Kompozyty ceramiczne formowane z wykorzystaniem wybranych reakcji enzymatycznych

• Autorzy: Tomaszewska-Grzęda A. , Szafran M.

Warianty tytułu

EN

Ceramic composites molded with the aid of selected enzymatic reactions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Proces kontrolowanej koagulacji mas lejnych pod wptywem reakcji enzymatycznych (Direct Coagulation Casting) jest od kilku lat tematem prac prowadzonych w Zespole Ceramiki Specjalnej Zakładu Technologii Nieorganicznej i Ceramiki Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej. Polega on na zateżaniu masy lejnej poprzez wewnętrzną powolną zmianę pH (będącą wynikiem rozkładu pewnych substancji pod wpływem enzymów) wokół każdej cząstki proszku ceramicznego, co jest przyczyną zmiany budowy podwójnej warstwy elektrycznej wokół tego proszku zawieszonego w rozpuszczalniku. W pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem kompozytów ceramicznych na drodze kontrolowanej koagulacji ceramicznych mas lejnych z Al2O3, nZrO2 lub mieszaniny wodorotlenków cyrkonu, hafnu i itru. Praca polegała na otrzymaniu i zbadaniu właściwości kompozytów zawierających 95% obj. tlenku glinu i 5% obj. domieszki nZrO2, wprowadzonej na dwa sposoby - jako proszek i jako "żel", a następnie na porównaniu otrzymanych wyników. W tabeli 1 przedstawiono wyniki badań kształtek surowych otrzymanych z ceramicznych mas lejnych z tlenku glinu, z tlenku glinu z 5% dodatkiem nanoproszku tlenku cyrkonu oraz z tlenku glinu z dodatkiem "żelu" o całkowitym stężeniu fazy stałej 54,3% obj., a w tabelach 2-5 - kształtek spiekanych. Rysunki 1-4 przedstawiają kolejne powiększenia kształtki spiekanej otrzymanej metodą DCC z tlenku glinu i "żelu". Uzyskane wyniki badań wskazują na trafność wyboru mieszaniny wodorotlenków cyrkonu, hafnu i itru jako składników kompozytu Al2O3-nZrO2 w miejsce wcześniej stosowanego nZrO2.

EN

The direct coagulation casting by means of enzymatic reactions is the subject of research carried out m the Department of Specialty Ceramics of the Warsaw University of Technology Faculty of Chemistry Division of Inorganic Technology and Ceramics. This method consists in the concentration of the casting slip by internal, slow change of pH (resulting from the decomposition of certain substances by means of enzymes) round each particle of the ceramic powder. This is the reason for the change in the structure of the double electric layer round this powder suspended in a solvent. In the work the results of studies on the obtaining of ceramic composites by direct coagulation casting of slips with Al2O3, nZrO2 or a mixture of zirconium, hafnium and yttrium hydroxides are presented. The work consisted in the obtaining and studying the properties of composites comprising 95 vol.% of aluminum oxide and 5 vol.% of the ZrO2 additive, introduced by two methods - as a powder and as a "gel", and the comparison of the results obtained. Table 1 shows the results of studies of green samples obtained from ceramic casting slips with aluminum oxide, aluminum oxide with a 5 % additive of zirconium oxide nanopowder, and with aluminum oxide with the addition of a gel of total solid phase concentration of 54.3 vol.%. Tables 2-5 show the results of studics of sintered samples. Figures 1-4 show consecutive magnifications of the sintered sample obtained by the DCC method from aluminum oxide and gel. The obtained results of studies show the relevancy of selecting the mixture of zirconium, hafnium and yttrium hydroxides as components of the Al2O3-nZrO2 composite, instead of the earlier used nZrO2.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt ceramiczny; tlenek glinu; nanoproszek ZrO2; ureaza; mocznik

EN

ceramic composites; aluminum oxide; ZrO2 nanopowder; urease; urea

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 11
• Strony: 297--301
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tomaszewska-Grzęda A.

• Uniwersytet Śląski, Instytut Nauki o Materiałach, ul. Bankowa 12, 40-007 Katowice

autor

Szafran M.

• Uniwersytet Śląski, Instytut Nauki o Materiałach, ul. Bankowa 12, 40-007 Katowice

Bibliografia

• [1] Tomaszewska-Grzęda A., Szafran M., Kompozyty ceramicz- ne typu Al2O3-ZrO2 otrzymywane metodą Direct Coagulation Casting, Kompozyty (Composites) 2003, 3, 8, 428-433.
• [2] Szafran M., Jach K., Tomaszewska-Grzęda A., Rokicki G., Wykorzystanie niektórych reakcji enzymatycznych w procesie formowania Al2O3, Mater. VIII Krajowego Seminarium im. prof. S. Bredsznajdera z udziałem gości zagranicznych, Płock, 19-20 września 2002, 29-36.
• [3] Tomaszewska-Grzęda A., Szafran M., Pogorzelec K., Ceramiczne masy lejne z Al2O3 otrzymywane z udziałem enzymów, Prace Komisji Nauk Ceramicznych PAN, Ceramika, Polski Biuletyn Ceramiczny 2001, 66/2, 890-899.
• [4] Tomaszewska-Grzęda A., Szafran M., Pogorzelec K., Application of enzyme in processing of alumina powders, International Conference Advance Ceramics for Third Millenium, Kiev, 5-9 November 2001.
• [5] Szafran M., Jach K., Tomaszewska-Grzęda A., Rokicki G., Flocculation of the ceramic suspension applying polymers and enzymes, 10th International Ceramics Congress & Forum on New Materials, Florence, July 14-18, 2002 (oral presentation).
• [6] Graule T.J., Baader F.H., Gauckler L.J., Shaping of ceramic geen compacts direct from suspensions by enzyme catalyzed reactions, cfi/Ber. DKG 1994, 71(6), 317-323.
• [7] Graule T.J., Baader F.H., Gauckler L.J., Ceramic: charting the future, (w:) ed. P. Vincenzini, Techna Srl., 1995, 1609- -1616.
• [8] Pampuch R., Materiały ceramiczne, PWN, Warszawa 1988.
• [9] Białoskórski J., Piekarczyk J., Właściwości sprężyste, twardość i energia pękania materiałów ceramicznych, Prace Ko-misji Nauk Ceramicznych PAN, Ceramika, Polski Biuletyn Ceramiczny 1997, 16, 54, 287-291.
• [10] Lipiec W., Szafran M., Kompozyty ceramika-polimer na osnowie z porowatego tlenku glinu, Prace Komisji Nauk Ceramicznych PAN, Ceramika, Polski Biuletyn Ceramiczny 2003, 80, 403-408.