Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Hot isostatic pressing influence on the mechanical properties of selectively laser-melted 316L steel

Kluczyński J., Śnieżek L., Grzelak K., Oziębło A., Perkowski K., Torzewski J., Szachogłuchowicz I., Gocman K., Wachowski M., Kania B.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 6

1413--1424

EN

Industries that rely on additive manufacturing of metallic parts, especially biomedical companies, require material science-based knowledge of how process parameters and methods affect the properties of manufactured elements, but such phenomena are incompletely understood. In this study, we investigated the influence of selective laser melting (SLM) process parameters and additional heat treatment on mechanical properties. The research included structural analysis of residual stress, microstructure, and scleronomic hardness in low-depth measurements. Tensile tests with specimen deformation analysis using digital image correlation (DIC) were performed as well. Experiment results showed it was possible to observe the porosity growth mechanism and its influence on the material strength. Specimens manufactured with 20% lower energy density had almost half the elongation, which was directly connected with the porosity growth during energy density reduction. Hot isostatic pressing (HIP) treatment allowed for a significant reduction of porosity and helped achieve properties similar to specimens manufactured using different levels of energy density.

2

Size and Morphology of Yttria Nanopowders Obtained by Solution Combustion Synthesis

Gizowska M., Kobus I., Perkowski K., Piątek M., Konopka G., Witosławska I., Osuchowski M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

743--748

EN

The work presents results of solution combustion method utilization for yttria (Y2O3) nanopowder fabrication. Experiments were carried out with four different reducing agents: urea, glycine, citric acid and malonic acid added in stoichiometric ratio. The reactions were investigated using simultaneous DSC/DTA thermal analysis. After synthesis the reaction products were calcined at temperature range of 800-1100°C and analyzed in terms of particle size, specific surface area and morphology. Best results were obtained for nanoyttria powder produced from glycine. After calcination at temperature of 1100°C the powder exhibits in a form of nanometric, globular particles of diameter <100 nm, according to SEM analysis. The dBET for thus obtained powder is 104 nm, however the powder is agglomerated as the particle size measured by dynamic light scattering analysis is 1190 nm (dV50).

3

Otrzymywanie i charakterystyka nanoproszków Y3Al5O12 syntezowanych na drodze reakcji spaleniowej inicjowanej promieniowaniem mikrofalowym

Gizowska M., Kobus I., Perkowski K., Zalewska M., Konopka G., Witosławska I., Osuchowski M., Jakubiak K., Witek A.

Szkło i Ceramika

|

2016

|

R. 67, nr 5

23--26

PL

W pracy przedstawiono wyniki otrzymywania ceramicznego proszku granatu itrowo-glinowego (YAG) metodą spaleniową. W metodzie spaleniowej wykorzystuje się wysokoenergetyczną reakcję pomiędzy azotanami metali, a substancją redukującą. W przedstawionych badaniach jako substancje redukujące zastosowano glicynę i mocznik. Na podstawie danych termodynamicznych oszacowano, że temperatura płomienia powstającego podczas reakcji egzotermicznej będzie wynosić powyżej 1000°C, co powinno zapewnić dobre wykrystalizowanie ziaren YAG. Wykonano syntezy spaleniowe z użyciem mocznika i glicyny dodawanych w ilościach stechiometrycznych i zanalizowano produkty reakcji. Otrzymany przy obecności glicyny amorficzny półprodukt dopiero po wygrzaniu w temperaturze 1000°C przechodzi w fazę YAG. Tak otrzymany proszek ceramiczny ma postać aglomeratów cząstek o średnicy ok. 50 nm. Natomiast korzystając z mocznika otrzymano proszek, którego główną fazą jest YAG. Tak otrzymany proszek ceramiczny charakteryzuje się cząstkami o średnicy ok. 100 nm występującymi w postaci aglomeratów o porowatości wewnętrznej.

EN

The paper presents results of combustion method utilization for yttrium aluminum garnet (YAG) ceramic powder fabrication. The combustion method is based on the high energy reaction between the metal nitrates and reducing agent. In this study, glycine and urea were used as the reducing substances. On the basis of the thermodynamic data, the temperature of the flame generated during the exothermic reaction was estimated, at above 1000°C. In this conditions YAG grains should crystallize. Combustion synthesis was performed using urea and glycine in stoichiometric quantities. After synthesis the reaction products were analyzed. Reaction with glycine lead to an amorphous product which was transformed to YAG phase after annealing at temperature of 1000°C. The obtained ceramic powder occurs in the form of agglomerates of particles having a diameter approx. 50 nm. In contrast, use of urea gives a powder which main phase is the YAG. The obtained ceramic powder is characterized by particles having a diameter of approx. 100 nm present in the form of agglomerates with internal porosity.

4

Otrzymywanie ceramiki przezroczystej z CaF2 z wykorzystaniem techniki Hot Isostatic Pressing-HIP

Perkowski K., Gizowska M., Zalewska M., Kobus I., Konopka G., Osuchowski M., Witosławska I.

Szkło i Ceramika

|

2016

|

R. 67, nr 4

19--23

PL

W niniejszej publikacji przedstawiono badania dotyczące otrzymywania przezroczystej ceramiki z fluorku wapnia. W pracy zastosowano dwa rodzaje proszku CaF2, które zostały scharakteryzowane pod względem składu fazowego metodą XRD, morfologii przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego, wielkości cząstek, a także pod względem stabilności termicznej metodą DTA-TG do 600ºC w atmosferze powietrza syntetycznego. Pierwszy z proszków firmy Sigma-Aldrich charakteryzował się średnim rozmiarem cząstek/aglomeratów Dv50 na poziomie 20,3 μm, natomiast proszek firmy ABCR odznaczał się większym/szerszym rozkładem cząstek, a Dv50 wynosiła 8,9 μm. Oba proszki wykazują silną aglomerację, co zostało potwierdzone w trakcie badań za pomocą SEM. Rentgenowska analiza fazowa wykazała obecność fazy regularnej w przypadku obu proszków. Badanie termograwimetryczne wykazało dla drobniejszego proszku fluorku wapnia (firmy ABCR) obecność zanieczyszczenia, które zostało zanalizowane jako pozostałość węgla po syntezie. Oba surowce były spiekane w zakresie temperatur 900–1350ºC w atmosferze argonu lub próżni. Dodatkowo próbki były dogęszczane w wysokotemperaturowej prasie izostatycznej przy ciśnieniu argonu wynoszącym 2000 barów i temperaturze 1300ºC. W artykule przedstawiono rezultaty badań przewodnictwa cieplnego materiału domieszkowanego (2%at. Yb), jak i nie domieszkowanego fluorku wapnia. W pracy przedstawiono widma fluorescencyjne próbek CaF2 domieszkowanych fluorkiem iterbu w ilości 2% at.

EN

The paper presents the research on obtaining a transparent ceramics made from calcium fluoride. The researchers used two types of calcium fluoride powders which were characterized by XRD (phase content), SEM (microstructure), grain size analysis and thermal analysis DTA-TG, with temperature up to 600ºC in atmosphere of synthetic air, so as to define a temperature of decomposition. The raw materials used were different in terms of grain size. Powder (under symbol C1) provided by Sigma-Aldrich has an average grain/agglomerate size Dv 50 at the level of 20,3 μm, whereas powder (under symbol C2) provided by ABCR has a wider range of grain/agglomerate size distribution and Dv 50 was 8,9 μm. A strong tendency to agglomeration was proved by SEM analysis. X-ray phase analysis indicated a cubic phase in case of both powders. Differences between materials were noticed during thermogravimetric analysis, where for powder provided by ABCR some contamination was observed, which was analyzed as residual carbon after synthesis. For the purpose of further research, cylindrical samples were obtained by die-pressing method from both powders and sintered in temperature range of 900–1350ºC, in protective atmosphere of argon or vacuum. Additionally, the samples were densificated by hot isostatic pressing under pressure of 2000 bar of argon and temperature 1300ºC. The results of thermal conductivity and fluoresces spectrum of raw calcium fluoride and doped with ytterbium (2% at.) were shown in this paper.

5

Zastosowanie metody odlewania z mas lejnych do formowania elementów z węglika krzemu

Gizowska M., Perkowski K., Kobus I., Zalewska M., Konopka G., Witosławska I., Osuchowski M.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2016

|

R. 9, nr 24

21--34

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem elementów z węglika krzemu metodą odlewania z mas lejnych w porowatych formach gipsowych. Do badań wybrano dwa rodzaje proszków SiC różniące się aktywatorami spiekania. Pierwszy z nich zawierał dodatek tlenku glinu i tlenku itru, a drugi dodatki nietlenkowe – bor i węgiel. Oba rodzaje proszków, mimo różniącego się składu, miały zbliżoną morfologię oraz przebieg zmienności potencjału zeta w funkcji pH. Badano właściwości reologiczne zawiesin o stężeniu fazy stałej 40, 45 i 50%obj. Dla spieków wyznaczono wybrane właściwości fizyczne (gęstość, porowatość) oraz mechaniczne (wytrzymałość na zginanie, twardość). Na podstawie badań stwierdzono, że próbki otrzymane z węglika krzemu z dodatkami tlenkowymi po spiekaniu mają gęstość względną ok. 92% i zachowują porowatość otwartą na poziomie ok. 6%. Ich wytrzymałość na zginanie nie przekracza 210 MPa, natomiast twardość mieści się w zakresie HV = 17,2–18,5 GPa. Ceramika węglikowa spiekana w obecności aktywatorów nietlenkowych charakteryzuje się lepszymi parametrami. Takie materiały w wyniku spiekania zagęszczają się powyżej 97% gęstości względnej, przy znikomej porowatości otwartej. Twardość tak otrzymanych materiałów, mieszcząca się w zakresie HV = 20,0–25,2 GPa, jest zbliżona do wartości wyznaczonych przez inne zespoły badawcze (ok. 26 GPa [1]).

EN

In the work results considering obtaining silicon carbide elements made from ceramic slurries by casting in plaster molds were presented. In the researches two kinds of silicone carbide powders differing with sintering activators were used. First one included alumina and yttrium oxide and the second one had additive of non-oxides component such as boron and carbon. Nevertheless different composition, powders have a similar morphology and zeta potential values in the pH function. To prepare ceramic slurries polyacrylic dispersing agents were used. The rheological properties were tested for slurries of volume concentration of powder as follow 40, 45, 50%. For sintered samples physical parameters (density, porosity) and mechanical parameters (flexural strength, hardness) were determined. Basing on the results of the following, obtained ceramics samples made from silicon carbide with oxides additives after sintering showed average relative density around 92%, open porosity approx. 6%, flexural strength was not higher than 210 MPa and hardness HV in the range of 17,2–18,5 GPa. Better parameters were noticed for silicon carbide ceramics obtained from slurries with non-oxides additives. Sintered samples showed better.

6

The effect of porosity on thermal properties of TiB2-based Cu cermets obtained by ball milling and containerless HIP

Litwa P., Perkowski K., Kobus I., Ziemnicka-Sylwester M., Czujko T., Varin R. A.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 3

109--114

EN

The effect of porosity on microstructure and thermal properties of titanium diboride (TiB2) based cermets with Cu binder was investigated. It has been demonstrated a good wettability of the TiB2–Cu interfaces which allows for heat flow through it easily but formed microporosity (25÷32 %) and related structural defects in the sintered cermets affects the thermal conductivity. The specific heat changes exponentially with temperature and amounts to 0.37 J∙g–1K–1 at 298 K for the TiB2–Cu (20 vol. %) cermet with the lowest porosity. The X-ray diffraction (XRD) analysis confirmed that TiB2–Cu is the stable system and there was no reaction between TiB2 and Cu. The dependence of microstructure and composition on thermal properties of sintered the TiB2–Cu cermet alloys was discussed.

PL

Porowatość ma zasadniczy wpływ na przewodnictwo cieplne spieków, powodując zwiększenie przewodności w zależności od porowatości otwartej oraz składu kompozytu. Pory mogą także pełnić rolę sorbentów gazów, przede wszystkim helu i trytu wydzielanych pod wpływem promieniowania w reakcji absorpcji neutronów w materiałach o dużym przekroju czynnym z fazą TiB2, B4C lub ZrB2, co może zminimalizować stopień pęcznienia i w efekcie ryzyko fragmentacji materiału absorbującego. Badanie kompozytów z dodatkiem miedzi umożliwia zwiększenie współczynnika przewodzenia ciepła, co wspomaga także transfer ciepła wytworzonego przez reakcje jądrowe w materiałach absorbujących do chłodziwa oraz zapewnia utrzymanie temperatury poniżej ich temperatury topnienia. Celem pracy było przede wszystkim określenie wpływu zmian porowatości na mikrostrukturę i właściwości cieplne spieków TiB2– Cu wytworzonych w procesie mielenia mechanicznego i zagęszczania proszków. W celu obniżenia temperatury konsolidacji proszku TiB2 wytworzono cermetale o zawartości Cu od 10÷30% obj. Ze względu na słabe właściwości zwilżające Cu (Θ = 140°) w celu intensyfikacji procesów transportu masy przeprowadzono prasowanie izostatyczne na gorąco pod wysokim ciśnieniem (200 MPa) po wstępnym zagęszczaniu proszków na zimno.

7

Opracowanie metodyki rentgenowskiej ilościowej analizy fazowej mieszanin krzemianów warstwowych o strukturze nieuporządkowanej

Konopka G., Perkowski K., Gizowska M., Osuchowski M., Witosławska I., Marciniak-Maliszewska B., Kobus I.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2015

|

R. 8, nr 22

34--43

PL

Do opracowania metodyki badawczej zastosowano wzorce materiałów, w tym wzorce krzemianów warstwowych, z których sporządzono mieszaniny o ustalonym składzie. Przygotowanie próbek obejmowało separację grawitacyjną w celu możliwie najwyższego stopnia oczyszczenia zakupionych wzorców z domieszek minerałów nieilastych. Wyseparowane próbki były analizowane metodą dyfrakcji rentgenowskiej, a ich obraz dyfrakcyjny został zapisany jako wzorzec i wykorzystany w późniejszych badaniach przygotowanych mieszanin wieloskładnikowych. Próbki wzorcowe i mieszaniny były analizowane z wykorzystaniem posiadanego oprogramowania TOPAS v4.2 i TOPAS v5.0 oraz DIFFRAC EVA, co pozwoliło na użycie metody Rietvelda oraz innych metod polegających na dopasowywaniu obliczonego obrazu dyfrakcyjnego względem zmierzonego, na podstawie udokładnianych parametrów strukturalnych. Wykazano, że metoda PONKCS w połączeniu z tradycyjnie stosowaną w rentgenowskiej ilościowej analizie fazowej metodą Rietvelda pozwala na efektywne i stosunkowo precyzyjne oznaczenie zawartości zdefektowanych minerałów ilastych w mieszaninach wieloskładnikowych.

EN

In order to define the proper analytical methodology a set of standards including layer silicates was used, from which the mixtures of known composition were prepared. Sample preparation included gravity separation aimed to purify purchased standards from non-clay admixtures. Separated samples were analyzed by roentgen diffraction technique (XRD) and their diffraction signal was saved and used in the later analyses of prepared multicomponent mixtures. Standard samples and prepared mixtures were analyzed with TOPAS v4.2, TOPAS v5.0 and DIFFRAC EVA software which allowed for implementation of the Rietveld method as well as other techniques relying on fitting of the calculated to measured diffraction profile due to the adjustment of the refinable parameters. It was shown that the PONKCS method combined with the traditional Rietveld refinement allows for effective and relatively precise measurement of the quanitity of the highly defected clay minerals in the multicomponent mixtures.

8

Odporność na pękanie ceramiki Y2O3

Boniecki M., Librant Z., Wesołowski W., Gizowska M., Osuchowski M., Perkowski K., Witek A., Witosławska I., Karczmarz M.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 4

378--382

PL

W niniejszej pracy zmierzono odporność na pękanie ceramiki z tlenku itru o średniej wielkości ziaren ok. 6 μm poprzez analizę pęknięć wywołanych odciskiem twardościomierza Vickersa. Wartości KIc były wyliczone kilkoma sposobami, opracowanymi przez różnych autorów. Otrzymane wyniki mieszczą się w granicach od 1,0 MPa∙m1/2 do 1,5 MPa∙m1/2, ale są mniejsze od wyników wyznaczonych metodą zginania trójpunktowego belki z karbem (ok. 1,8 MPa∙m1/2).

EN

In this study we have measured fracture toughness of yttrium oxide ceramics, which had a mean grain size of approx. 6 μm, by analyzing cracks of stress cracking impressions of a Vickers pyramid. Values of KIc were calculated by means of several formulas that originated from analytical considerations of different authors. The obtained results were in the range of 1.0-1.50 MPa∙m1/2, being smaller than those obtained by the three-point bending method (approx. 1.8 MPam1/2).

9

Mechanika kruchego pękania ceramiki Y2O3

Boniecki M., Jach K., Librant Z., Wesołowski W., Węglarz H., Gizowska M., Perkowski K., Witek A., Witosławska I.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 1

43--47

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych ceramiki Y2O3 w temperaturze pokojowej oraz w 800 °C. Pomiary wytrzymałości na zginanie σc, odporności na pękanie KIc i rozwoju pęknięć podkrytycznych przeprowadzono w funkcji wielkości ziaren w zakresie 6-44 µm. Wartości KIc określano w teście na zginanie trójpunktowe belek z karbem. Wyznaczono parametry rozkładu Weibulla, jakiemu podlega wytrzymałość badanej ceramiki. Parametry rozwoju pęknięć podkrytycznych ustalono na podstawie testów, w których mierzono wytrzymałość próbek w funkcji szybkości przykładania obciążenia.

EN

The paper presents mechanical properties of Y2O3 ceramics determined at room temperature and at 800 °C. Measurements of bending strength σc, fracture toughness KIc and subcritical crack growth were carried out as a function of particle size in a range of 6-44 µm. KIc values were determined by the three-point bending test of notched beams. The Weibull parameters of strength distribution were determined. Parameters of subcritical crack growth were obtained on the basis of tests in which bending strength of the samples was measured as a function of stress rate.

10

Właściwości mechaniczne azotku krzemu (Si3N4) spiekanego w warunkach ciśnienia izostatycznego oraz spiekanego swobodnie – analiza porównawcza

Oziębło A., Perkowski K., Witosławska I., Gizowska M., Osuchowski M., Witek A.

Szkło i Ceramika

|

2014

|

R. 65, nr 1

13--16

PL

W pracy zbadano wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne materiałów otrzymanych z komercyjnie dostępnego azotku krzemu (Si3N4). Próbki azotkowe formowane metodą prasowania izostatycznego spiekano swobodnie w atmosferze azotu, następnie część próbek została poddana spiekaniu w warunkach ciśnienia izostatycznego (HIP). Dla obu serii próbek, różniących się procesem spiekania określono: gęstość pozorną, wytrzymałość na zginanie, twardość oraz krytyczny współczynnik intensywności naprężeń. Na podstawie otrzymanych wyników badań przeprowadzono analizę porównawczą materiałów uzyskanych w różnych procesach technologicznych i określono wpływ rodzaju spiekania na właściwości materiału.

EN

In the presented paper mechanical properties of silicon nitride (Si3N4) material were studied. Silicon nitride samples were obtained from commercially available powder. Two paths of ceramic manufacturing were applied to obtain fully densified bodies. All of the samples were sintered in nitrogen in atmospheric pressure. Part of the samples were additionally subjected to Hot Isostatic Pressing (HIP). Apparent density, bending strength, Vickers hardness and fracture toughness were measured for the two set of samples, which differed in preparation path. The results were analyzed in order to estimate the influence of pressure assisted post-sintering (HIP process) on the microstructure and mechanical properties of silicon nitride material.

11

Tygle wysokotemperaturowe stosowane w procesie otrzymywania przezroczystych materiałów ceramicznych

Gizowska M., Osuchowski M., Witosławska I., Marciniak-Maliszewska B., Konopka G., Witek A., Perkowski K.

Szkło i Ceramika

|

2014

|

R. 65, nr 4

12--15

PL

W artykule przedstawiono opis metody otrzymywania tygli wysokotemperaturowych (do 1800°C). Metoda została opracowana na potrzeby procesu otrzymywania materiałów superczystych o specjalnych zastosowaniach. Tygle otrzymywano z mas lejnych, które charakteryzowano pod względem ich właściwości reologicznych. Na podstawie pomiarów, korzystając z odpowiednich modeli opisujących odpowiedź ciała na przyłożone siły zewnętrzne, wyznaczono m.in.: granicę płynięcia (τ0) i wskaźnik charakterystyczny płynięcia (n).

EN

In the presented paper fabrication method of ceramic crucibles for special application (sintering of advanced ceramics) is presented. Crucibles were moulded in plaster moulds from ceramic slips. Suspensions of ceramic particles, used for moulding, were characterized in terms of their rheological properties. These properties were quantified by means of Bingham model (in plastic region) and Power law parameters (in shear rate region, where viscous response for applied shear appeared).

12

Ceramiczne hamulce lotnicze z węglika krzemu

Perkowski K., Gizowska M., Osuchowski M., Oziębło A., Witek A., Witosławska I.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

224--228

PL

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.

EN

The commonly used materials for undercarriage brakes applied in landing gear brakes are designed on the basis of C/C composites. Their main disadvantage is the braking efficiency which decreases versus braking time (i.e. the fading effect). The main issue of this work is the concept of replacement in the aircraft undercarriage brakes contemporary used materials, by ceramic friction pads, for which the braking efficiency is supposed to be stable during a braking process. In the presented work the fabrication method of silicon carbide (FCP13RTP, Saint Gobain) friction pads is presented. The obtained samples were characterized in terms of their thermal diffusivity and thermal conductivity. Additionally, slow and fast breaking tests were performed for silicon carbide friction pads. The thermal conductivity of the test samples of silicon carbide decreases from 150 W/(m•K) to 90 W/(m•K) in the temperature range of 25 °C-300 °C. The silicon carbide friction pads have an average dynamic friction coefficient of 0.43, and the friction surface temperature does not exceed 200 ºC during braking.

13

Określenie niepewności pomiaru składu chemicznego metodą fluorescencji rentgenowskiej XRF dla aplikacji WROXI

Osuchowski M., Witosławska I., Perkowski K., Witek A.

Szkło i Ceramika

|

2012

|

R. 63, nr 4

17-22

PL

W wyniku wykonanej pracy wyznaczono niepewność pomiaru składu chemicznego metodą fluorescencji rentgenowskiej XRF dla aplikacji WROXI. Obliczona wartość niepewności pomiaru wyznaczona na podstawie pomiarów precyzyjnych naważek tlenku glinu i zastosowaniu metody najmniejszych kwadratów do analizy danych wyniosła +/- 1,40 procenta. Wartość ta odnosi się do aplikacji WROXI, urządzenia głównego oraz pobocznych, które posłużyły do uzyskania niniejszego wyniku. Oszacowanie wielkości błędu generowanego przez sposób przygotowania próbki do badań jest procesem kluczowym w zapewnieniu zaufania do otrzymywanych wyników. Określenie wartości błędu pomiarowego pozwoli również na zainicjowanie procesu akredytacji badania składu próbek metodą fluorescencji rentgenowskiej w Pracowni Badań Strukturalnych. Otworzy to możliwości realizacji zleceń z sektora przemysłowego.

EN

Result in this work we fixed of uncertainty measurement samples chemical component by used fluorescent X-ray for WROXI application. Calculate uncertainty value measurement fixed on measurement precision weight samples of aluminium oxides and used smallest square method to date analyse we receive +/- 1,40 percent. The value treats to WROXI application, main tool and shoulder tools which serve treat this result. Estimate errors greatness which is generation by sample preparation to research is key process to trust received results. Estimated value of errors which is generation by measurement let on initiate accreditation process too in tests many samples used fluorescent X-ray method in Structural of Analysis Laboratory. It opens now possibility of realization order from industrial sector.

14

Magazynowanie energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł ekologicznych

Osuchowski M., Witosławska I., Perkowski K., Witek A.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2012

|

R. 5, nr 9

136-147

PL

W artykule w dość zwięzły sposób opisano rozwiązanie technologiczne polegające na utworzeniu chemicznego magazynu energii przy elektrowniach wiatrowych. W magazynie ma być kumulowana energia pochodząca z elektrowni wiatrowych w przypadku dodatniego bilansu energetycznego, i oddawana w przypadku ujemnego bilansu. Energia ma być magazynowana poprzez elektrolizę roztworu tlenku cynku, natomiast odzyskiwana przez spalanie cynku w wysokotemperaturowym ogniwie cynkowym. Ogniwo cynkowe jest najprostszym ogniwem typu cynk/tlen pracującym w temperaturze 500–600°C (powyżej temperatury topnienia cynku). Szacowana sprawność kumulowania i odzyskiwania energii z takiego magazynu wynosi 60%.

EN

In the presented paper the chemical system of the energy storage for windmills farm, has been described at glance. Such a system should accumulate energy when the energy balance is positive and energy could be recovered when the energy deficiency occurs. In the proposed system the energy will be accumulate via chemical processes like electrolitical conversion of the zinc oxide to the metallic zinc as a storage process and zinc oxidation process in the high temperature fuel cells for recovery. The zinc fuel cell is the simplest cell working in the temperature 500–600oC over the zinc melting point. The calculated overall efficiency of such a system is about 60%.

15

Wpływ technologii na wybrane właściwości ceramiki z węglika krzemu (SiC)

Perkowski K., Osuchowski M., Witosławska I., Konopka G., Marciniak-Maliszewska B., Witek A.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2011

|

R. 4, nr 7

22-36

PL

Przedstawiono wstępne prace dotyczące określenia wpływu procesów jednostkowych na wybrane właściwości ceramiki z węglika krzemu (SiC), otrzymanej z wykorzystaniem różnych technik zagęszczania. Uzyskano następujące serie próbek SiC: prasowane jednoosiowo dwustronnie oraz spiekane; prasowane jednoosiowo dwustronnie i dodatkowo zagęszczane izostatycznie na zimno (Cool Isostatic Press), a następnie spiekane swobodnie; prasowane jednoosiowo dwustronnie oraz spiekane, a następnie prasowane izostatycznie na gorąco (Hot Isostatic Press). W wyniku przeprowadzonych badań została określona wytrzymałość na zginanie kształtek SiC, poddanych różnym procesom zagęszczania. Dodatkowe zagęszczanie izostatyczne spowodowało znaczny wzrost wytrzymałości mechanicznej spiekanych próbek SiC oraz zmniejszenie wielkości krystalitów niektórych faz badanego materiału.

EN

We present introduction works which main goal is determination of influence unitary processes on selected properties silicon carbide (SiC) ceramics, that were obtained using different techniques of compaction. We obtained following series of silicon carbide samples (SiC): pressed uniaxial bilateral and next sintering, the second series - pressed uniaxial bilateral and additionally pressed cool isostatic press before sintering, the last series - pressed uniaxial bilateral, sintering and pressing isostatic in high temperature (Hot Isostatic Press). As a result of the study was determined the flexural strenght of samples obtained differences ways. Additional isostatic press process caused rise of flexural strenght of sintering samples SiC and reduction crystallite sizes for some phases of the test material.

16

Jednoetapowy proces syntezy i spiekania spinelu MgAl2O4 z zastosowaniem metody Hot Isostatic Pressing

Witek A., Perkowski K., Osuchowski M., Witosławska I., Tymowicz-Grzyb P., Konopka G., Oziębło A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

519-523

PL

Przedstawiamy wstępne prace mające na celu otrzymanie spinelu magnezowo-glinowego o dobrych właściwościach optycznych w procesie jednoczesnej syntezy i spiekania w kapsułach, przy zastosowaniu metody prasowania izostatycznego na gorąco (HIP). Proces ten był prowadzony, zarówno z użyciem nanometrycznego proszku tlenku glinu i submikronowego proszku tlenku magnezu, w temperaturze 1750°C przy ciśnieniu 200 MPa. Przedstawiono szczegóły konstrukcyjne kapsuły zabezpieczającej przed niepożądanym kontaktem materiałów wsadowych z kapsułą kwarcową.

EN

The preliminary results are reported on the in situ synthesis and sintering of aluminium-magnesium spinel with unique optical properties by using encapsulation enhanced hot isostatic pressing (HIP). The process has been provided at a temperature of 1750°C and under a pressure of 200 MPa, using alumina nanopowder and magnesia mikropowder. A method of capsule preparation, preventing undesirable contact of the precursors with silica capsule, is presented in detail.

17

Wpływ procesu Hot Isostatic Pressing (HIP) na wybrane właściwości ceramiki z tlenku glinu

Perkowski K., Osuchowski M., Witosławska I., Witek A.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2010

|

R. 3, nr 6

56-66

PL

Przedstawiono wstępne prace mające na celu określenie wpływu procesu Hot Isostatic Pressing (HIP) na wybrane właściwości ceramiki z tlenku glinu. Próbki spieczonego swobodnie tlenku glinu o znanych parametrach gęstości pozornej i wytrzymałości mechanicznej poddano procesowi hipowania, czyli powtórnego wypalenia w warunkach wysokiego ciśnienia izostatycznego działającego bezpośrednio na próbki. Proces prowadzono w temperaturze 1600°C przy ciśnieniu izostatycznym argonu równym 300 MPa. W wyniku przeprowadzonego eksperymentu uzyskano gęstą ceramikę korundową, o gęstości bliskiej 100% wartości gęstości teoretycznej. Wartości wytrzymałości mechanicznej na zginanie próbek poddanych procesowi HIP uległy nieznacznie pogorszeniu w stosunku do próbek, które były tylko spiekane swobodnie.

EN

We presence introductions works which main target is term Hot Isostatic Pressing (HIP) process on select properties alumina ceramic. Freely sintered alumina samples about known parameter such as apparently density and mechanical durability submit (HIP) process the other hand samples submit again sinter in other condition such as temperature 1600°C and isostatic argon pressure equally 300 MPa. In our experiment we obtain very density alumina ceramic. Density obtained ceramic was relative 100% theoretical density. Values mechanical durability on bend samples after HIP process were a bit worse than samples which were sinter freely.

18

Badanie elektroreologicznej zawiesiny Al2O3 w oleju silikonowym przy użyciu reometru statycznego

Osuchowski M., Witosławska I., Perkowski K., Witek A.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2010

|

R. 3, nr 6

44-55

PL

Elektroreolgiczne (ER) ciecze mogą być badane w różny sposób. Do badań można użyć klasycznego reometru rotacyjnego lub reometru oscylacyjnego. W przypadku użycia reometru oscylacyjnego zamiast krzywych płynięcia otrzymujemy moduł G* = G' + iG". Wartości składowych równania nie są ze sobą połączone i grają inne role. W artykule zaprezentowano metodę obliczania wartości modułu sprężystości w sposób bezpośredni. Wartość modułu zależy od natężenia pola elektrycznego, również pod wpływem pola elektrycznego ciecz elektroreologiczna może wykazywać różne odpowiedzi reologiczne na zewnętrzny bodziec naprężeniowy. W tych eksperymentach badano zawiesinę tlenku glinu w oleju silikonowym, przeprowadzono je na specjalistycznym reometrze charakteryzującym się bardzo niskim kątem obrotowym, natomiast badana ciecz reologiczna wykazywała 3 różne rodzaje reologicznej odpowiedzi na bodziec naprężeniowy, tj.: lepką, plastyczną i sprężystą.

EN

Electrorheological (ER) fluids can investigated on difference methods. We can use classical viscometer or we can use oscillatory machine. In oscillation methods we obtain complex module G* = G' + iG". Values of the components is not combine with themselves and play difference role. In this paper we can obtain value of elastic module by immediate method. Value obtained elastic module depend on value of electric field. Electrorheological (ER) fluids can show a few difference response on external incentive. In this experiments was investigated alumina suspension in silicone oil. The electroheological suspension were investigated used special rheometer which have very small angle of rotate. Investigation suspension gave 3 different rheological response on impulse stress i.e: viscous, plastic and resilient.

19

Usuwanie zanieczyszczeń organicznych z drobno zdyspergowanych emulsji wodnych z wykorzystaniem ceramicznych tworzyw porowatych

Sokołowski J., Szafran M., Perkowski K., Pietrzak A.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

221-224

PL

Kontynuując badania nad usuwaniem zanieczyszczeń organicznych z drobno zdyspergowanych emulsji wodnych z wykorzystaniem ceramicznych tworzyw porowatych prowadzono pomiary stopnia zatężenia fazy olejowej w permeacie na dyskach ceramicznych o grubościach 10 i 17 mm, wykonanych z piasku kwarcowego o uziamieniu 0,4-0,8 mm. Najwyższy, 31-krotny stopień zatężenia fazy olejowej uzyskano na dyskach o grubości 17 mm, przy ciśnieniu w układzie wynoszącym 0,15 MPa oraz przy pulsacyjnym wspomaganiu biegu procesu drganiami ultradźwiękowymi o częstotliwości fali 40 kHz i mocy 200 W. Przedstawiono też pierwsze wyniki pomiarów stopnia zatężenia fazy olejowej w permeacie gdy proces był wspomagany drganiami o częstotliwościach 30 i 50 kHz oraz gdy dyski były hydrofobizowane związkami organofunkcyjnymi (silanami) o 8, 16 lub 18 atomach węgla w łańcuchu.

EN

In continuation of our studies on removal of organic impurities from finely dispersed aqueous emulsions by means of porous ceramic materials tests were carried out on determination of the degree of concentration of the oil phase in the permeate using ceramic discs of a thickness of 10 mm and 17 mm prepared from quartz sand of granulation 0,4-0,8 mm. The highest, 31-fold concentration of oil phase was obtained on the 17 mm discs at a pressure of 0.14 MPa using pulsation enhancement of the process by means of ultrasound vibrations of 40 kHz frequency and 200 W power. Primary results have also been given of measurement of oil phase concentration in the permeate under conditions of process enhancement with 30 and 50 kHz vibrations and with disc hydrophobization with silicoorganic (silane) compounds containing 8, 16 or 18 carbon atoms in the chain.

20

Usability of high porosity ceramics for the separation of oily impurities

Perkowski K., Sokołowski J., Szafran M.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2007

|

Vol. 9, nr 3

64-67

EN

Organic impurities fallen to the ground water and to surface waters (rivers, lakes, seas and oceans) contribute to the degradation of the fauna and flora. Taking into account the public welfare, as the natural environment is, studies have been undertaken to develop a cheap and effective system for the purification of water from finely dispersed petroleum derivatives. The idea of the solution proposed consists in using a separator with high porosity ceramics of the pore size up to 100 žm. of high water permeability and ability to separate oily impurities of very tiny particle size. To improve the efficiency of the process the affinity of the filtering surface to organic particles was increased by the use of water-repellent media. The process of the separation of oily impurities was enhanced by means of ultrasounds of the 18 kHz frequency and various vibration energies.