, 20 g i 40 g. Uzyskane wyniki wskazują, że ilość użytej mieszaniny oraz czas kalcynacji znacząco wpływają zarówno na skład chemiczny i fazowy proszków, jak i na ich morfologię, a w konsekwencji na parametry barwy powstałych pigmentów.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zastosowanie metody elementów skończonych w badaniach interkonektorów metalicznych do stałotlenkowych ogniw paliwowych w wybranych układach geometrycznych
  • Stygar M., Kruk A., Brylewski T.
  • Strony: 45-48
  • W pracy przedstawiono wyniki symulacji przeprowadzonych z zastosowaniem metody elementów skończonych na trójwymiarowym modelu elementu roboczego ogniwa paliwowego typu SOFC. Analizy podstawowych własności fizycznych dokonano na układzie geometrycznym typu MOLB oraz w układzie planarnym. Przyjęto materiały odzwierciedlające stałotlenkowe ogniwo paliwowe IT-SOFC. W badaniach skoncentrowano się na określeniu wpływu zużycia interkonektora metalicznego na stopień turbulentności przepływu mediów gazowych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Optymalizacja warunków otrzymywania kropek kwantowych metodą SILAR
  • Trenczek-Zając A., Łącz A., Ziąbka M., Radecka M.
  • Strony: 49-54
  • W celu otrzymania kropek kwantowych PbS i CdS zastosowano metodę adsorpcji kolejnych warstw jonów i reakcji (SILAR) z wykorzystaniem roztworów siarczku(II) sodu, azotanu(V) ołowiu(II) i siarczanu(VI) kadmu na bazie wody destylowanej lub metanolu. Zastosowano stężenia z zakresu 0,001-0,1 M oraz liczbę cykli osadzania zmieniającą się w granicach 5-15. Obecność poszczególnych pierwiastków w otrzymanych strukturach potwierdzona została analizą widma EDS. Na podstawie wyników XRD stwierdzono, że zarówno PbS jak i CdS krystalizują w układzie regularnym. Analiza zdjęć otrzymanych metodą SEM pozwoliła na określenie zależności pomiędzy parametrami procesu SILAR, takimi jak stężenie roztworów prekursorów, liczba cykli osadzania i rodzaj rozpuszczalnika, a rozmiarem nanostruktur PbS i CdS. W przypadku obu siarczków, zastosowanie roztworów wodnych prekursorów o stężeniu nie przekraczającym 0,01 M stwarza warunki do krystalizacji pojedynczych kropek kwantowych, których rozmiar rośnie wraz ze wzrostem stężenia. Analogiczne zależności obserwowane są w przypadku zwiększania liczby cykli, bez względu na rodzaj rozpuszczalnika. Stosowanie roztworów wodnych o większym stężeniu (≥ 0,1 M) prowadzi do częściowej aglomeracji. Zmiana rozpuszczalnika na metanol pozwala na zmniejszenie rozmiaru nanostruktur.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Gezy wapienne z Ożarowa jako aktywne dodatki do cementu
  • Roszczynialski W., Stępień P.
  • Strony: 55-61
  • Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych mających na celu określenie przydatności gez wapiennych do roli aktywnego składnika cementów. Przeprowadzono badania próbek gezy w odniesieniu do jej aktywności pucolanowej, składu fazowego (XRD, DTA, TG) i mikrostruktury (badania mikroskopowe SEM). Wykonano trzy cementy zawierające odpowiednio 15%, 25% i 35% gezy oraz cement referencyjny CEM I, które poddano wybranym badaniom zalecanym przez normę PN-EN 196. Wyznaczono ciepło hydratacji, skład ziarnowy oraz powierzchnię właściwą sporządzonych spoiw. Stwierdzono możliwość stosowania (15-35)% dodatku gezy wapiennej do produkcji cementów CEM II (A, B) M i CEM IV o klasie wytrzymałości nie mniejszej niż 42,5.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Transport wody w zaprawach z dodatkiem perlitu ekspandowanego modyfikowanych domieszkami
  • Nocuń–Wczelik W., Nowak M., Trybalska B.
  • Strony: 62-67
  • Lekkie zaprawy (betony) sporządzone z udziałem perlitu ekspandowanego charakteryzują się podwyższoną porowatością, co skutkuje pogorszeniem niektórych właściwości użytkowych w obecności wilgoci. Praca stanowi podsumowanie badań mających na celu poprawę właściwości termoizolacyjnych tworzyw perlitowych poprzez wprowadzenie domieszek o działaniu hydrofobizującym i modyfikującym mikrostrukturę materiału. Sporządzono kilka serii zapraw cementowo-perlitowych o różnej zawartości perlitu. Scharakteryzowano ich podstawowe właściwości standardowe. Przeprowadzono pomiary podciągania kapilarnego. Dokonano obserwacji pod elektronowym mikroskopem skaningowym, podczas których potwierdzono zwartą mikrostrukturę warstwy na granicy rozdziału wypełniacz perlitowy - matryca cementowa. W badaniach kalorymetrycznych wykazano aktywny udział perlitu w procesie hydratacji. Ustalono optimum proporcji cement/perlit/domieszka, przy której relacje pomiędzy zachowaniem małej gęstości objętościowej i zmniejszeniem nasiąkliwości są najkorzystniejsze. Wskazano też na korzyści wynikające z zastosowania domieszki napowietrzającej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ dodatku węglanu wapnia na proces spiekania różnych kaolinów
  • Kłosek-Wawrzyn E., Małolepszy J., Murzyn P.
  • Strony: 68-76
  • Proces spiekania materiałów ceramicznych zależy od szeregu czynników m.in. takich jak rodzaj spiekanego materiału, początkowe zagęszczenie masy, jednorodność upakowania proszku, reakcje i przemiany fazowe zachodzące podczas ogrzewania, ilość i właściwości fazy ciekłej oraz warunki wypalania. W artykule przeanalizowano przebieg procesu spiekania kaolinowych mas ceramicznych z dodatkiem węglanu wapnia oraz określono wybrane właściwości uzyskanych tworzyw. W badaniach wykorzystano dwa surowce kaolinowe różniące się pomiędzy sobą zawartością kaolinitu i kwarcu oraz czysty węglan wapnia.  Masy ceramiczne poddano badaniom termicznym metodą dylatometrii i mikroskopii wysokotemperaturowej. Dla wypalonych w różnych temperaturach (1220 °C, 1350 °C) tworzyw wyznaczono gęstość, nasiąkliwość, porowatość, wytrzymałość na zginanie oraz skład fazowy metodą XRD i SEM. W wyniku przeprowadzonych badań potwierdzono, że wpływ CaCO3 na spiekanie mas ceramicznych zależy od rodzaju kaolinu, ilości wprowadzanego węglanu i temperatury wypalania. W tworzywach z mas zawierających CaCO3, poza składnikami występującymi w tworzywach bez dodatków, takimi jak mullit, kwarc, trydymit, substancja amorficzna, stwierdzono dodatkowo obecność anortytu i gehlenitu. Przedstawione wyniki stanowią podstawę do badań nad wpływem węglanu wapnia na spiekanie i właściwości mas ceramiki budowlanej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ temperatury na mikrostrukturę włóknistych ogniotrwałych materiałów amorficznych
  • Przerada I., Zawada A., Iwaszko J.
  • Strony: 77-80
  • W pracy zbadano płyty izolacyjne wykonane z włóknistego glinokrzemianowego materiału ogniotrwałego, przeznaczone do stosowania w temperaturach sięgających 1400 °C. Zarówno analiza fazowa i mikrostrukturalna, jak i ocena skurczu liniowego, które przeprowadzono w zakresie temperatur 900-1400 °C, wykluczyły możliwość stosowania tego materiału zgodnie ze wskazaniami producenta. Krystalizacja zeszklonych glinokrzemianowych włókien wystąpiła w temperaturze znacznie niższej niż temperatura odpowiadająca klasyfikacji. Proces odszklenia i intensywne zmniejszenie lepkości podczas wygrzewania materiału w temperaturze poniżej granicy klasyfikacyjnej doprowadziły do znaczącej degradacji mikrostruktury materiału, utraty charakteru włóknistego i skurczu, przewyższającego wartość graniczną dla wskazanej klasy.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ pełnego nasycenia wodą na wybrane właściwości fizyko-mechaniczne cegły ceramicznej
  • Stryszewska T.
  • Strony: 81-87
  • W artykule zostały przedstawione wyniki badań dotyczące wpływu wody na wybrane właściwości cegły ceramicznej zwykłej i klinkierowej. Jako cechy diagnostyczne, na podstawie których badano wpływ wody na czerep cegły ceramicznej wybrano wytrzymałość na ściskanie, twardość oraz wydłużenie liniowe, mierzone w stanie wysuszonym oraz w stanie pełnego nasycenia wodą. Do badań wybrano dwa rodzaje cegły ceramicznej zwykłej o istotnie zróżnicowanych właściwościach mechanicznych oraz fizycznych. Porowatość i nasiąkliwość wyraźnie różnicowała oba materiały, a także zawartość nieprzereagowanego surowca ilastego. Wytrzymałość na ściskanie analizowanych materiałów wynosiła odpowiednio 35 MPa i 70 MPa. W przypadku cegły o mniejszej wytrzymałości porowatość całkowita wynosiła 46%. Natomiast cegła ceramiczna o wytrzymałości wyższej charakteryzowała się porowatością całkowitą na poziomie 31%, wyższą zawartością nieprzereagowanego surowca ilastego, a stąd większą podatnością na działanie wody. Nasiąkliwość objętościowa obu materiałów wynosiła odpowiednio 40% i 26%. Badania prowadzono również na cegle klinkierowej o wytrzymałości na ściskanie powyżej 100 MPa, porowatości całkowitej 22% oraz nasiąkliwości objętościowej 15%. Cegła ta wykazała całkowitą odporność na działanie wody.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Odporność korozyjna materiałów ogniotrwałych z dwuglinianu wapnia
  • Drygalska E., Pięta A., Czyżewska A., Krupa G., Lis J., Jonas S.
  • Strony: 88-93
  • Wykonano badania podatności materiałów ogniotrwałych, wytworzonych na bazie dwuglinianu wapnia, na działanie ciekłej fazy klinkierowej i stopu krzemianowo-alkalicznego metodą tzw. testu osiadania. Test daje obraz zachowania się korodowanej warstwy materiału ogniotrwałego w istotnej dla całego procesu fazie – przechodzenia składników tworzywa do płynnej masy czynnika korodującego, zarówno poprzez bezpośrednie rozpuszczanie, jak i na drodze wymywania przez ten czynnik nierozpuszczonych cząstek i ziaren. Sporządzono serię próbek zawierających składnik ogniotrwały i czynnik korozyjny w zmiennych proporcjach składnika ogniotrwałego i reagenta tworzącego stop korozyjny. Próbki wygrzewano w wysokotemperaturowym mikroskopie w zakresie temperatur 20 °C – 1500 °C. Na podstawie zmian kształtu próbek oznaczono charakterystyczne temperatury ich mięknięcia, topnienia i rozpływu. Efekty korozji w badanych składach określono w oparciu o analizę mikrostruktury, składu chemicznego i fazowego. Uzyskane wyniki wskazują na dobrą odporność tych materiałów na działanie zastosowanych w pracy reagentów korozyjnych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…

Spis treści

Tom 66, Numer 2

  • Spiekanie nanokrystalicznych faz azotkowo-borkowych
  • Wyżga P., Jaworska L. Bućko M.M., Szutkowska M., Klimczyk P.
  • Strony: 98-102
  • Badania przedstawione w tym artykule opisują zagadnienia związane ze spiekaniem, głównie metodami ciśnieniowymi, i oceną kompozytów TiN-TiB2, otrzymanych z nanoproszków wykonanych przez różnych producentów, wykorzystujących różne metody syntezy. W pracy zastosowano sześć rodzajów nanoproszków komercyjnych, opierających się na fazach TiN oraz TiB2. Mieszanki kompozytowe zostały przygotowane w stosunku mas. 70% TiN : 30% TiB2 oraz 50% TiN : 50%TiB2. Wykazano silną zależność pomiędzy składem fazowym proszków a składem fazowym i właściwościami otrzymanych materiałów. Szczególnie niekorzystnym zjawiskiem jest tworzenie się miękkiej, heksagonalnej odmiany azotku boru, za którą odpowiada obecność w proszkach kwasu borowego w postaci sassolinu, który jest stosowany w produkcji dwuborku tytanu. Potwierdzono, że skład fazowy proszków bardzo silnie wpływa na przebieg procesu spiekania i sposób zagęszczania próbki. Krzywe spiekania dla badanych proszków nanometrycznych różnią się od tych rejestrowanych w przypadku tych samych składów kompozytu otrzymywanego z proszków mikrometrycznych. Stopień zagęszczenia mieszanek określony był na podstawie pomiarów gęstości i porowatości spieków kompozytowych. Przeprowadzono obserwację morfologii proszków i mikrostruktury spieczonych materiałów przy pomocy mikroskopii SEM i TEM. Analiza składu fazowego była wykonana metodą rentgenowską, natomiast badania składu chemicznego za pomocą spektrometru EDS. Największe wartości gęstości i twardości HV0,3 uzyskano w przypadku spieku wykonanego metodą SPS w temperaturze 1900 °C i czasie 5 minut przy ciśnieniu 35 MPa.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ warunków otrzymywania materiałów ogniotrwałych z dwuglinianu wapnia na wybrane właściwości
  • Drygalska E., Pięta A., Czyżewska A., Krupa G., Lis J., Jonas S.
  • Strony: 103-108
  • Określono optymalne warunki otrzymywania nowych materiałów ogniotrwałych, których składnikiem konstytutywnym jest dwuglinian wapniowy (CA2). Związek       ten o temperaturze topnienia ok.1760 °C charakteryzuje się wyjątkowo niską rozszerzalnością cieplną. Jest to szczególny walor techniczny, uodparniający kształtki na pękanie powodowane nadmiernymi różnicami temperatur na ich przekroju w czasie pracy. Oczekuje się również dobrej odporności korozyjnej      dzięki jego bezkrzemianowemu składowi chemicznemu. Głównym celem prezentowanych badań było otrzymanie produktów zawierających w swym składzie CA2 z dodatkiem innych wysokoogniotrwałych związków, charakteryzujących się niską rozszerzalnością cieplną i ograniczoną porowatością otwartą. Jak wiadomo, obecność w materiale porów otwartych sprzyja niszczącej korozji w środowisku agresywnych cieczy i gazów. Sporządzono kilka serii kształtek formowanych pod różnym ciśnieniem i wypalanych w temperaturach do 1600 °C. Określono skurczliwość wypalania, gęstość pozorną, porowatość, gazoprzepuszczalność oraz skład fazowy. Oznaczono odporność na wstrząsy cieplne otrzymanych kształtek oraz wykonano pomiary wytrzymałości na ściskanie.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wstępne badania wytwarzania sorbentu wapiennego w młynie wibracyjnym
  • Sidor J., Tomach P.
  • Strony: 109-114
  • Badania procesu wytwarzania sorbentu w postaci mączki wapiennej przeprowadzono drogą mielenia w laboratoryjnym młynie wibracyjnym o niskiej częstotliwości drgań. Proces mielenia zachodził w sposób okresowy na sucho w środowisku powietrza w komorze z wykładziną stalową. Głównym celem badań było uzyskanie proszku kamienia wapiennego zawierającego powyżej 70% klasy ziarnowej 0-63 μm, który może znaleźć zastosowanie jako sorbent w mokrej metodzie odsiarczania spalin kotłów energetycznych. Uziarnienie zmielonego kamienia wapiennego oznaczano granulometrem laserowym LAU-15. Kontrolnymi parametrami uziarnienia zmielonego materiału były wymiary ziaren d97, d90 i d50. Celem dodatkowym badań było uzyskanie jak największej zawartości klasy 0-10 μm. Tego rodzaju proszek może być zastosowany jako wypełniacz tworzyw polimerowych. Nadawą do mielenia był kamień wapienny o uziarnieniu 0,1-0,40 mm, materiał odpadowy z młyna rolowo-misowego. Program badań obejmował cztery serie prób kinetyki mielenia kamienia wapiennego o tych samych czasach poszczególnych prób, to jest 2,5 min, 5 min, 10 min i 15 min. Ustalony był również stopień napełnienia komory (0,70), częstotliwość drgań (12 Hz) oraz liczba Frude\'a (6). Parametrami zmiennymi były dwa zestawy mielników oraz dwa warianty mielenia bez aktywatora oraz z aktywatorem. W badaniach otrzymano produkt mielenia zawierający (78-100)% klasy 0-63 μm oraz (66-95)% klasy 0-10 μm. Częstotliwość drgań komory wynosiła 12 Hz, a maksymalny czas mielenia 15 minut. Rezultaty eksperymentu wskazują, że w młynie wibracyjnym o niskiej częstotliwości drgań można bez trudu otrzymać produkt spełniający z dużym zapasem wszystkie wymagania uziarnienia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Charakterystyka podstawowych właściwości fizycznych wybranych sorbentów mineralnych
  • Riegert D., Radwan K., Suchorab P., Rakowska J.
  • Strony: 115-120
  • Rozlewy substancji ropopochodnych likwiduje się poprzez zebranie oleju ze środowiska. Zadanie to spełniają metody mechaniczne, w których za pomocą specjalnie skonstruowanych urządzeń zbiera się rozlany olej z mieszaniną wodno-olejową z powierzchni wody czy gruntu, lub materiały pochłaniające nazywane sorbentami. Celem badań było pokazanie różnic pomiędzy charakterystycznymi cechami wybranych sorbentów mineralnych, dostępnych na polskim rynku. Sorbenty wybrane do badań różniły się między sobą składem chemicznym i wielkością ziarna. Wykonano obserwacje przy użyciu mikroskopu, które pozwoliły na ocenę mikrostruktury i porowatości poszczególnych próbek. Wykonano badania zdolności pochłaniania oleju badanych sorbentów. 

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Modyfikacja topografii i chropowatości powierzchni szkliwa poprzez dobór uziarnienia surowców
  • Partyka J., Gajek M., Gasek K.
  • Strony: 121-125
  • Prezentowana praca pokazuje nową, prostą metodę poprawiania właściwości powierzchniowych, takich jak gładkość, połysk i stopień białości szkliw ceramicznych. Metoda ta polega na świadomym selektywnym doborze uziarnienia wybranych składników surowcowych. W badaniach czynnikiem zmiennym było uziarnienie surowców twardych, czyli kwarcu, skalenia oraz krzemianu cyrkonu. Uzyskane wyniki pokazują, że odpowiedni dobór uziarnienia poszczególnych surowców znacząco poprawia jakość powierzchni.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Badanie powierzchni materiałów ceramicznych metodą spektrometrii masowej jonów wtórnych
  • Tuleta M.
  • Strony: 126-128
  • Profile głębokościowe przypowierzchniowego obszaru szkła sodowo glinokrzemianowego i warstwy diamentowej zostały otrzymane metodą spektrometrii masowej jonów wtórnych (SIMS). Profile pokazały zależność od wiązki jonów pierwotnych tlenu i cezu. Efekt ten jest wyjaśniany różnym mechanizmem modyfikacji powierzchni poddawanej działaniu jonów pierwotnych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Synteza zeolitów z perlitu i ich zdolności sorpcyjne
  • Król M., Morawska J., Mozgawa W., Pichór W., Barczyk K.
  • Strony: 129-134
  • W pracy przedstawiono wyniki badań nad procesem syntezy materiału zeolitowego z odpadowej frakcji pylastej powstałej przy produkcji perlitu ekspandowanego. Przeanalizowano wpływ stężenia i ilości roztworu NaOH, temperatury oraz czasu syntezy na rodzaj i ilość powstałych produktów. W zależności od warunków, w jakich prowadzony był proces, zidentyfikowane na podstawie rentgenowskiej analizy fazowej (XRD) produkty to: zeolit Na-P1, zeolit X, zeolit A oraz hydroksysodalit. Obecność faz zeolitowych potwierdziły pomiary spektroskopowe w zakresie środkowej podczerwieni oraz obserwacje w mikroskopie skaningowym. Stwierdzono, że istnieje możliwość optymalnego doboru parametrów syntezy zeolitów; już po 24 h w temperaturze przynajmniej 60 °C i przy stężeniu NaOH powyżej 3,0 mol/dm3 możliwe jest efektywne przekształcenie perlitu w materiał zeolitowy. Na podstawie analizy składu fazowego (zawartość zeolitów A oraz X) oraz mikrostruktury uzyskanych próbek wyselekcjonowano te o potencjalnie wysokich zdolnościach sorpcyjnych. Wyznaczono pojemności sorpcyjne wybranych próbek. Stwierdzono, że sodowe zeolity uzyskane w procesie syntezy z perlitu ekspandowanego mogą być z powodzeniem wykorzystywane w procesach sorpcyjnych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Odporność hydrolityczna szkieł do immobilizacji odpadów szkodliwych
  • Ciecińska M., Stoch P.
  • Strony: 135-140
  • Witryfikacja jest obecnie najskuteczniejszą metodą unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych. Pozwala ona na trwałe unieruchomienie w strukturze szkła pierwiastków szkodliwych, które pełnią rolę modyfikatorów więźby szkła. W pracy badano szkło z układu P2O5–Fe2O3 przeznaczone do immobilizacji odpadów radioaktywnych. Jako modelowy odpad radioaktywny posłużyły Na2SO4 oraz CaCl2. Badano także szkło borokrzemianowe przeznaczone do unieszkodliwiania odpadów medycznych w postaci popiołu. Przeprowadzono badania odporności hydrolitycznej szkieł uzyskanych z mieszanin szkło-odpad. Na tej podstawie określono wpływ ilości dodawanego do szkła odpadu na ich odporność hydrolityczną. Przeprowadzone badania obu rodzajów szkieł wykazały ich przydatność jako matryce do witryfikacji wybranych grup odpadów.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Proszki TiO2 z grupami aminowymi: synteza, charakterystyka oraz badanie porowatości
  • Iwan A., Hreniak A., Malinowski M., Gryzło K.
  • Strony: 141-145
  • W celu otrzymania proszków TiO2 modyfikowanych grupami aminowymi przeprowadzono syntezy, wprowadzając na etapie hydrolizy w różnej ilości prekursor TEAIP: Ti(C2H4O)3N(OCH(CH3)2). Otrzymano dwa proszki różniące się zawartością grup aminowych (TiO2-13 i TiO2-14). Dla otrzymanych proszków wykonano badania absorpcyjne w zakresie UV-Vis, badania porowatości oraz powierzchni właściwej. Dodatkowo dla proszków TiO2 określono wielkość ziaren i wykonano pomiar potencjału elektrokinetycznego.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ stosunku molowego Na2O do K2O na podstawowe właściwości szkliw porcelanowych
  • Gasek K., Partyka J., Gajek M.
  • Strony: 146-150
  • Szkliwa ceramiczne stosowane w przemyśle wyrobów sanitarnych muszą gwarantować nie tylko wystarczająco wysoką jakość otrzymywanych powierzchni szkliwionych, ale również wyróżniać się odpowiednimi parametrami technologicznymi. Jednym z ważniejszych czynników determinujących właściwości szkliw jest odpowiednio dobrany skład chemiczny. Dokładne określenie roli poszczególnych składników szkliwa jest konieczne, by osiągnąć lepszą funkcjonalność szkliwionych wyrobów, a także aby móc modyfikować wybrane właściwości powierzchni szkliwionych wyrobów, wpływając dodatnio na ich jakość. W niniejszej  pracy badano wpływ zmiennej zawartości tlenku sodu i potasu na właściwości technologiczne szkliw. Przygotowano pięć szkliw, których składy różniły się jedynie stosunkiem molowym Na2O do K2O. Zbadano podstawowe właściwości technologiczne szkliw: lepkość metodą spływu, temperatury charakterystyczne oraz współczynnik rozszerzalności cieplnej szkliw metodą dylatometryczną.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ wypełniaczy kaolinu i kredy na właściwości mechaniczne laminatu poliestrowo-szklanego
  • Środa M., Gąsior M., Sudoł Ł.
  • Strony: 151-155
  • W pracy zbadano wpływ wypełniaczy na właściwości mechaniczne laminatu poliestrowo-szklanego. W procesie otrzymywania laminatu zastosowano maty EM-1002/450 i EM-1002/600 firmy Krosglass S.A. oraz żywicę poliestrową - Polimal 109. Maty zostały wykonane techniką emulsyjną. Jako wypełniacze zastosowano kredę i kaolin. Były one dodawane w ilości 5%, 10% i 15% mas. Określono ich wpływ na wytrzymałość na rozciąganie i zginanie. Stwierdzono, że ich dodatek nie powoduje zmniejszenia wytrzymałości. Otrzymane laminaty posiadały wytrzymałość na zginanie ok. 250-300 MPa, a na rozciąganie 105-110 MPa. Dodatek wypełniaczy wpłynął na barwę laminatów. Kreda powodowała zmianę barwy z białej na kremową, a kaolin wywoływał szare zabarwienie.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Spiekanie tworzyw B4C z dodatkami TiB2, TiC lub TiN
  • Rutkowski P., Górny G., Góra S.
  • Strony: 156-164
  • Niniejsza praca dotyczy porównania różnych metod spiekania tworzyw z osnową węglika boru. W celu podwyższenia odporności na kruche pękanie do materiału wprowadzano fazy mogące generować naprężenia w materiale ze względu na różnicę współczynników rozszerzalności. Jako fazę dyspergowaną użyto węglik tytanu, azotek tytanu i dwuborek tytanu w ilości do 20% objętościowych. Tworzywa uzyskiwano na drodze spiekania swobodnego, prasowania na gorąco oraz SPS (ang. spark plasma sintering). Określono i poddano analizie ich skład fazowy, mikrostrukturę, zagęszczenie oraz podstawowe właściwości mechaniczne. Na bazie przeprowadzonych badań wykazano, że technika SPS nie nadaje się do spiekania tego typu tworzyw kompozytowych oraz, że najbardziej obiecującym układem jest B4C-TiB2 otrzymywany drogą prasowania na gorąco. Wprowadzenie fazy dwuborku tytanu do osnowy B4C w ilości nie większej niż 15% obj. spowodowało podwyższenie twardości, wytrzymałości na zginanie oraz odporności na kruche pękanie wytworzonych kompozytów w porównaniu z czystymi materiałami B4C.

    Słowak kluczowe: B4C, prasowanie na gorąco, SPS, TiB2, TiN, TiC, mikrostruktura finalna,

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Krystalizacja szkieł krzemianowo-fosforanowych z układu NaCaPO4–SiO2–BPO4
  • Bułat K., Sitarz M., Pszczoła J., Wajda A.
  • Strony: 165-169
  • Przedmiotem badań w przedstawionej pracy były likwacyjne szkła krzemianowo-fosforanowe z układu NaCaPO4-SiO2, do których wprowadzono jony B3+, a następnie przeprowadzono ich dewitryfikację. Pomiary termiczne (DSC) pozwoliły stwierdzić, że dodatek jonów boru zmienia przebieg krystalizacji szkieł krzemianowo-fosforanowych z wieloetapowego w jednostopniowy (widoczny tylko jeden słaby efekt egzotermiczny na krzywych DSC). Kierowaną krystalizację wybranych szkieł z układu NaCaPO4-SiO2-BPO4 wykonano w piecu gradientowym. Otrzymane w ten sposób dewitryfikaty poddano badaniom strukturalnym (XRD, MIR), które potwierdziły pojawienie się tylko jednej fazy krystalicznej podczas ich wygrzewania oraz dużą odporność termiczną badanych szkieł.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Impulsowa maszyna termoelektryczna
  • Nedelcu M., Apostol M., Stockholm J.G.
  • Strony: 170-174
  • Opisano nowy rodzaj transportu termoelektrycznego, złożonego z impulsów nośników ładunku, które przepływają okresowo przez zewnętrzny obwód z gorącego końca próbki do zimnego przy określonych czasach włączenia i wyłączenia kontaktów elektrycznych, utrzymując ciągle kontakty cieplne. Pokazuje się, że taka nierównowagowa, idealna „maszyna” cieplna pracuje cyklicznie ze zwiększoną wydajnością w porównaniu z wydajnością termoelektrycznych urządzeń, działających w równowagowych warunkach transportu, a przepływ i moc elektryczna są zwiększone jako skutek skoncentrowania nośników ładunku w impulsach o małym zasięgu przestrzennym. Maszyna jest odwracalna w takim sensie, że może ona działać albo jako generator termoelektryczny, albo jako chłodnica elektrotermiczna. Zatem, opisuje się specjalne projektowanie nowego termoelektrycznego generatora, spełniającego wymagania działania impulsowego, i układ pozwalający mierzyć parametry termoelektryczne generatorów (impulsowych) działających w stanie niestacjonarnym. Badania wstępne pokazują minimum dwukrotny wzrost dostarczanej mocy elektrycznej przy wykorzystaniu tej samej mocy wejściowej, wtedy gdy pracuje się w trybie impulsowym. Potwierdza się istnienie mniejszej granicznej wartości częstotliwości, przy której moc elektryczne zaczyna się zwiększać w porównaniu z trybem stałoprądowym, a także wyższej granicznej wartości częstotliwości, przy której wzrost jest zbyt mały, aby go uwzględniać. Wszystkie wyniki są mocnym potwierdzeniem teorii “impulsowej termoelektryczności”.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Wpływ dodatku nano-niklu i MgO do osnowy Al2O3 na właściwości wynikowych kompozytów
  • Golonka A., Moskała N., Putyra P., Pyda W.
  • Strony: 175-184
  • Wytworzono kompozyty Ni/Al2O3, wykorzystując nano- i mikroproszki tlenku glinu oraz nanocząstki niklu w ilości 1.7% obj., które otrzymano metodą szczawianową. Jednorodne mieszaniny cząstek tlenku glinu nano-niklu konsolidowano metodą SPS przez 7 min w 1400 °C w argonie. Zbadano wpływ nanocząstek drugiej fazy, dodatku MgO i rozmiaru wyjściowego cząstek tlenku glinu na mikrostrukturę kompozytów i, jako skutek, na ich gęstość, twardość, odporność na pękanie i odporność na ścieranie. Wykorzystano metody XRD, SEM, EDS, analizę obrazu, metodę Vickersa i badania odporności na ścieranie, aby scharakteryzować mikrostrukturę i właściwości mechaniczne badanych materiałów. Dodatek MgO kontrolował mikrostrukturę polikryształów Al2O3, ograniczając nieciągły rozrost ziaren tlenku glinu, ale w przypadku kompozytów okazał sie mniej skuteczny niż dodatek nanocząstek niklu, które działały poprzez mechanizm kotwiczenia granic. Wytworzono kompozyt z osnową tlenku glinu utwardzony nanocząstkami niklu o twardości 18.3 GPa i bardzo dobrej odporności na ścieranie, jako wynik działania efektu Hall-Petcha.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Dielektryczne właściwości ceramiki PZT otrzymanej metodą zol–żel i domieszkowanej chromem, manganem i tantalem
  • Bochenek D., Niemiec P., Mirowski Ł.
  • Strony: 185-190
  • W pracy otrzymano wieloskładnikową ceramikę PZT domieszkowaną chromem, manganem i tantalem. Ceramiczny proszek o składzie Pb(Zr0,70Ti0,30)O3 syntetyzowano metodą zol–żel, a potem domieszkowano tlenkami Cr2O3, MnO2 oraz Ta2O5. Otrzymano dwa składy proszków o stałej ilości tlenków manganu (1,0%) i chromu (0,15%), o różnej zawartości procentowej tlenku tantalu (0,03% i 0,05%). Syntetyzowanie poszczególnych materiałów przeprowadzono metodą reakcji w fazie stałej, wykorzystują prażenie proszków w formie wyprasek, natomiast spiekanie ceramiki przeprowadzono dwiema metodami zagęszczania: bezciśnieniowym spiekaniem swobodnym (FS) oraz metodą prasowania na gorąco (HP). Na otrzymanych próbkach przeprowadzono badania mikrostrukturalne, rentgenowskie, EDS, podstawowych właściwości dielektrycznych oraz badania elektrycznej pętli histerezy. Badania wykazały, że zastosowanie spiekania metodą prasowania na gorąco (HP), w porównaniu z próbkami spiekanymi swobodnie, pozwala uzyskać próbki o większej wartości maksymalnej przenikalności elektrycznej, jednakże o większych stratach dielektrycznych. Domieszkowanie podstawowego składu PZT tantalem, manganem i chromem obniża temperaturę przemiany fazowej (TC) oraz zwiększa ferroelektryczną twardość ceramiki. Właściwości wieloskładnikowej ceramiki PZT spiekanej metodą FS pozwalają na możliwość jej zastosowania do budowy piezoelektrycznych wysokoczęstotliwościowych przetworników elektroakustycznych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badania procesu mielenia kryształu górskiego w młynie wibracyjnym
  • Sidor J.
  • Strony: 191-196
  • Badania procesu bardzo drobnego mielenia kryształu górskiego przeprowadzono w laboratoryjnym młynie wibracyjnym o działaniu okresowym, o niskiej częstotliwości drgań wynoszącej 10-16 Hz. Celem badań było uzyskanie proszku kryształu o uziarnieniu charakteryzującym się udziałem klasy ziarnowej 0-60 μm powyżej 80% oraz klasy ziarnowej 0-10 μm powyżej 50%, przy zachowania jak największej czystości proszku, ze względu na jego zastosowanie medyczne i kosmetyczne. Nadawą do mielenia był materiał, wstępnie rozdrobniony w kruszarce wibracyjnej, o uziarnieniu poniżej 5,0 mm. Badania przeprowadzono w komorze z wykładziną z tworzywa polimerowego, zaś elementami roboczymi były mielniki ceramiczne. Program badań obejmował wpływ częstotliwości drgań i czasu mielenia w celu otrzymania wymaganych parametrów uziarnienia proszku kryształu. W badaniach uzyskano udział klasy ziarnowej 0-60 μm, mieszczący się w zakresie (73-99)% oraz (39-72)% klasy ziarnowej 0-10 μm. Wyniki badań wskazują, że w młynie wibracyjnym o niskiej częstotliwości drgań, w czasie poniżej 30 minut, można wytwarzać proszek kryształu górskiego o wymaganym uziarnieniu i czystości.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wysokowydajny indukcyjny generator termoelektryczny – złudzenie albo rzeczywistość
  • Stockholm J.
  • Strony: 197-202
  • Generatory termoelektryczne prądu stałego są dobrze znane. Pokazano generator oparty na efekcie Seebecka podłączony do obciążenia impedancyjnego działającego przy około 100 kHz. Jon Schroeder opublikował w 1995 broszurę dotyczącą podobnego urządzenia. W roku 2008 zmierzono wydajność jego generatora wynoszącą 15%. Powody konstrukcyjne uniemożliwiły pomiar temperatury, ale oszacowanie różnicy temperatury wskazuje, że wydajność ta jest dwukrotnie większa od wydajności typowego generatora termoelektrycznego (DC).  Zaprojektowano dwa prototypy do pomiarów elektrycznych i temperaturowych. Odzwierciedlają one paradygmat termoelektryczności: dostarczyć takie prawdopodobne rozwiązanie, aby pokonać barierę materiałową współczynnika jakości ZT. Praca wychodzi naprzeciw istniejącej potrzebie potwierdzenia ważności wcześniejszych pomiarów z 2008 roku i chęci zrozumienia mechanizmów odpowiedzialnych za tak wysoką wydajność.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…

Spis treści

Tom 66, Numer 3

  • Reaktywność chemiczna kompozytowego elektrolitu stałego 3Y-TZP/Al2O3 z materiałem katodowym LSCF48 w kontekście możliwości ich wykorzystania do ogniw paliwowych IT-SOFC
  • Obal K., Brylewski T., Adamczyk A., Kruk A., Pędzich Z., Rękas M.
  • Strony: 212-217
  • Niniejsza praca dotyczy oceny stabilności chemicznej kompozytowego elektrolitu o osnowie z częściowo stabilizowanego dwutlenku cyrkonu i wtrąceniami tlenku glinu (3Y-TZP/Al2O3) w stosunku do elektrody La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3 (LSCF48). Analiza fazowa mieszaniny 3Y-TZP/Al2O3-LSCF48 zestawionej w proporcji wagowej 1:1 i poddanej wygrzewaniu w 1073 K nie wykazała obecności innych faz niż wyjściowe. Wzrost temperatury wygrzewania do 1273 K spowodował powstawanie nowych faz krystalicznych, głównie SrZrO3 i CoFe2O4. Wyniki tych badań wskazują na potencjalne możliwości zastosowania elektrolitu 3Y-TZP/Al2O3 do średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC ze względu na kompatybilność chemiczną z katodą LSCF48 w temperaturze przewidywanej eksploatacji ogniwa (1073 K). Ze względu na zachodzące zmiany strukturalne w mieszaninie poddanej wygrzewaniu w 1273 K - złącze elektrolit-katoda nie może być wystawione na działanie tej temperatury przez dłuższy okres czasu podczas wytwarzania ogniwa paliwowego.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Otrzymywanie stabilizowanego ditlenku cyrkonu w postaci ziaren sferycznych jako matrycy inertnej do transmutacji aktynowców zmodyfikowaną metodą zol-żel
  • Brykała M., Łada W., Walczak R., Rogowski M., Wawszczak D.
  • Strony: 218-223
  • Przeprowadzono badania nad możliwością wytwarzania stabilizowanego ditlenku cyrkonu jako matrycy inertnej do transmutacji aktynowców w jednej syntezie, z wykorzystaniem dwóch metod jednocześnie: kompleksowego procesu zol-żel (CSGP) i metody podwójnej ekstrakcji (metoda żelowania ICHTJ). Otrzymane ziarna sferyczne żelu po obróbce termicznej do stabilizowanego wapniem lub itrem ditlenku cyrkonu, mogą być już wykorzystane jako matryca inertna w reaktorach na neutrony prędkie. W doświadczeniach wykorzystano cer i neodym jako surogat odpowiednio plutonu i ameryku.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Ceramiczne hamulce lotnicze z węglika krzemu
  • Perkowski K., Gizowska M., Osuchowski M., Oziębło A., Witek A., Witosławska I.
  • Strony: 224-228
  • Obecnie najbardziej nowoczesnym materiałem ciernym używanym w konstrukcji hamulców lotniczych pozostają materiały kompozytowe typu C/C. Współczesne hamulce lotnicze konstruowane na bazie kompozytów C/C nie są wolne od fadingu tzn. efektu obniżania się sprawności hamulców wraz z czasem trwania procesu hamowania. W niniejszej pracy została przedstawiona metodyka otrzymywania okładzin ciernych z węglika krzemu - FCP13RTP firmy Saint Gobain. Otrzymane kształtki zostały scharakteryzowane pod względem dyfuzyjności cieplnej i przewodnictwa cieplnego, a także wykonano badania hamowania powolnego i szybkiego. Przewodnictwo cieplne badanych próbek z węglika krzemu maleje od 150 W/(m·K) do 90 W/(m·K) w zakresie temperatur 25 ºC-300 ºC. Wkładki z SiC wykazują średni dynamiczny współczynnik tarcia rzędu 0,43, a w trakcie hamowania temperatura powierzchni trących nie przekraczała 200 ºC. Celem prowadzonych prac jest koncepcja hamulca lotniczego, w którym obecnie stosowane materiały zostaną zastąpione ceramicznymi okładzinami ciernymi, których sprawność w trakcie hamowania nie będzie ulegała pogorszeniu.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ mikrostruktury na efekt magnetoelektryczny w kompozytach ceramicznych
  • Bartkowska J.A., Bochenek D., Michalik D., Niemiec P.
  • Strony: 229-234
  • Ferroelektryczność i ferromagnetyzm w multiferroikowym materiale kompozytowym są ze sobą ściśle związane poprzez oddziaływanie sprzężenia pomiędzy uporządkowaniem elektrycznym i magnetycznym. Podjęto próbę otrzymania magnetoelektrycznego materiału kompozytowego i określono wartości współczynnika sprzężenia magnetoelektrycznego. Zbadano także mikrostrukturę otrzymanego materiału kompozytowego. Głównym składnikiem kompozytu ferroelektryczno-ferromagnetycznego był proszek typu PZT o ferroelektrycznych właściwościach, który zsyntezowano z mieszaniny prostych tlenków w fazie stałej. Drugim składnikiem kompozytu ferroelektryczno-ferromagnetycznego był proszek ferrytowy o właściwościach ferromagnetycznych. Proszek ferrytowy zsyntezowano metodą kalcynacji. Następnie mieszanina składników została zagęszczona poprzez prasowanie i poddana swobodnemu spiekaniu. Wartości współczynnika sprzężenia magnetoelektrycznego zostały określone na podstawie teoretycznego modelu sprzężenia pomiędzy właściwościami ferroelektrycznymi i ferromagnetycznymi w kompozycie multiferroikowym.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Mikrostruktura oraz właściwości elektryczne warstwy o strukturze spinelu na wybranych wysokochromowych stalach ferrytycznych
  • Kruk A., Stygar M., Krauz M., Homa M., Adamczyk A., Kucza W., Rutkowski P., Bobruk M., Gil A., Brylewski T.
  • Strony: 235-244
  • Ważnym aspektem technologicznym w produkcji generatorów prądotwórczych jest dobór odpowiednich materiałów konstrukcyjnych, bowiem od nich zależy wysoka sprawność energetyczna i niezawodność działania tych urządzeń. Interkonektor stanowi podstawowy element składowy ogniwa paliwowego, ponieważ doprowadza on poprzez system kanałów gazowe paliwo i utleniacz oraz odprowadza prąd elektryczny. W przypadku średniotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych IT-SOFC do wytwarzania interkonektorów stosowane są wysokochromowe stale ferrytyczne, które w trakcie pracy ogniwa ulegają procesowi korozji, wykształcając ochronną zgorzelinę Cr2O3. Zgorzelina ta posiada dość znaczy opór elektryczny, a ponadto utlenia się do lotnych tlenków i tlenowodorotlenków chromu, które powodują „zatruwanie” pozostałych elementów ogniwa, obniżając tym samym jego sprawność. W celu przeciwdziałania tym niekorzystnym zjawiskom podjęto próbę zastosowania powłoki o składzie Y0,1Mn1,45Co1,45O4 jako ceramicznej warstwy ochronno-przewodzącej, nanoszonej metodą sitodruku bezpośrednio na powierzchnię stali ferrytycznej. W pracy przestawiono wyniki badań własności fizykochemicznych różnych stali ferrytycznych, czystych oraz z naniesioną powłoką spinelu manganowo-kobaltowego domieszkowanego itrem.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zastosowanie odpadów azbestowych w masach ceramicznych do produkcji ceramiki budowlanej
  • Kusiorowski R., Zaremba T., Piotrowski J., Jung T.
  • Strony: 245-252
  • W pracy przedstawiono wyniki badań z wykorzystaniem azbestocementu jako dodatku do masy ceramicznej stosowanej w produkcji wyrobów ceglarskich. W badaniach wykorzystano, zarówno surowy jak i prażony w 700 °C, odpad eternitowy. Przygotowano plastyczne masy ceramiczne zawierające do 10% mas. odpadu, z których formowano kształtki i wypalano w laboratoryjnym piecu sylitowym w zakresie temperatury 950-1050 °C. Po wypaleniu zbadano skurczliwość liniową, nasiąkliwość wodną, porowatość otwartą, gęstość pozorną, wytrzymałość na ściskanie oraz mrozoodporność. Mikrostrukturę uzyskanych tworzyw badano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), a skład mineralny wyznaczono metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD). Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że materiały zawierające azbest mogą być używane jako jeden z surowców w produkcji wyrobów ceramicznych, jednak tylko przy niewielkim jego udziale w masie ceramicznej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Właściwości termofizyczne szkła barowego borokrzemianowego przeznaczonego na uszczelnienia w ogniwach paliwowych IT-SOFC
  • Homa M., Sobczak N., Korpała B., Bruzda G., Ciecińska M, Krauz M., Gazda A., Stygar M., Brylewski T., Rękas M.
  • Strony: 253-258
  • W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości termofizycznych szkła barowego borokrzemianowego z układu SiO2-B2O3-BaO-MgO, zaproponowanego jako potencjalne uszczelnienie szkliste dla ogniw IT-SOFC. Uszczelnienie szkliste wykazało niezadowalającą stabilność termiczną (DT = 117 °C). Wyznaczone przewodnictwo temperaturowe wyniosło a = 0,78 mm2/s, natomiast przewodność cieplna l = 1,8 W/(m·K). Współczynnik rozszerzalności cieplnej wyniósł 13,8·10-6 K-1. Topliwość określono jako Tm = 805 °C. Materiał szklisty cechowała bardzo dobra zwilżalność (θ = 27°). Stwierdzono, że wyznaczone parametry termofizyczne nieznacznie odbiegają od wymagań stawianych uszczelnieniom szklistym i może być poddane testom w modelowym ogniwie IT-SOFC.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wyroby na bazie węglika krzemu formowane techniką odlewania
  • Wierzba W., Gubernat A., Zych Ł.
  • Strony: 259-265
  • Praca przedstawia wyniki badań nad wytwarzaniem gęstych spieków z węglika krzemu metodą odlewania z zawiesin wodnych. Jako aktywatorów spiekania użyto mieszaniny tlenku glinu i tlenku itru w stosunku wagowym 3:2 w ilości 10% masowych w odniesieniu do suchej masy SiC. Zawiesinę stabilizowano elektrostatycznie poprzez zmianę pH. Wykonane badania potencjału dzeta w funkcji pH oraz badania lepkości w funkcji pH i udziału objętościowego fazy stałej w zawiesinie umożliwiły dobór parametrów zawiesiny, tj. udziału objętościowego cząstek faz stałych, który wyniósł 30% oraz pH zawiesiny bliskiego 8,5. Wyniki badań potwierdziły, że możliwe jest wytworzenie zawiesin rozrzedzanych ścinaniem, nadających się do odlewania wylewnego. Wzrost wytrzymałości formowanych wyrobów w stanie surowym, umożliwiający ich wstępną obróbkę, uzyskano poprzez zastosowanie komercyjnego spoiwa akrylowego (Duramax™ B – 1000). Przygotowane w ten sposób wyroby spiekano swobodnie w temperaturze 2050 ºC. Otrzymane spieki charakteryzowały się wysokim stopniem zagęszczenia oraz jednorodną mikrostrukturą. Badania odporności na kruche pękanie wykazały pozytywny wpływ aktywatorów tlenkowych na wzrost KIc do wartości ~ 5 MPa·m0,5, w stosunku do spieków jednofazowych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ warunków syntezy i stosunku molowego Al2O3/Fe2O3 na rodzaj powstających glinożelazianów wapnia
  • Pyzalski M.
  • Strony: 266-273
  • Niniejsza praca dotyczy wpływu stosunku molowego Al2O3/Fe2O3 (A/F), wykraczającego poza graniczny skład C6A2F w kierunku faz bogatszych w Al2O3, na rodzaj i ilość powstających glinożelazianów wapnia. W pracy uwzględniono także wpływ warunków syntezy na skład glinożelazianów wapnia. Autor wykazał, że wzrost stosunku A/F powyżej jedności powoduje powstawanie, oprócz glinożelazianów wapnia, innych faz krystalicznych, tj. C12A7 i C3A. Stwierdzono, że proces powolnego chłodzenia zestawów charakteryzujących się stosunkiem A/F poniżej 0,58 sprzyja powstawaniu wyłącznie faz glinożelazianów wapnia. Powyżej tego stosunku zaobserwowano występowanie zróżnicowanej zawartości faz C12A7 i C3A. Proces gwałtownego chłodzenia zestawów charakteryzujących się stosunkiem molowym A/F około 4 sprzyja powstawaniu jednej fazy o zmiennym składzie chemicznym, zaś powyżej 4 tworzą się glinożelaziany wapnia w postaci szkła. Z badań wynika również, że wraz ze spadkiem stosunku molowego A/F stopów obserwuje się zmniejszenie objętości komórki elementarnej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Analiza archeometryczna ceramiki pradziejowej z zastosowaniem SEM-EDX
  • Kowalski Ł.
  • Strony: 274-280
  • Artykuł prezentuje wyniki analizy archeometrycznej przeprowadzonej na kolekcji 50 fragmentów naczyń z wczesnej epoki brązu. Fragmenty pozyskano z sześciu stanowisk archeologicznych położonych na ziemi chełmińskiej: Biały Bór, Grudziądz Mniszek, Małe Radowiska, Toruń Grębocin, Wałyczyk, Zieleń i jednego na ziemi dobrzyńskiej: Skrzypkowo. Wszystkie analizowane materiały należy łączyć ze społecznościami kultury iwieńskiej, których rozwój przypada na przełom III i II tys. p.Ch. Fragmenty naczyń przeprowadzono do postaci proszku ceramicznego i poddano oznaczeniom składu chemicznego metodą dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (EDX) z zastosowaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Uzyskano spektrogramy matryc chemicznych, na których udało się określić ilościowo udział następujących pierwiastków: C, Na, Mg, Al, Si, P, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Cu. Dane pomiarowe zostały poddane analizie archeometrycznej, polegającej m.in. na zastosowaniu metody dyskryminacyjnej. W ten sposób prześledzono reguły asocjowania poszczególnych zbiorów, z uwzględnieniem ich zróżnicowania na stanowiska archeologiczne (z których pozyskano badane fragmenty), grupy technologiczne (do których zaklasyfikowano poszczególne fragmenty) oraz dodatkowo w ramach jednego mikroregionu osadniczego. Wyniki analizy dyskryminacyjnej podały zmienne (zawartości pierwiastków), które najlepiej dyskryminowały zbiór analizowanych fragmentów pod względem ich pochodzenia i przynależności do poszczególnych grup technologicznych. Analiza średniej zawartości Al wskazuje, że utrzymywał się on na porównywalnym poziomie (11-13)% mas. (poza ceramiką ze stanowiska w Białym Borze, gdzie zarejestrowano podwyższony poziom jego zawartości - około 16% mas.). Na tej podstawie stwierdzono, że wytwórcy naczyń na poszczególnych osadach we wczesnej epoce brązu stosowali gliny plastyczne. Natomiast obniżona do (1-2)% mas. średnia zawartość P wskazuje, że nie praktykowano schudzania masy garncarskiej domieszkami pochodzenia roślinnego. Uzyskane wyniki pozwoliły sformułować wnioski na temat stosowania przez społeczności kultury iwieńskiej podobnych źródeł surowcowych, zwłaszcza w obrębie mikroregionu osadniczego Małe Radowiska-Wałyczyk-Zieleń. Ponadto, zaobserwowano tendencję utrzymywania pewnego kanonu technologicznego wytwarzania naczyń, obejmującego podział na ceramikę o charakterze \"reprezentacyjnym\" i \"kuchennym”. Tendencja ta była trwale wpisana w reguły garncarskie i kultywowana niezależnie od miejsca zamieszkiwania i dostępności do złóż surowcowych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Zmiany fazowe i mikrostrukturalne filtrów ceramiczno-węglowych podczas filtracji staliwa
  • Lipowska B., Witek J., Wala T., Karwiński A., Wieliczko P., Asłanowicz M., Ościłowski A.
  • Strony: 281-285
  • Przeprowadzono próby filtracji stopionego staliwa z zastosowaniem dwóch rodzajów nowoopracowanych filtrów o budowie piankowej, w których fazą wiążącą cząstki ceramiczne był węgiel. W jednym z nich źródłem węgla był grafit płatkowy i pak węglowy, natomiast w drugim grafit zastąpiono tańszym prekursorem węgla. Nowoopracowacowane filtry wypalono w temperaturze 1000 °C, zdecydowanie niższej niż stosowane obecnie filtry z ZrO2. Podczas prób filtry poddano działaniu płynącej strugi metalu o temperaturze 1650 °C przez czas 30 sek. Dokonano charakterystyki właściwości filtrów przed i po wykonaniu próby filtracji. Stwierdzono, że powierzchniowa reakcja stopionego metalu z materiałem ścianek filtra, której efektem są lokalne zmiany mikrostruktury i składu fazowego, nie powoduje degradacji mechanicznej tworzywa w stopniu wpływającym na wymagany czas pracy filtra. Zmiany te nie powodują również uwalniania się elementów filtra do staliwa, a tym samym jego wtórnego zanieczyszczenia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Niskotemperaturowe utlenianie CO na katalizatorach Au-Al2O3-Co3O4
  • Rajska M., Małecka B.
  • Strony: 286-291
  • W artykule została przedstawiona charakterystyka fizykochemiczna oraz wyniki badań katalitycznych dla reakcji niskotemperaturowego utleniania CO na wybranych katalizatorach złotych naniesionych na γ-Al2O3, Co3O4 oraz Al2O3-Co3O4 (1:1 mol tlenku). Podłoża katalityczne zostały otrzymane za pomocą rozkładu termicznego aerozolu wodnego roztworu azotanów glinu i/lub kobaltu. Metoda termicznego rozkładu aerozolu soli pozwoliła na jednoetapową syntezę proszków o kulistych ziarnach i dużej homogeniczności składu. Na otrzymane podłoża zostało naniesione złoto za pomocą metody osadzania ze strącaniem w ilości 2% wag. Otrzymane nośniki oraz katalizatory złote zostały następnie scharakteryzowane za pomocą technik XRD, BET, SEM i analizy ziarnowej. Uzyskane materiały badano również pod kątem aktywności katalitycznej w reakcji niskotemperaturowego utleniania CO. Najwyższą aktywność katalityczną wykazał układ złoto/ tlenek kobaltu, który w temperaturze 148 °C osiągnął stopień konwersji równy 90%.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wstępne badania wytwarzania mikroproszku szkła w młynie wibracyjnym
  • Sidor J.
  • Strony: 292-297
  • Badania procesu wytwarzania mikroproszku szkła w procesie bardzo drobnego mielenia przeprowadzono w laboratoryjnym młynie wibracyjnym o niskiej częstotliwości drgań wynoszącej 10-16 Hz. Szkło przed mieleniem występowało w postaci włókna szklanego. Celem badań było uzyskanie mikroproszku szkła o uziarnieniu charakteryzującym się możliwie największym udziałem klas ziarnowych 0-1 μm i 0-2 μm oraz jak największej czystości, przy możliwie najmniejszej częstotliwości drgań komory młyna. Nadawą do mielenia było włókno szklane o średnicy około 15 μm, pocięte na kawałki o długości około 10 mm. Badania procesu mielenia przeprowadzono w komorach z wykładziną z tworzywa polimerowego i z wykładziną ceramiczną. Mielnikami były kulki ceramiczne – korundowe. Proces mielenia przeprowadzano w dwóch stadiach. W pierwszym, wstępnym, z włókien szkła otrzymywano proszek o uziarnieniu poniżej 200 μm. W drugim realizowano finalny proces wytwarzania mikroproszku. Otrzymane wyniki badań wskazują, że w młynie wibracyjnym o niskiej częstotliwości drgań można otrzymać mikroproszek szkła o zawartości (30-58)% klasy ziarnowej 0-1 μm oraz zawartości (48-83)% klasy ziarnowej 0-2 μm, przy zachowaniu jego wysokiej czystości. Oznacza to, że do wytwarzania mikroproszku w warunkach przemysłowych można zastosować młyn wibracyjny. Mikroproszek szkła może znaleźć zastosowanie w uszlachetnianiu powierzchni opakowań szklanych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Fizyczne procesy odpowiedzialne za rozpraszanie energii w ceramice PFN
  • Bruś B., Zarycka A.
  • Strony: 298-301
  • W pracy określono fizyczne procesy odpowiedzialne za rozpraszanie energii sprężystej drgań mechanicznych oraz określono wpływ domieszek twardych na tarcie wewnętrzne w ceramice PFN. Poznanie właściwości tych materiałów jest istotne z uwagi na ich szerokie zastosowanie, jako kondensatory, detektory piroelektryczne, czy przetworniki piezoelektryczne. Badany materiał stanowiły próbki ceramiki PFN, Pb(Fe0,5Nb0,5)O3, niedomieszkowanej i domieszkowanej chromem (1% - 3% Cr). W pomiarach właściwości mechanicznych wykorzystano metodę tarcia wewnętrznego (TW). Duże zainteresowanie tą metodą w badaniach rzeczywistej struktury materiałów ceramicznych spowodowane jest tym, że obserwując makroskopowe drgania próbki można uzyskać informacje o zachowaniu się materiału na poziomie atomowym. W pracy przedstawiono temperaturowe zależności tarcia wewnętrznego dla badanego multiferroika, otrzymane przy szybkości nagrzewania 3 K/min i przy różnych częstotliwościach pomiarowych. Opisano również wpływ zawartości chromu na właściwości mechaniczne badanej ceramiki takie jak dynamiczny moduł Younga i tarcie wewnętrzne w temperaturze pokojowej oraz w temperaturze przemiany fazowej.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Szkła ołowiowo-galowe stabilizowane SiO2 dla transmisji w bliskiej podczerwieni
  • Marczewska A., Środa M., Nocuń M.
  • Strony: 302-309
  • W pracy zbadano wpływ domieszki SiO2 na trwałość termiczną i zakres transmisji szkieł ołowiowo-galowych. Szkła te ze względu na brak typowych składników szkłotwórczych charakteryzują się zwiększoną tendencją do krystalizacji. Pomimo tego są one interesującym materiałem ze względu na przesuniętą do zakresu 6-7 µm, długofalową krawędź absorpcji. Otrzymano bazowe szkło o składzie 0,75PbO-0,25Ga2O3, którego skład modyfikowano następnie dodatkiem 5%, 10% i 15% mol. SiO2. Stosując metodę DTA/DSC stwierdzono, że szkła te charakteryzują się wielostopniową krystalizacją, na którą znaczący wpływ ma dodatek krzemionki. Przeprowadzone metodą XRD badania fazowe pokazały, że w trakcie obróbki termicznej w szkle krystalizują różne formy tlenku ołowiu, natomiast w wyższych temperaturach tworzy się faza Ga2PbO4. Dodatek krzemionki pozwolił na wprowadzenie do struktury szkła ołowiowo-galowego kilku procent BaF2. Stwierdzono, że w trakcie obróbki termicznej można otrzymać na bazie tego szkła przezroczystą szkło-ceramikę tlenkowo-fluorkową z niskofononową fazą fluorku baru. Z przeprowadzonych badań transmitancji UV-ViS-IR w zakresie od 250 nm do 9 µm wynika, że dodatek SiO2 w szkłach ołowiowo-galowych wpływa na zmniejszenie pasma absorpcyjnego w zakresie 2,6-4 µm związanego z obecnością grup hydroksylowych, jednocześnie zmniejszając transmitancję w zakresie 5-6,5 µm od 10% do 20%. Wprowadzenie SiO2 przyczyniło się natomiast do zwiększenia transmisji w zakresie krótszych długości fal z jednoczesnym przesunięciem krótkofalowego progu absorpcji. Stwierdzono, że dodatek BaF2 nie miał wpływu na przepuszczalność szkła w całym analizowanym zakresie widma.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Hydrotermalna hydratacja wybranych kruszyw ogniotrwałych zawierających cyrkonian wapnia
  • Jastrzębska I., Szczerba J., Prorok R., Śnieżek E.
  • Strony: 310-315
  • W niniejszej pracy przedstawiono badanie podatności na hydratację spiekanych i topionych kruszyw ogniotrwałych na bazie związku CaZrO3 oraz układu CaZrO3-MgO, stosowanych do produkcji zasadowych materiałów ogniotrwałych. Skład fazowy badanych kruszyw wyznaczono metodą XRD. Badanie hydratacji przeprowadzono w autoklawie, zgodnie z normą ASTM C 544-92 w warunkach hydrotermalnych w temperaturze 162 °C i przy odpowiadającym jej ciśnieniu autogenicznym pary wodnej. Po autoklawizacji próbki poddano analizie fazowej XRD, termicznej DTA/TG oraz przeprowadzono obserwacje mikroskopowe SEM/EDS. Badania wykazały, że skład fazowy  i mikrostruktura kruszyw, ukształtowane podczas jego wytwarzania, mają zasadniczy wpływ na podatność na hydratację. Kruszywa topione, a także zasobniejsze w cyrkonian wapnia oraz uboższe w tlenek magnezu wykazują większą odporność na działanie wody w porównaniu do kruszyw spiekanych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ obecności jonów miedzi w strukturze spinelu Li4Ti5O12 na jego właściwości elektrochemiczne
  • Olszewska D., Drobniak A., Zając W., Świerczek K., Molenda J.
  • Strony: 316-320
  • Wpływ obecności jonów miedzi w strukturze spinelu Li4Ti5O12 na jego właściwości elektrochemiczne

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Lekkie kruszywa szklano-krystaliczne z surowców odpadowych dla przemysłu materiałów budowlanych
  • Żelazowska E., Pichniarczyk P., Najduchowska M.
  • Strony: 321-330
  • Rozwój przemysłu materiałów budowlanych wymaga nowych materiałów o coraz lepszych właściwościach użytkowych, a przy tym przyjaznych środowisku naturalnemu i możliwie nie droższych od tradycyjnych. Oznacza to konieczność opracowania technologii otrzymywania nowych materiałów o podwyższonych właściwościach przy wykorzystaniu możliwie tanich i dostępnych surowców, w tym materiałów odpadowych. Perlit jest jednym z surowców, na bazie którego możliwe jest uzyskanie nowych materiałów dla budownictwa, poszerzających możliwości jego wykorzystania poza obecne zastosowania w formie ekspandowanej. Ponadto, podczas procesu ekspandacji powstaje znaczna ilość pyłu o uziarnieniu poniżej 0,1 mm, który stanowi uciążliwy odpad generujący koszty składowania. Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych – Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych w Krakowie podjął prace badawcze nad opracowaniem nowych materiałów o charakterze lekkich kruszyw szklano-krystalicznych na bazie drobnych frakcji perlitu surowego i odpadu perlitu ekspandowanego oraz odpadowego szlamu fosforanowego.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Tlenek niklu w technologii zasadowych materiałów ogniotrwałych - perspektywy wykorzystania
  • Podwórny J., Wojsa J., Gerle A.
  • Strony: 331-335
  • W pracy zaprezentowane zostały wyniki badań pozwalające uznać NiO za perspektywiczny dodatek do materiałów magnezjowo-spinelowych. Badaniami objęto dodatki NiO, CoO, MnO i Mn2O3, wprowadzone do materiału spinelowego jako składniki roztworu stałego spinelu MgAl2O4. W badaniach skoncentrowano się na reaktywności spineli w reakcjach z tlenkami siarki SO2/SO3 w zakresie temperatury od 600 °C do 800 °C. Stwierdzono, że dodatek NiO wpłynął pozytywnie na ograniczenie reaktywności spinelu glinowego, nie powodując pogorszenia badanych własności materiałów magnezjowo-spinelowych z wyjątkiem odporności na wstrząs cieplny, która uległa zmniejszeniu w niewielkim stopniu. Przedstawione w pracy wyniki umożliwiły wskazanie potencjalnych obszarów ich wykorzystania w technologii materiałów ogniotrwałych. Zwrócono uwagę na możliwość zaprojektowania zasadowego materiału ogniotrwałego, zawierającego w fazie spinelowej NiO, do zastosowań w wyłożeniach ogniotrwałych konwertorów miedziowych oraz pieców obrotowych przemysłu cementowego, w których spala się paliwa alternatywne. Mógłby on również zastąpić wyroby magnezjowe w regeneratorach pieców szklarskich narażonych na negatywne oddziaływanie zarówno tlenków siarki, jak i wstrząsów cieplnych. Wyroby magnezjowo-spinelowe wykazują większą odporność na obydwa wymienione, negatywnie oddziałujące czynniki niszczące.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badanie modelowe ruchu wypełnienia podczas pracy młynów kulowych
  • Skoczkowska K., Malek K., Ulbrich R.
  • Strony: 336-340
  • Młyny kulowe stosowane są od wielu lat w licznych gałęziach przemysłu. W urządzeniach tych proces rozdrabniania zachodzi w wyniku zderzania się mielników z mieliwem i ściankami komory młyna oraz wzajemnego tarcia cząstek materiałów. Celem badań eksperymentalnych było określenie zachowania się wypełnienia podczas pracy młynów kulowych, a tym samym wyznaczenie prędkości obrotowych bębna, dla których proces rozdrabniania zachodzi z odpowiednią intensywnością. Badania przeprowadzono na stanowisku pomiarowym, którego głównym elementem był obrotowy bęben o średnicy 700 mm i szerokości 30 mm, zamieszczony na obrotowym wale. Do rejestracji zachowania się wypełnienia w bębnie wykorzystano szybką, cyfrową kamerę CMOS. Na podstawie otrzymanych z kamery map bitowych, w programie DPIV ( z ang. digital particle image velocimetry) wyznaczono lokalne pola prędkości oraz trajektorię ruchu cząstek. Umożliwiło to wyznaczenie prędkości obrotowych bębna odpowiadających momentom charakterystycznym, tj.: początkowi ruchu kaskadowego – tzw. nerka, początkowi i końcowi ruchu kataraktowego, rozpoczęciu wirowania pierwszej cząstki mielników - prędkość krytyczna oraz wirowaniu wszystkich cząstek. Wypełnienie bębna stanowiła mieszanina polidyspersyjna cząstek kulistych wykonanych z tworzywa sztucznego o średnicy 6 mm oraz cząstek Zirblast B60 o średnicy 125-250 μm. Badania przeprowadzono dla trzech stopni wypełnienia mielnikami – 20%, 25% i 30%, przy stałym stopniu wypełnienia młyna mieliwem – 10%. Wraz ze wzrostem stopnia wypełnienia bębna charakterystyczne stany zachodziły przy podobnych lub niższych prędkościach obrotowych. W celu określenia wpływu powierzchni wewnętrznej młyna kulowego na kinetykę ruchu wypełnienia badania przeprowadzono dla trzech rodzajów wykładzin, umieszczonych na pobocznicy bębna: ścianka gładka z tworzywa sztucznego, guma oraz ocynkowana taśma stalowa. Zastosowane wykładziny spowodowały zmniejszenie prędkości, przy których zachodzą stany charakterystyczne. Koniec kataraktowania odpowiada prędkości równej 0,6-0,8 prędkości krytycznej, wyznaczonej na drodze eksperymentalnej. Trajektoria ruchu cząstki mielników dla końca ruchu kataraktowego odpowiada najdłuższej drodze opadania cząstki w młynie. Zastosowana metodyka badawcza pozwoliła na określenie zachowania się mielników podczas pracy młyna kulowego. Wyniki badań potwierdzają wpływ stopnia wypełnienia młyna oraz wykładzin na zachowanie się mielników. Wskazuje to na celowość przeprowadzenia dalszych badań nad kinetyką procesu mielenia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ warunków wypalania na kształtowanie mikrostruktury tworzyw magnezjowo-chromitowych
  • Wiśniewska K., Szczerba J.
  • Strony: 341-344
  • W pracy przedstawiono wpływ temperatury na kształtowanie mikrostruktury wyrobów magnezjowo-chromitowych (MCr). Badania przeprowadzono na wyrobach MCr przygotowanych w warunkach przemysłowych, wypalonych według trzech krzywych wypalania. Ewolucję mikrostruktury w zależności od obróbki cieplnej omówiono w oparciu o badania gazoprzepuszczalności, rozkładu wielkości porów, gęstości pozornej i porowatości otwartej oraz analizę mikroskopową SEM/EDS. Wyniki przeprowadzonych badań pokazały, że podniesienie temperatury wypału do 1690 °C, zwiększa porowatość otwartą wyrobów i gazoprzepuszczalność przez spiekanie się drobnej frakcji ziarnowej wokół grubej. Wypalanie wyrobów w temperaturze 1500 °C, nie pozwala na zakończenie się procesów spiekania.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Synteza proszków azotku glinu metodą samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej w obecności soli amonowych
  • Wilmański A., Bućko M.M.
  • Strony: 345-350
  • Proszki azotku glinu można wytwarzać na drodze samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej (SHS) z udziałem glinu i azotu, ale wysoka temperatura tej reakcji powoduje topnienie i/lub odparowanie części metalu, a w konsekwencji niską wydajnością procesu. Obecność łatwo rozkładającej się soli nieorganicznej w wyjściowej mieszaninie może zmniejszyć temperaturę układu utrudniając topienie i koalescencję ziaren glinu, a także ułatwić wnikanie azotu do wnętrza złoża proszkowego. Mieszaniny proszku glinu z różnymi ilościami prostych soli amonowych: chlorku, węglanu i azotanu poddano reakcji SHS pod ciśnieniem azotu równym 0,1 MPa lub 1 MPa. Proszki po reakcji składały się z azotku glinu, nieprzereagowanego glinu, a w niektórych przypadkach tlenoazotku glinu i korundu. Na optymalne warunki syntezy azotku glinu wpływają takie czynniki jak ilość soli - jej wzrost prowadzi do spadku temperatury układu, ciśnienie azotu - wyższe ciśnienie prowadzi do wzrostu temperatury reakcji, a także obecność tlenu w układzie.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…

Spis treści

Tom 66, Numer 4

  • Wyłożenie ogniotrwałe pieca obrotowo-wahadłowego w metalurgii ołowiu
  • Wojsa J., Śliwa A., Pochwała T.
  • Strony: 362-366
  • Scharakteryzowano proces metalurgiczny ze szczególnym uwzględnieniem czynników wpływających na trwałość wyłożenia ogniotrwałego. Na drodze obliczeniowej wykazano wpływ rodzaju wsadu na korozję chemiczną wyłożenia. Obliczono udział powstających faz ciekłych i stopień ekstrakcji wybranych składników materiałów ogniotrwałych do żużla. Wyniki obliczeń skonfrontowano z efektami prób przemysłowych. Na tej podstawie sformułowano wnioski odnośnie wyboru odmian materiałów ogniotrwałych w powiązaniu z charakterem wsadu, to znaczy z udziałami składników siarczkowych i tlenkowych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Badania hydratacji glinianu wapniowo-cyrkonowego w obecności reaktywnego tlenku glinu
  • Madej D., Szczerba J., Nocuń-Wczelik W.
  • Strony: 367-374
  • Glinian wapniowo-cyrkonowy jest związkiem o bardzo wysokiej aktywności hydraulicznej. W pracy przedstawiono wstępną ocenę możliwości zastosowania Ca7ZrAl6O18 jako nowego spoiwa w technologii betonów ogniotrwałych wysokoglinowych i korundowych, zawierających mikroproszek Al2O3. W tym celu przeprowadzono badania hydratacji glinianu wapniowo-cyrkonowego bez oraz z dodatkiem Al2O3. Badania kalorymetryczne spoiw wykazały, że przy udziale mikroproszku Al2O3 obniżyła się sumaryczna ilość wydzielonego ciepła po 12 h badania. Z przeprowadzonych analiz XRD, FT-IR, DTA-TG oraz SEM wynika, że wysokość temperatury sezonowania próbek warunkuje rodzaj i budowę powstających hydratów z układu CaO-Al2O3-H2O.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Ewolucja mikrostruktury andaluzytu podczas procesu jego mulityzacji
  • Śnieżek E., Szczerba J., Prorok R., Jastrzębska I.
  • Strony: 375-382
  • Przedmiotem badań był koncentrat andaluzytowy w postaci trzech frakcji ziarnowych: 0-1 mm, 1-3 mm i 3-8 mm. Głównymi zanieczyszczeniami były tlenki SiO2 i Fe2O3, których najniższa koncentracja znajdowała się we frakcji ziarnowej 3-8 mm. Celem pracy było zaobserwowanie zmian zachodzących w mikrostrukturze i analiza składu fazowego surowca wypalonego w zakresie temperaturowym od 800 °C do 1600 °C w funkcji wielkości ziaren. Oceniony został stopień przemiany andaluzytu w mullit na poszczególnych etapach obróbki cieplnej. Obserwacje prowadzono przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z analizą składu chemicznego w mikroobszarach (EDS). Składniki fazowe zidentyfikowano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD). Gęstość określono na podstawie pomiarów piknometrycznych. Stwierdzono, że proces mulityzacji rozpoczyna się w temperaturze 1300 °C i jest całkowicie zakończony w 1500 °C. Tworzenie się charakterystycznej mikrostruktury, w skład której wchodzą ziarna mullitu pomiędzy, którymi przestrzeń wypełniona jest przez amorficzną fazę krzemianową, odbywa się dwuetapowo. W pierwszej kolejności (1300 °C – 1500°C) powstają jednocześnie ziarna mullitu o różnym pokroju, w tym pokroju igłowym. W wyższych temperaturach (1600 °C), gdy proces jest już zakończony ma miejsce przeobrażenie igłowego mullitu w płatkowy. Powstawaniu amorficznej fazy krzemianowej sprzyja wzrost koncentracji zanieczyszczeń. Mulityzacja szybciej przebiega w drobniejszych frakcjach ziarnowych o wyższej koncentracji zanieczyszczeń.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Analiza termiczna faz z układu MgO-SiO2-H2O
  • Prorok R., Szczerba J., Śnieżek E., Jastrzębska I.
  • Strony: 383-387
  • Celem pracy było scharakteryzowanie wpływu składu chemicznego na przemiany zachodzące w czasie termicznej dekompozycji faz uwodnionych z układu MgO-SiO2-H2O. W wyniku reakcji tlenków magnezu i krzemu oraz wody powstaje tzw. faza MSH. Duże zainteresowanie tą fazą związane jest z jej potencjalną aplikacją jako spoiwa mogącego znaleźć zastosowanie zarówno w przemyśle materiałów budowlanych, jak i ogniotrwałych. Z punktu widzenia materiałów ogniotrwałych zachowanie się fazy MSH w czasie ogrzewania, jako substancji uwodnionej, jest niezwykle istotnym parametrem wskazującym na jej przydatność do konkretnych zastosowań przemysłowych. Badaniom poddano próbki składające się z tlenku magnezu i tlenku krzemu, zmieszanych w różnych proporcjach, oraz wody w stałym stosunku do części stałych. Przygotowane mieszaniny sezonowano przez określony czas, a następnie poddano je badaniom, które obejmowały analizę termiczną DTA-TGA-EGA i analizę rentgenograficzną XRD. Badania ujawniły tworzenie się w próbkach nowych związków hydraulicznych o charakterze amorficznym, a także wykazały różnice w zachowaniu się tych próbek w czasie ogrzewania w zależności od stosunku tlenków MgO/SiO2.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…
  • Rola siarczanowych reduktorów chromu(VI) w kształtowaniu właściwości cementu
  • Golonka P., Wojtaś D., Nocuń-Wczelik W.
  • Strony: 388-392
  • Związki w postaci siarczanów metali wprowadzane w ilości ułamka procenta są często stosowane jako reduktory chromu sześciowartościowego obecnego w cemencie. Nie pozostają one jednak bez wpływu na właściwości hydratyzującego materiału zwłaszcza, gdy nie zostaną dokładnie rozprowadzone, a podczas mielenia i składowania cementu nastąpi absorpcja wilgoci. Zagadnienie to nie zostało jak dotychczas rzetelnie prześledzone; badania koncentrują się na ogół na określeniu skuteczności redukcji chromu(VI). Do badań podjętych w prezentowanej pracy użyto siarczanu żelaza(II), który jest najbardziej rozpowszechnionym związkiem redukującym chrom(VI) do chromu(III), siarczanu cyny(II) oraz siarczanu manganu(II), którego wpływ na hydratację cementu jest jeszcze mało poznany. Związki te wprowadzano w różnych stężeniach do cementu przygotowanego poprzez wspólne zmielenie klinkieru portlandzkiego z gipsem. Oprócz badań nad skutecznością redukcji chromu(VI) za sprawą poszczególnych siarczanów metali, przeprowadzono także serię badań kalorymetrycznych, obrazujących w sposób ciągły przebieg procesu hydratacji. Ponadto dokonano oceny właściwości cech reologicznych mieszanki cementowej oraz badano przewodnictwo jonowe w zawiesinie cementowej. Określono wodożądność materiału oraz czasy początku i końca wiązania zaczynów cementowych dotowanych siarczanami metali w ilości 1%. Otrzymane wyniki badań jednoznacznie pokazują zmiany zachodzące podczas hydratacji cementu dotowanego związkami siarczanów żelaza, cyny i manganu w porównaniu do cementu bez dodatków, co przekłada się na uzyskane wyniki wytrzymałości hydratyzowanego materiału.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ glinianowej fazy szklistej na przemianę polimorficzną β-C2S w γ-C2S
  • Pyzalski M.
  • Strony: 393-400
  • Proces polimorficznego samorozpadu ortokrzemianu wapnia stanowi podstawę kompleksowej metody produkcji tlenku glinu przy jednoczesnej produkcji wysokoalitowego cementu portlandzkiego metodą opracowaną przez prof. dr inż. Jerzego Grzymka. W pracy wyjaśniono wpływ ilości fazy szklistej pochodzącej od fazy glinianowej (C12A7), a także procesu chłodzenia na przebieg polimorficznej przemiany β-C2S w γ-C2S. Wykazano, że ilość fazy glinianowej wpływa zarówno na proces stabilizacji przemiany polimorficznej β-C2S w γ-C2S, jak i na temperaturę przemiany αL-C2S w β-C2S. Z występowaniem fazy glinianowej łączy się również wzrost szybkości procesu samorozpadowej przemiany polimorficznej ortokrzemianu wpnia.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Metoda obliczenia przepuszczalności właściwej wybranych wapieni dolomitowych
  • Lech R., Weisser P.
  • Strony: 401-407
  • Podczas dekarbonatyzacji surowców węglanowych, np. dolomitu, ditlenek węgla przepływa od frontu reakcji do otoczenia przez powstałe, porowate wapno dolomitowe. W modelach matematycznych dysocjacji termicznej surowców węglanowych strumień ditlenku węgla zapisuje się przy użyciu równania Darcy’ego, w którym jednym z czynników jest przepuszczalność właściwa. Dlatego celem niniejszej pracy jest zaproponowanie sposobu obliczenia przepuszczalności właściwej wapna dolomitowego, co pozwoli na modelowanie matematyczne dysocjacji termicznej dolomitu, zachodzącej podczas produkcji różnych wyrobów, w tym szkła i materiałów ogniotrwałych.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ dodatku tlenku cynku na właściwości mikrostrukturalne surowych szkliw ceramicznych
  • Leśniak M., Sitarz M., Partyka J., Gasek K.
  • Strony: 408-411
  • W niniejszej pracy zbadano wpływ tlenku cynku (ZnO) na właściwości mikrostrukturalne surowych szkliw ceramicznych z układu SiO2-Al2O3-MgO-CaO-K2O-Na2O. Mikrostrukturę badano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z analizatorem składu pierwiastkowego w mikroobszarach (EDS), dyfrakcją promieniowania rentgenowskiego (XRD) oraz spektroskopią w podczerwieni (FTIR). Dyfrakcja rentgenowska oraz badania w zakresie środkowej (MIR) i dalekiej (FIR) podczerwieni wykazały, że tlenku cynku dodany w ilości 6% wagowych pełni funkcję modyfikatora struktury szkliw.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ aktywowanego termicznie łupku karbońskiego na jakość autoklawizowanych tworzyw wapienno-piaskowych
  • Pytel Z.
  • Strony: 412-420
  • Artykuł zawiera wyniki badań laboratoryjnych, polegających na otrzymywaniu tworzyw wapienno-piaskowych z mieszaniny surowcowej, składającej się z piasku kwarcowego pochodzenia naturalnego oraz wapna palonego, modyfikowanej zmienną ilością oraz postacią łupku karbońskiego. Łupek karboński był bowiem wprowadzany do podstawowego zestawu surowcowego, w którym wymienione surowce występują w proporcjach wagowych odpowiednio 92:8, co odpowiada stosunkowi molowemu C/S = 0,09 w stanie naturalnym oraz po obróbce termicznej, przeprowadzonej w zmiennych warunkach odnośnie temperatury i czasu jej trwania. Efektywność wykorzystania tego rodzaju dodatku mineralnego, wykazującego właściwości pucolanowe, była oceniana w oparciu o wynik analizy porównawczej, obejmującej podstawowe cechy użytkowe zasadniczo dwóch rodzajów tworzyw, tj. tworzywa referencyjnego, uzyskanego bez udziału wspomnianego łupku karbońskiego oraz kilku serii tworzyw eksperymentalnych otrzymanych z różnym ilościowym i jakościowym jego udziałem. Charakterystykę uzyskanych tworzyw autoklawizowanych uzupełniają również wyniki badań w zakresie struktury oraz wybranych elementów mikrostruktury, przeprowadzonych metodami XRD, DTA, TG, IR oraz SEM.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Powierzchniowa redystrybucja sodu w szkłach tlenkowych wywołana wiązką jonów i plazmą
  • Tuleta M.
  • Strony: 421-423
  • Powierzchnię złożonego szkła krzemianowego modyfikowano wiązką jonów tlenu, a powierzchnię szkła float niskotemperaturową plazmą argonową. Obserwowana powierzchniowa redystrybucja sodu w tych szkłach została wytłumaczona mechanicznym i polowym oddziaływaniem wiązki jonów oraz termicznym i polowym oddziaływaniem plazmy na jony sodu.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Powłoki funkcyjne na szkle sodowo-wapniowo-krzemianowym otrzymane na drodze trawienia chemicznego
  • Zontek-Wilkowska J., Wasylak J.
  • Strony: 424-428
  • W pracy podjęto próbę otrzymania powłok funkcyjnych na szkle sodowo-wapniowo-krzemianowym na drodze trawienia chemicznego. W oparciu o przegląd literaturowy wybrano różne medium trawiące w postaci kwasu fluorowodorowego. Próbki przed trawieniem poddano procesowi dealkalizacji. Każde z wytrawionych szkieł scharakteryzowano pod względem właściwości optycznych, mikrostruktury oraz procesu zwilżania powierzchni poprzez pomiar statycznego kąta zwilżania, natomiast postęp procesu trawienia chemicznego kontrolowano poprzez pomiary pH. W wyniku przeprowadzonych doświadczeń otrzymano powierzchnie szklane charakteryzujące się zwiększonym stopniem chropowatości, zwiększonym w stosunku do szkła podstawowego statycznym kątem zwilżania, jak również zwiększonym poziomem transmitancji w zakresie zarówno fali widzialnej, jak i bliskiej podczerwieni.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Analiza składu chemicznego i fazowego domieszkowanego Mg2Si otrzymywanego na drodze bezpośredniej reakcji z substratów
  • Nieroda P., Wojciechowski K. T.
  • Strony: 429-434
  • Celem pracy było eksperymentalne zbadanie możliwości wprowadzenia do struktury Mg2Si wcześniej nie badanych domieszek, tj. In, Ce i B, mogących korzystnie wpływać na właściwości termoelektryczne otrzymanych materiałów. W celu weryfikacji zastosowanej metody badawczej przeprowadzono również badania porównawcze dla dobrze znanych domieszek, takich jak Sn, Ge oraz Bi. Syntezę materiałów polikrystalicznych o składach nominalnych Mg2Si0,9A0,1 (A = Sn, Ge, Bi, In lub B) i Mg1,8Ce0,2Si prowadzono w szczelnie zamkniętych ampułach tantalowych (T = 1073 K, t = 7 dni) w obecności stopionego Mg. Otrzymane w ten sposób produkty reakcji zostały zagęszczone przy użyciu techniki SPS (ang. spark plasma sintering), (T = 1023 K, t = 15 min, p = 30 MPa). Skład chemiczny wykonanych zgładów badano przeprowadzając analizę punktową oraz liniową składu chemicznego przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego SEM z przystawką do analizy składu chemicznego EDS. Przeprowadzone badanie nie wykazały obecności domieszki In, B i Ce w ziarnach otrzymanych próbek, co może świadczyć o braku ich rozpuszczalności w strukturze Mg2Si.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Spiekanie bez aktywatorów metodą SPS węglików wybranych metali przejściowych
  • Figiel P., Wyżga P., Rozmus M., Laszkiewicz-Łukasik J.
  • Strony: 435-439
  • W pracy przedstawiono wyniki spiekania metodą SPS (ang. spark plasma sintering) węglików metali przejściowych bez dodatku aktywatorów spiekania. Do grupy węglików metali przejściowych, nazywanych również metalopodobnymi lub interstycjalnymi, zaliczamy związki utworzone z bezpośredniego połączenia metali, z grup IV-VI układu okresowego pierwiastków, z węglem np.: TiC, ZrC, VC, NbC i TaC. Połączenie trzech rodzajów wiązań: kowalencyjnego, jonowego i metalicznego, w strukturze węglików metalopodobnych sprawia, że wytworzone z nich tworzywa łączą cechy materiałów ceramicznych i metalicznych, wykazując zarówno wysoką twardość, jak i dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne. Właściwości mechaniczne spieków węglikowych determinowane są przez stopień ich zagęszczenia oraz rozmiar ziaren w spieku. Wysokie temperatury topnienia oraz niskie współczynniki samodyfuzji powodują, że trudno jest uzyskać spieki o dużym stopniu zagęszczenia. W przypadku spiekania swobodnego węglików metalopodobnych stosuje się dodatki aktywujące lub prowadzi się spiekanie z dodatkiem metali (np. kobaltu, niklu lub molibdenu). W ramach prowadzonych badań podjęto próbę spiekania proszków węglika tytanu, cyrkonu, wanadu, niobu i tantalu metodą SPS, bez dodatków aktywujących spiekanie. Procesy przeprowadzono w temperaturze 2200 °C i przy dwóch różnych czasach spiekania: 5 min i 30 min. Na otrzymanych próbkach wykonano analizy mikrostruktury z użyciem elektronowego mikroskopu skaningowego oraz pomiary gęstości, modułu Younga i twardości.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Synteza i spiekanie dwuborku tantalu metodą SPS
  • Laszkiewicz-Łukasik J., Putyra P., Jaworska L., Podsiadło M.
  • Strony: 440-445
  • Materiały ceramiczne o osnowie borków, węglików i azotków metali przejściowych charakteryzują się silnymi wiązaniami kowalencyjnymi oraz wysoką temperaturą topnienia (powyżej 3000 °C). Ceramikę tę charakteryzuje stabilność właściwości fizyko-mechanicznych w szerokim zakresie temperatur, dlatego materiały te mogą znaleźć zastosowanie m.in. na odpowiedzialne komponenty ochrony termicznej, części maszyn pracujące w wysokich temperaturach oraz inne, od których wymagana jest także odporność na utlenianie. W artykule omówiono metodę spiekania reakcyjnego materiałów o osnowie dwuborku tantalu TaB2. Syntezę proszków tantalu i boru oraz proces spiekania przeprowadzono w jednym etapie technologicznym przy zastosowaniu metody SPS/FAST (ang. spark plasma sintering, field assisted sintering technology). Procesy spiekania przeprowadzono w temperaturze 2200 °C. Czas spiekania wynosił 5 min. Prędkość nagrzewania mieściła się w zakresie od 50 °C/min do 400 °C/min. Badania miały na celu określenie wpływu szybkości nagrzewania na mikrostrukturę i właściwości otrzymanych spieków. W pracy zaprezentowano wyniki analiz składu fazowego i mikrostruktury otrzymanych próbek, które przeprowadzono odpowiednio metodą dyfrakcyjną i skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Dla pełnej charakterystyki materiałów wykonano również pomiary gęstości metodą hydrostatyczną, modułu Younga metodą ultradźwiękową oraz twardości metodą Vickersa.

     

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Modelowanie rozkładu temperatury w toroidalnej komorze Bridgmana
  • Grabowski G., Klimczyk P.
  • Strony: 446-450
  • Przeprowadzona symulacja miała na celu określenie rozkładu temperatury w toroidalnej komorze Bridgmana w początkowym etapie procesu spiekania. Obliczenia wykonano metodą elementów skończonych (MES) i wykorzystano w nich model geometryczny, odwzorowujący grafitowy element grzejny, w którym umieszczony był spiekany materiał oraz otaczające go kształtki mineralno–polimerowe, pełniące równocześnie rolę medium przenoszącego ciśnienie, izolatora elektrycznego i cieplnego. Nagrzewanie w modelu jest realizowane przepływem prądu elektrycznego, którego zmiany napięcia i natężenia w funkcji czasu odpowiadały rzeczywistym wartościom występującym podczas procesu spiekania z wykorzystaniem aparatury wysokociśnieniowo-wysokotemperaturowej - HPHT (ang. high pressure high temperature). Weryfikacji wyników, a w szczególności poprawności zastosowanych w obliczeniach stałych materiałowych, dokonano na podstawie porównania wartości napięcia i natężenia przepływającego prądu oraz temperatury - obliczonych na podstawie modelu - z wartościami zarejestrowanymi podczas pomiarów kontrolnych. Uzyskana dobra zgodność wartości porównawczych dla prezentowanego modelu pozwala na jego dalszą rozbudowę, uwzględniającą kolejne etapy procesu HPHT.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Wpływ domieszek włókien polipropylenowych i poliakrylowych na powstawanie rys skurczowych tynków renowacyjnych
  • Brachaczek W., Górecka I., Gondek E., Szczęszek E.
  • Strony: 451-462
  • Powstawanie rys (pęknięć) skurczowych tynków renowacyjnych jest wciąż aktualnym tematem. Chociaż znane są przyczyny ich tworzenia się, to w literaturze trudno znaleźć odpowiedź na pytanie, co zrobić, aby obniżyć tę wrażliwość. Jednym ze sposobów jest stosowanie zbrojenia w postaci włókien. Badano wpływ domieszek włókien polipropylenowych i poliakrylowych w zaprawach renowacyjnych na powstawanie tych rys. W tym celu przygotowano recepturę suchej mieszanki, składającej się z piasku kwarcowego, cementu, domieszek napowietrzających i lekkiego kruszywa (perlitu). Uzyskaną zaprawę mieszano przez ok. 60 s. z włóknami na sucho, po czym dodawano wodę. Dalsze mieszanie prowadzono przez kolejne 60 s. Rozrobiony materiał przenoszono następnie do rynny skurczowej i zagęszczano. Tak przygotowane próbki utwardzano w temperaturze 53 °C w suszarce wyposażonej w cyrkulację powietrza. Po tym cyklu na powierzchni próbek pojawiały się rysy skurczowe. Badano zależność pomiędzy rodzajem, długością i udziałem włókien, a wrażliwością tynków renowacyjnych na powstawanie rys poprzez pomiar długości i szerokości powstałych pęknięć. Istotną redukcję szerokości i długości rys uzyskano dla zapraw zawierających włókna polipropylenowe o przekroju koła oraz włókna poliakrylowe o długości 12 mm w ilości ok. 1,2 kg/m3 tynku renowacyjnego. Do weryfikacji przyjętej metody oraz optymalizacji wielkości i ilości włókien zastosowano metody statystyczne, wykorzystujące regresję wieloraką. Mniejszą efektywność w ograniczaniu powstawania rys skurczowych wykazywały włókna polipropylenowe, fibrylizowane. Analizowano wpływ włókiem na powstawanie rys skurczowych podczas utwardzania tynków renowacyjnych na podstawie zmiany średniej szerokości rys skurczowych i całkowitą długość rys w przeliczeniu na jedną rynnę skurczową. Przeprowadzone obliczenia matematyczne potwierdziły przydatność zastosowanej metody pomiarowej, wykorzystującej rynnę skurczową do oceny podatności tynku na tworzenie rys.

    Streszczenie | PDF (PL) | Szczegóły…
  • Odporność na pękanie kompozytów grafen-Si3N4 otrzymywanych metodą prasowania na gorąco
  • Rutkowski P., Stobierski L., Górny G., Ziąbka M., Urbanik M.
  • Strony: 463-469
  • Praca dotyczy badań nad wpływem mikrostruktury na odporność na pękanie kompozytów grafen - azotek krzemu prasowanych na gorąco. Analizę fazową przeprowadzono w celu zidentyfikowania faz składowych osnowy. Obecność grafenu kontrolowano za pomocą spektroskopii Ramana, zaś dystrybucję grafenu w mikrostrukturze kompozytu badano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej z analizą EDS. Obserwacje mikroskopowe przełomów i powierzchni polerowanych próbek kompozytowych wykonano w celu określenia sposobu ułożenia fazy grafenowej. Odporność na pękanie zmierzono za pomocą trójpunktowego testu zginania belek z karbem. Interpretację wyników pomiaru KIc podparto obserwacjami mikroskopowymi (SEM) propagacji pęknięć.

    Streszczenie | PDF (EN) | Szczegóły…