Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 17

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
In this paper we describe the construction of an apparatus for a method of unidirectional freeze-casting of ceramic suspensions. The cooling system is based on a cascade system with Peltier modules. The compositions of the suspensions were elaborated in two different systems of the superplasticizer (dispersing agent)/binder additives. Applying the freeze-casting method, zirconium dioxide powder (stabilized with 3% at. of yttrium oxide) was used to fabricate the ceramic matrices, which were then vacuum-infiltrated with a commercially available epoxy resin EpoFix (Struers). SEM microphotographs showed that the porous ceramic materials of a layered structure had been obtained. These layers were arranged into domains of different orientations in relation to each other, while in the domains the layers were arranged in parallel to each other. A mechanism of the processes occurring during freezing the ceramic suspensions was described on the basis of the SEM images of the cross-sections of the produced samples. We observed the key-effect of the additives (superplasticizer, binder) on the microstructure of the samples. That influence can be explained by a change in the freezing mechanism or a change in the ice crystal structure in a system containing those additives.
PL
W ramach przedstawionej pracy opisana została budowa urządzenia służącego do jednokierunkowego wymrażania zawiesin ceramicznych metodą freeze-casting. Układ chłodzenia opiera się na systemie kaskadowym, w którym wykorzystywane są moduły Peltiera. opracowane zostały składy zawiesin w dwóch różnych układach dodatków upłynniacz/spoiwo. metodą freeze-casting, z proszku dwutlenku cyrkonu (stabilizowanego 3% molowo tlenkiem itru) wykonane zostały matryce ceramiczne, które następnie infiltrowano próżniowo za pomocą handlowo dostępnej żywicy epoksydowej EpoFix (struers). mikrofotografie sEm pokazały, iż wytworzone zostały porowate materiały ceramiczne o charakterze warstwowym. Warstwy te ułożone są w domeny o różnej orientacji względem siebie. W domenach z kolei warstwy ułożone są względem siebie równolegle. Na podstawie mikrofotografii z przekroju poprzecznego wytworzonych próbek opisano mechanizm zachodzący podczas wymrażania zawiesin ceramicznych. zaobserwowano kluczowy wpływ dodatków (upłynniacz, spoiwo) na mikrostrukturę próbek. Wpływ ten tłumaczy się zmianą mechanizmu zamarzania, lub zmianą struktury krystalicznej lodu w układzie z tymi dodatkami.
2
Content available remote Preparatyka nanoproszków tytanianu baru metodą hydrotermalną
PL
W pracy badano wpływ warunków syntezy hydrotermalnej nanocząstek BaTiO3 z użyciem azotanu, chlorku lub wodorotlenku baru oraz nanoproszku tlenku tytanu w temperaturach 100-200 °C. We wszystkich badanych przypadkach rentgenowska analiza fazowa potwierdziła istnienie BaTiO3. Jednakże, morfologia proszków uzyskiwanych w odmiennych warunkach zasadniczo się różniła. W przypadku zastosowania niższych temperatur syntezy (100-150 °C) cząstki miały postać wielościanów lub kształt gwiazd. Synteza w 200 °C pozwoliła na uzyskanie sferycznych cząstek, których rozmiar i stopień aglomeracji zależały od czasu procesu oraz rodzaju zastosowanych substratów.
EN
In this work the experimental conditions for growth of BaTiO3 nanoparticles in aqueous solutions using of barium nitrate, chloride or hydroxide were studied at 100-200°C. In all of the studied cases XRD proved the existence of BaTiO3 after hydrothermal synthesis. However, the morphology of the obtained powders was different. At lower temperatures (100-150 °C) star-like or polyhedron nanoparticles were observed. Synthesis at 200 °C allowed obtaining spherical particles of size and degree of agglomeration dependent on the process time and the type of the substrates used.
EN
The objective of the presented study was to investigate the usefulness of transparent, sintered yttrium oxide for application as optical isolators, i.e., materials with high Verdet constant. The study utilizes the magneto-optical Faraday effect. To obtain yttrium oxide sinters, a commercial Y2O3 powder was applied, with LiF added to facilitate sintering. As a result of hot-press sintering and heating, transparent, dense sinters were obtained. The structure and morphology of the powders and bulk samples and the optical properties of the latter were investigated by means of X-ray diffraction, scanning electron microscopy, visible and near-infrared reflectance spectroscopy, and a study of magneto-optical (Faraday) effects. Measurements of the Faraday effect in the wavelength range of 500–1000 nm indicate high Verdet constants for the above-described materials, which means that they can be effectively applied in laser optics.
PL
W pracy przedstawiono rezultaty badań nad wytworzeniem kompozytów ceramiki korundowo - grafenowej. Do otrzymania próbek użyto submikronowy proszek Al2O3 o czystości 99,99 % firmy Taimei oraz tlenek grafenu otrzymany w Zakładzie Technologii Chemicznych ITME. Kompozyty wykonano na bazie wodnej mieszaniny obu składników stosując metodę granulacji kriogenicznej. Wykonano kompozyty o zawartości ok.: 0,02, 0,05 i 0,29 % objętości grafenu. Spektroskopia Ramana potwierdziła obecność grafenu w otrzymanych kompozytach. W pracy przeprowadzono badania wpływu udziału grafenu na mikrostrukturę oraz właściwości mechaniczne wytworzonych kompozytów. Stwierdzono, że w funkcji zawartości grafenu zwiększa się porowatość otrzymanych próbek oraz jednocześnie zmniejsza się wielkość ziaren korundowych. Powoduje to zmniejszanie się twardości Vickersa i modułu Younga. Wytrzymałość na zginanie osiąga maksimum równe 295 ± 32 MPa dla zawartości grafenu 0,02 % objętości, a następnie maleje dla większych zawartości grafenu do wartości ~ 230 MPa odpowiadającej ceramice korundowej. Odporność na pękanie mierzona metodą zginania trójpunktowego belek z karbem wynosi około 3,9 MPam1/2 . Zdjęcia przełamów oraz pęknięć wokół odcisków Vickersa pokazują obecność mostków grafenowych na granicach ziaren co może powodować obserwowany wzrost wytrzymałości kompozytu w porównaniu z czystą ceramiką korundową.
EN
The aim of this study was the preparation of alumina-graphene composites using commercial submicron Al2O3 powder (by Taimei, with a purity of 99.99 %) and graphene oxide fabricated at the Department of Chemical Technology of ITME. In order to obtain a uniform powder mixture containing graphene vol % of 0.02, 0.05 and 0.29 the aqueous suspensions were produced by freeze granulation. Raman spectroscopy confirmed the presence of graphene in the resultant composites. The influence of the graphene content on the microstructure and mechanical properties of the composites was analyzed. It was found that the porosity level increases and the grain size of the composites decreases when the graphene content rises. As a result, both Vickers hardness and Young’s modulus are decreased. Bending strength reaches its maximum level of 295 ± 32 MPa for the graphene content of 0.02 vol % and next decreases to about 230 MPa, which corresponds to the value obtained for pure alumina. Fracture toughness measured using a three point bending test for notched beams is around 3.9 MPam1/2 . SEM pictures of the broken samples and Vickers cracks indicate the presence of graphene bridges at grain boundaries, which is likely to increase the strength of the composite when compared with that of pure corundum ceramics.
EN
This paper presents new solution to manufacturing Cu-Al2O3 composites with a dispersed reinforcement phase. It consists in substituting commonly used commercial alumina powder with crushed ceramic foam. Very low strength of thin-walled Al2O3 porous foams results in both their easy destruction and isolation of fragments <200 μm. The addition of the ceramic phase is 3-10 vol.%. The sintering process is performed for 30 min in a hot-press at 1050°C and 30 MPa. The aim of the presented paper is to study the effect of the volume content of the ceramic phase on the microstructure and selected physical and thermal properties of copper - alumina composites.
PL
Artykuł przedstawia nowatorskie rozwiązanie wytwarzania kompozytów Cu-Al2O3 z rozproszoną fazą wzmacniającą. Polega ono na wykorzystaniu zamiast powszechnie stosowanego handlowego proszku tlenku glinu, rozkruszonej pianki cera- micznej. Wysoka kruchość cienkościennych, porowatych pianek Cu-Al2O3 pozwoliła na łatwe ich rozdrobnienie i wyodrębnienie frakcji o fragmentach wielkości < 200 /im. Dodatek fazy ceramicznej wynosił 3-10%obj. Proces spiekania prowadzono w temperaturze 1050°C w czasie 30 min i pod ciśnieniem 30 MPa. Celem pracy było określenie wpływu ilości dodatku fazy ceramicznej na mikrostrukturę oraz wybrane właściwości otrzymanych kompozytów.
6
Content available remote Wytwarzanie przezroczystej ceramiki Y2O3 metodą spiekania pod ciśnieniem
PL
Celem pracy było wytworzenie polikrystalicznych tworzyw z tlenku itru o możliwie wysokiej przezroczystości w zakresie podczerwieni, przy wykorzystaniu handlowo dostępnych mikroproszków Y2O3 oraz metody prasowania na gorąco. W pracy zbadano wpływ rodzaju i ilości dodatków ułatwiających spiekanie (Eu2O3, La2O3) na transmisję i mikrostrukturę uzyskanych tworzyw. Wykazano, że dodatek 1% wag. wymienionych tlenków przyczynia się już do ich przeświecalności. Transmisja ceramiki Eu:Y2O3 w zakresie długości fali 2-6 µm wynosi 2%-60%, zaś 50%-70% w przypadku ceramiki La:Y2O3. Korzystniejsze właściwości spieków Eu:Y2O3 oraz La:Y2O3 uzyskuje się po wprowadzeniu 1% wag. dodatku LiF.
EN
The aim of the work was to fabricate yttria ceramics, which is transparent in the range of infrared light, by using commercially available micropowders. Influence of sintering aids (Eu2O3, La2O3) on optical transmission and the microstructure of the obtained ceramics was examined. It was found that the addition of 1 wt.% Eu2O3 or 1 wt.% La2O3 leads to obtain translucent materials. Transmission values of Eu:Y2O3 and La:Y2O3 ceramics, in the 2-6 µm wavelength range, vary from 2% to 60% and from 50% to 70%, respectively. Further improvement of optical properties of both ceramics was observed after the incorporation of the addition of 1 wt.% LiF.
7
Content available remote Wytwarzanie nanoproszków MgAl2O4 i Co:MgAl2O4 metodą strącania dwustopniowego
PL
W pracy zaproponowano modyfikację procesu strącania prekursorów MgAl2O4 i Co:MgAl2O4 w sposób zapobiegający tworzeniu się wydłużonych cząstek prekursorów, które obserwowane są w przypadku współstrącania. Synteza tą metodą przebiegała w dwóch etapach. W pierwszym etapie strącano hydrotalkit. Uzyskaną zawiesinę podawano procesowi starzenia w celu krystalizacji hydrotalkitu, a następnie do niej strącano dawsonit amonowy. Powstałe w ten sposób prekursory po prażeniu (2 h, 1050°C) ulegają przemianie w drobnokrystaliczne proszki MgAl2O4 lub Co:MgAl2O4, zagęszczające się na drodze spiekania swobodnego bez dodatków do gęstości względnej powyżej 99,9%, a uzyskane tworzywa są przeświecalne.
EN
A novel precipitation procedure was applied to manufacture MgAl2O4 and Co:MgAl2O4 precursors which enable avoiding the formation of rod-like particles. The synthesis was divided into two steps. The first one included co-precipitation of Mg6Al2(CO3)(OH)16ź4H2O followed by ageing, and the second one comprised precipitation of ammonium dawsonite into the hydrotalcite suspension. MgAl2O4 and Co:MgAl2O4 precursors prepared in that manner were calcined for 2 h at 1050°C in air. The powders consolidated during free-sintering in vacuum resulted in translucent ceramics with density above 99.9%.
PL
Celem prowadzonych badań było uzyskanie przezroczystych tworzyw ceramicznych granatu itrowo-glinowego domieszkowanego tulem w ilości od 1% at. do 6% at. metodą reakcyjnego spiekania, wykorzystując proszki handlowe oraz proszek Y2O3 otrzymany w ITME. Wytworzone próbki poddane były szczegółowym badaniom mikrostrukturalnym i optycznym obejmującym pomiary widm emisji. Najkorzystniejszym zestawem okazał się zestaw składający się z proszków Y2O3 otrzymany w ITME oraz Al2O3 TM-DR firmy TAIMEI. Tylko w przypadku tej kombinacji proszków nie zaobserwowano obszarów nieprzereagowanych w spiekach. Najwyższą transmisję zanotowano dla ceramiki zawierającej 2% domieszki Tm, otrzymanej z mieszaniny proszku Y2O3 (ITME), Al2O3 (TAIMEI DR) i Tm2O3 (METALL). Dla długości fali 1 žm wynosi ona 79%, gdzie przy tych samych warunkach spiekania ceramika otrzymana z handlowego proszku Y2O3 charakteryzuje się transmisją 70%. Widma emisji otrzymanych tworzyw są zgodne z danymi literaturowymi dotyczącymi monokryształów Tm:YAG.
EN
The aim of the work was to obtain transparent thulium doped yttrium aluminium garnet ceramics by reaction sintering using commercial powders and Y2O3 obtained in ITME. Sintered samples were subjected to the microstructure and optical analysis, including transmission and emission spectra measurements as a function of Tm+3 doping level. The optimal set of powders contained Y2O3 obtained by the AHC precipitation (ITME) and Al2O3 TM-DR prepared by TAIMEI. Only in case of this combination, no unreacted areas were observed. 2 at.% Tm:YAG ceramics obtained this way had the highest transmission. For wavelength 1 žm it was 79%. For comparison, the transmission of ceramics prepared from commercial Y2O3 was only 70%. Emission spectra of the obtained ceramics were similar to that of Tm:YAG single crystal.
PL
Celem opisanych badań było wytworzenie przezroczystej ceramiki granatu itrowo-glinowego domieszkowanego iterbem (od 1% at. do 20% at.) metodą reakcyjnego spiekania, a także zbadanie zależności właściwości optycznych Yb:YAG od ilości domieszki oraz mikrostruktury. Ceramika zawierająca 1% at. Yb charakteryzowała się transmisją wynoszącą 80,5% dla fali 1,2 µm i 77,7% przy λ = 400 nm. Wyniki badań widm emisji i charakterystyki zaniku fluorescencji tworzyw Yb:YAG zgodne są z danymi literaturowymi dotyczącymi tworzyw monokrystalicznych o tym samym poziomie domieszki Yb3+.
EN
The aim of the work was to fabricate transparent Yb:YAG ceramics by reactive sintering of oxides, and determine optical properties as a function of doping amount and ceramics microstructure. 1 at.% Yb:YAG ceramics of 80.5% transmission at 1.2 mm and 77.7% at 400 nm was obtained. Emission and fluorescence decay characteristics of obtained ceramics are in accordance with the literature data concerning single crystal materials of the same doping level.
10
Content available remote Formowanie drobnych proszków tlenku itru poprzez prasowanie filtracyjne
PL
Artykuł przedstawia wstępne wyniki badań nad formowaniem i spiekaniem drobnych proszków tlenku itru. Celem badań było uzyskanie gęstych, drobnokrystalicznych materiałów cechujących się przeświecalnością w zakresie podczerwieni oraz podwyższoną twardością. Aby osiągnąć zamierzony efekt posłużono się nanometrycznymi proszkami formowanymi metodą prasowania filtracyjnego zawiesin. Ta ostatnia powinna - w zamyśle - prowadzić do surowych próbek o jednorodnych mikrostrukturach znajdujących odzwierciedlenie w wąskim rozkładzie wielkości porów. Do badań użyto komercyjnego proszku firmy Nanoamor oraz proszku syntezowanego w ITME (Warszawa). Oba proszki charakteryzowały się nanometrycznym rozmiarem pierwotnych krystalitów zaglomerowanych w znacznie większe, submikronowe lub mikronowe skupiska. Wodne zawiesiny obu proszków formowano metodą prasowania filtracyjnego, niekiedy z następującym po nim doprasowaniem izostatycznym próbek, które następnie spiekano w atmosferze powietrza oraz próżni w temperaturach 1500, 1600 i 1700°C. Dodatkowo sprawdzono działanie LiF jako dodatku do spiekania. Badano gęstość otrzymanych spieków oraz ich mikrostrukturę, a w przypadku najlepiej zagęszczonych materiałów również ich twardość Vickersa oraz przeświecalność w podczerwieni. Uzyskane wyniki wskazują, że samo prasowanie filtracyjne prowadzi do próbek o znacznej porowatości oraz o szerokim rozkładzie porów. To niekorzystne z punktu widzenia spiekania zjawisko jest wynikiem silnej aglomeracji obu proszków. Sytuację w surowych próbkach poprawia doprasowanie izostatyczne prasowanych filtracyjnie próbek. We wszystkich spiekanych w powietrzu i próżni próbkach formowanych z zawiesin obserwowany jest znaczny rozrost wielkości ziaren i zamykanie w ich wnętrzu porów, podczas gdy w próbkach prasowanych izostatycznie z suchego proszku ziarna są znacznie mniejsze. Być może zjawisko to jest związane z wrażliwością nanometrycznych proszków tlenku itru na nawet niewielkie różnice w rozkładzie wielkości porów lub wprowadzaniem podczas obróbki zawiesiny zanieczyszczeń prowadzących do rozrostu ziaren. Wyżej wymienione zjawiska niekorzystnie wpłynęły na przeświecalność próbek w podczerwieni oraz ich twardość.
EN
The work presents preliminary results of investigations on consolidation and sintering of fine yttria powders. Aim of the work was the production of dense, fine-grained materials being transparent in IR and showing enhanced hardness. In order to achieve this goal nanometric powders were consolidated by filter pressing of aqueous suspensions. This method should lead to green bodies with uniform microstructures, showing narrow pore size distributions. The investigations were carried out on commercial powder produced by Nanoamor and powder synthesised in ITME (Warsaw). Both powders consisted in nanometric crystallites that formed bigger submicron or micrometric agglomerates. Aqueous suspensions of both powders were filter pressed and sometimes subsequently isostatically pressed. The green samples were sintered in air or vacuum at 1500, 1600 and 1700 °C. Additionally, effects of LiF on sintering was evaluated. Density of the sintered samples and their microstructure were investigated, and in the case of the best densified materials also Vickers hardness and IR transmittance were evaluated. The results indicate that sole filter pressing led to materials with substantial porosity and wide pore size distribution. This disadvantageous phenomenon, affecting strongly the sintering process resulted from agglomeration of both powders. The pore size distribution in the green samples was improved by isostatic pressing of the filter pressed samples. In all the samples consolidated from suspensions and sintered in air or vacuum significant grain growth was observed as well as entrapment of pores inside the grains. On the other hand, grains in the samples isostatically pressed from dry powders were much finer. This phenomenon may be related to susceptibility of the nanometric yttria powders to small differences in pore size distribution or introduction some contaminations during colloidal processing that cause the grain growth. The above mentioned phenomena adversely affected IR transmittance and hardness of the filter pressed samples.
PL
W pracy wykazano, że straty w transmitancji dla ceramiki MgAl2O4 spowodowane są rozpraszaniem fali elektromagnetycznej na porach obecnych w ceramice. Badania przeprowadzone zostały za pomocą metod mikroskopowych oraz spektroskopii w zakresie światła widzialnego i podczerwieni. Poziom transmitancji w funkcji długości fali zależy od stopnia porowatości ceramiki, rozmiaru porów oraz rozkładu ich wielkości. Do wyznaczenia współczynnika rozpraszania zastosowano teorie rozpraszania Mie z uwzględnieniem rozkładu rozmiarów porów. Porównując transmitancję obliczoną teoretycznie ze zmierzoną określono rozkład rozmiarów porów oraz porowatość ceramiki. Uzyskano dobrą zgodność z danymi eksperymentalnymi. Pomiary odbicia całkowitego oraz wyznaczony współczynnik asymetryczności pokazały, że rozpraszanie zachodzi głównie w kierunku padania fali.
EN
The aim of the present work was to study the influence of residual porosity on the transmission of polycrystalline MgAl2O4. Spinel samples were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy as well as IR and VIS spectroscopy. It was showed that the inline transmission is sensitive to the microstructure of a ceramic and depends on the total porosity, the pore size and the pore distribution. Mie theory for light scattering was applied to compute scattering coefficients. Transmission curves versus wevelength for spinel MgAl2O4 were also estimated on the basis of of the pore radius rm, the width of the distibution a and the porosity Vp. Finaly, the calculated transmission curves were compared with the experimentally determined transmission using rm, σ and Vp as parameters. Good agreement with experimental data was obtained. It was proved that light is mainly scatered in the forward direction.
12
Content available remote Sintering studies of transparent yttria ceramics
EN
In the present work, transparent yttria ceramics were prepared by hot pressing using lithium fluoride as a sintering aid. The influence of lithium fluoride concentration (0.1 to 1.5 wt%) and sintering parameters (temperature, pressure) on properties of the ceramic were evaluated. The best transmittance was obtained for 1 wt% addition of LiF and sintering temperature of 1450°C. It was found that the appropriate temperature of pressure application, related to the temperature of LiF melting and further reaction between Y2O3 and LiF are the crucial points for good sintering effects.
PL
W zaprezentowanej pracy przygotowano przeźroczystą ceramikę tlenku itru wykorzystując prasowanie na gorąco i fluorek litu jako dodatek do spiekania. Oznaczono wpływ stężenia fluorku litu (0.1 to 1.5 % mas.) i parametrów spiekania (temperatura, ciśnienie) na właściwości ceramiki. Najlepszą transmitancję otrzymano w przypadku dodatki LiF wynoszącego 1 % mas. i temperatury spiekania 1450°C. Stwierdzono, że kluczowymi dla spiekania są odpowiednia temperatura przyłożenia ciśnienia, związana z temperaturą topienia LiF, oraz reakcja pomiędzy Y2O3 i LiF.
EN
The aim of the presented work was to study the influence of processing conditions on the morphology of magnesium aluminate spinel precursor powders, co-precipitated using ammonium hydrogen carbonate at temperatures ranging from 10 to 70°C. XRD showed the same phase composition of precursor powders independent of precipitation temperature ((NH4Al(OH)2CO3źH2O and Mg6Al2(CO3)(OH)16ź4H2O)). However, a strong difference in powder morphologies was found. The precursor prepared at 10°C consisted of round particles, while increasing the co-precipitation temperature resulted in rod-like grains. Magnesium aluminate precursors were calcined in air and then pressure-free vacuum sintered (1750°C/2h) without any powder pre-treatment or sintering additives. The best relative density of 98.9 % was obtained for ceramics prepared from the powder obtained at the lowest co-precipitation temperature.
PL
Celem prezentowanej pracy były badania nad wpływem warunków wytwarzania na morfologię proszków prekursora spinelu magnezowo-glinowego, współstrąconych za pomocą wodorowęglanu amonowego w temperaturach z przedziału 10 do 70°C. Badania XRD pokazały ten sam skład fazowy proszków prekursora niezależnie od temperatury strącania: (NH4Al(OH)2CO3źH2O i Mg6Al2(CO3)(OH)16ź4H2O). Jednakże, stwierdzono mocną różnicę w morfologii proszków. Prekursor przygotowany w 10°C składał się z okrągłych cząstek, podczas gdy zwiększanie temperatury współstrącania prowadziło do cząstek o kształcie prętów. Prekursory glinianu magnezowego kalcynowano w powietrzu, a następnie spiekano swobodnie w (1750°C/2h) bez żadnej obróbki wstępnej ani dodatków do spiekania. Największą gęstość wynoszącą 98.9 % uzyskano w przypadku ceramiki wytworzonej z proszku otrzymanego w najniższej temperaturze współstrącania.
14
Content available remote Formowanie z zawiesin drobnych proszków spinelu glinowo-magnezowego
PL
Spinel glinowo magnezowy (MgAl2O4) otrzymany w formie przezroczystej ceramiki stosowany jest w osłonach detektorów lub emiterów podczerwieni, wizjerach wysokotemperaturowych oraz elementach opancerzenia wojskowych samolotów i pojazdów lądowych. Poza wysoką przeświecalnością w odpowiednim zakresie długości fal, od tworzyw tego typu wymaga się dobrych parametrów mechanicznych, a zwłaszcza twardości. W związku z tym dąży się do wytwarzania materiałów składających się z możliwie drobnych ziaren. Wydaje się, że dobrym punktem wyjścia przy wytwarzaniu takich materiałów jest zastosowanie submikronowych proszków połączone z technikami formowania opartymi na zawiesinach. W pracy przedstawiono wynik badań nad formowaniem proszków spinelu glinowo-magnezowego na drodze prasowania filtracyjnego oraz odlewania swobodnego. Celem badań była optymalizacja warunków formowania proszków, tak aby uzyskać możliwie gęste surowe próbki cechujące się wąskim rozkładem wielkości porów. Uzyskane w ten sposób próbki wygrzewano w warunkach dynamicznych i izotermicznych. Określono twardość i scharakteryzowano mikrostrukturę gęstych materiałów.
EN
Magnesium-aluminium spinel (MgAl2O4) in the form of transparent ceramics is applied in shields of infrared detectors or emitters, high temperature widows and elements of military aircrafts and vehicles. Apart from high transparency for specific wave lengths, the materials for indicated applications should have good mechanical properties, especially hardness. This is the reason for production of fi ne-grained materials. It seems that such materials can be produced from submicron powders consolidated by one of colloidal techniques. The work presents the results of investigations on consolidation of fi ne magnesium-aluminium spinel powders by filter pressing and casting. The main aim of the studies was optimisation of conditions of the consolidation, leading to the production of dense green samples with narrow pore size distribution. The samples were sintered in dynamic and isothermal conditions. Vickers hardness and microstructure of dense materials were examined.
15
Content available remote Preparation and characterization of transparent Nd:YAG ceramics
EN
Transparent Nd:YAG ceramics were produced by solid.state reaction of high.purity (4N) nanometric oxides powders, i.e., Al₂₃O₃, Y₂₃O₃ and Nd₂₃O₃. After sintering, mean grain sizes of 2% Nd:YAG samples were about 20 µm and their transparency were a bit worse than that of 0.9% Nd:YAG single crystal. Two types of active elements: rods and slabs were fabricated and characterized in several diode pumping schemes. In end pumping configuration as a pump source 20.W fiber coupled laser diode operating in low duty cycle regime (1 ms pump duration/20 Hz) was deployed. In the best case, 3.7 W of output power for 18 W of absorbed pump power, M ² < 1.4 were demonstrated for uncoated ceramics Nd:YAG rod of Φ 4×3mm size in preliminary experiments. For the ceramics of two times lower Nd dopant level above 30% slope efficiency was achieved. In case of Nd:YAG ceramic slab side pumped by 600.W laser diode stack above 12 W was demonstrated with slope efficiency of 3.5%.
PL
Przedmiotem prezentowanej pracy były badania procesu wytwarzania proszków granatu itrowo-glinowego domieszkowanego cerem (Ce:YAG) metodą współstrącania i prażenia oraz oznaczenie ich właściwości luminescencyjnych. Badaniom poddano proszki o dwóch poziomach zawartości domieszki aktywnej: 0,2 at.% i 2 at.%. Dla porównania, tą samą metodą wykonano proszki niedomieszkowane. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, iż współstrącanie azotanów glinu i itru w przypadku częściowego podstawienia kationu itru cerem przebiega inaczej. Prekursor Ce:YAG składa się z trzech faz: Al5(OH)13(CO3)ܫH2O, Y(OH)3 i AlOOH, podczas gdy w przypadku proszku współstrąconego bez domieszki jedyną krystaliczną fazą jest NH4AlY0,6(CO3)1,9(OH)ܦ,8H2O. Odmienny skład prekursorów ma wpływ na przebieg ich rozkładu termicznego. Uzyskanie jednofazowego nanoproszku Ce:YAG jest możliwe dopiero po wygrzaniu prekursora w powietrzu w 1700°C/2h, podczas gdy proszek niedomieszkowany już w temperaturze 1100°C jest jednofazowym YAG. Obniżenie temperatury kalcynacji Ce:YAG można uzyskać stosując wygrzewanie w próżni. Charakterystyki emisyjne badanych proszków zależą od ich składu fazowego. W przypadku obecności faz YAM i YAP obok piku charakterystycznego dla YAG na widmach luminescencji pojawiają się dodatkowe efekty. Widmo luminescencji proszku 2% Ce:YAG wygrzanego w temperaturze 1500°C w próżni jest niemal identyczne z widmem monokryształu Ce: YAG zarówno pod względem położenia maksimum, jak i jego kształtu.
EN
The aim of presented work was to study formation processes of ceria-doped yttrium aluminium garnet (Ce:YAG) powders by co-precipitation and calcination. Two levels of active ion doping (0.2 at.% and 2 at.%) were studied. For comparison, undoped YAG precursors powders were prepared using the same preparation route. As found, co-precipitation process of powders doped with ceria follows another path than the powders undoped, which results in another phase composition of powders precursors. XRD shows that Ce:YAG precursor is a mixture of Al5(OH)13(CO3)ܫH2O, Y(OH)3 and AlOOH while udoped YAG precursor consists of only one crystalline phase - NH4AlY06(CO3)19(OH)ܦ,8H2O. Difference in composition of precursors influence on their thermal decomposition (Fig. 2-3). Single phase YAG powder was obtained by calcination of undoped precursor at 1100°C in air (Fig. 4). For the same result ceria doped precursor had to be annealed to much higher temperature - 1700°C (Fig. 5-6). Single phase Ce: YAG has been obtained for ceria doped powders by annealing in vacuum at 1500°C (Fig. 9). Emission characteristics of powders depends on powders phase compositions. When YAM and YAP phases are detected in powders additional peaks connected with these phases are observed in luminescence spectra (Fig. 13-14). Emission characteristics of 2% Ce:YAG powder annealed in vacuum at 1500°C is almost identical (both, in shape and maximum position) to the observed for Ce:YAG monocrystal (Fig. 15).
PL
Ceramika spinelowa charakteryzuje się szeregiem korzystnych właściwości, takich jak wysoka temperatura topnienia (2135 °C), duża odporność chemiczna (zarówno na kwasy jak i alkalia), duża wytrzymałość mechaniczna, niska stała dielektryczna i dobre właściwości optyczne. Tworzywa spinelowe są powszechnie stosowane jako materiały izolacyjne i ogniotrwałe. Doniesienia literaturowe z ostatnich lat podają wiele nowych, potencjalnych obszarów wykorzystania MgAl204. Obojętność chemiczna czyni go dobrym kandydatem na powłoki ochronne lub membrany do procesów ultrafiltracji a dzięki wysokiej transmisji w zakresie podczerwieni otwierają się dla niego możliwości zastosowań optycznych. Ponadto spinel może być wykorzystywany jako dodatek w tworzywach nadplastycznych. Na właściwości proszku spinelowego wpływa zarówno skład chemiczny, jak również charakterystyki fizyczne prekursora. Celem niniejszej pracy było badanie zależności pomiędzy właściwościami proszku MgAl204 a sposobem jego współstrącania. Prekursory spinelu strącano z roztworów azotanów glinu i magnezu za pomocą dwóch czynników strącających: amoniaku i węglanu amonu. W obu tych przypadkach w wyniku prażenia prekursorów otrzymano jednofazowe, nanometryczne proszki spinelowe. Jednak, jak wykazały badania granulometryczne, porozymetryczne, analizy DTA-TG, pomiary BET oraz obserwacje SEM, proszki te znacznie się różniły. Lepszą jakością (większe rozwinięcie powierzchni przy tej samej temperaturze prażenia, mniejsze aglomeraty, mały rozrzut wielkości porów w wypraskach) oraz spiekalnością cechowały się proszki strącane węglanem amonu.
EN
Spinel (MgAl204) ceramics offers an attractive combination of properties like high melting point (2135 °C), high resistance to chemical attack (both for alkaline and acidic solutions), good mechanical strength at room and elevated temperatures, low dielectric constant and good optical properties. This makes spinel a good candidate for diverse engineering applications. Traditionally it has been used as refractory and insulating material. Recently, many new potential applications of this compound in relation to its infrared transparency, chemical inertness (protective coatings, ultrafiltration membranes), and superplasticity were reported, and promoted further studies. It is known that a chemical composition as well as physical properties of the precursor influence the properties of final powders. The objective of this investigation was to study the synthesis of MgAl204 by co-precipitation method using two different precipitants, resulting in different precursor powders. Spinel precursors were co-precipitated from a mixed solution of aluminium and magnesium nitrates using ammonia water or ammonium. In both cases the precursors converted to the pure spinel phase nanometric powders. As it occurred, the used precipitant strongly effected the properties of the final MgAl204 powder. To study this dependence DTA-TG, BET, SEM as well as granulometric, and porosimetric measurements of precursors and spinel powders were conducted. The obtained results showed a better quality and sinterability of ammonium carbonate precipitated powders.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.