Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Characterization of ultrafine-grained copper joints acquired by rotary friction welding

Ciemiorek M., Morawiński Ł., Jasiński C., Orłowska M., Chmielewski T., Olejnik L., Lewandowska M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e9, 2022

EN

Copper rods with ultrafine-grained microstructure, obtained by multi-turn ECAP processing, were subjected to Direct Drive Rotary Friction Welding using various processing parameters, such as rotational speed and pressure, which resulted in different energy and heat input. Even though friction welding is a high energy process, by a proper selection of processing parameters it was possible to maintain grain size at around 0.7 µm in the weld zone and preserve the UFG microstructure. These microstructural features translated into mechanical properties: the YS for those specimens was around 330 MPa. Processing parameters that resulted in a larger heat input caused an increase in grain size to around 2 µm; this, however, increased ductility and led to a uniform elongation exceeding 5%. Corrosion resistance in the stir zone increased, as was evident in the higher open circuit potential and higher corrosion potential in comparison with base material; the observed differences were about 50 mV. These changes can be explained by the higher fraction of HAGBs in the SZ.

2

In vitro evaluation of degradable electrospun polylactic acid/bioactive calcium phosphate ormoglass scaffolds

Majchrowicz Anna, Roguska A., Krawczyńska A., Lewandowska M., Martí‑Muñoz J., Engel E., Castano O.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 2

296--306

EN

Nowadays, the main limitation for clinical application of scaffolds is considered to be an insufficient vascularization of the implanted platforms and healing tissues. In our studies, we proposed a novel PLA-based hybrid platform with aligned and random fibrous internal structure and incorporated calcium phosphate (CaP) ormoglass nanoparticles (0, 10, 20 and 30 wt%) as an off-the-shelf method for obtaining scaffolds with pro-angiogenic properties. Complex morphological and physicochemical evaluation of PLA–CaP ormoglass composites was performed before and after in vitro degradation test in SBF solution to assess their biological potential. The degradation process of PLA–CaP ormoglass composites was accompanied by numerous CaP-based precipitations with extended topography and cauliflower-like shape which may enhance bonding of the material with the bone tissue and accelerate the regenerative process. Random fiber orientation was preferable for CaP compounds deposition upon in vitro degradation. CaP compounds precipitated firstly for randomly oriented composite nonwovens with 20 and 30 wt% addition of ormoglass. Moreover, the preliminary bioactivity test has shown that BSA adsorbed to PLA–CaP ormoglass composites (both aligned and randomly oriented) with 20 and 30 wt% of ormoglass nanoparticles which was not observed for pure PLA scaffolds.

3

Polaryskop – budowa, zasada działania i zastosowanie w salonie optycznym

Grzesik M., Lewandowska M.

Optyka

|

2018

|

Nr 3

36--40

PL

Praca ma na celu przedstawienie działania urządzenia optycznego, jakim jest polaryskop. Zaprezentowano teoretyczne podstawy działania urządzenia, które opiera się na zjawisku zmiany stanu polaryzacji światła przechodzącego przez ośrodek, który na skutek występowania naprężeń, najczęściej o niejednorodnym rozkładzie, stał się optycznie dwójłomny. Przedstawiono różne rodzaje szkła oraz omówiono ich właściwości optyczne. Określono przydatność wykorzystania urządzenia, jakim jest polaryskop, w warsztacie optycznym.

EN

The aim of the paper is to present the principle of operation of a polariscope. Theoretical bases of the device’s functioning, which are based on change of the polarisation state of light passing through a medium, which due to mechanical stress, mostly with anisotropic dispersion, became birefringent. Various types of the optical glass and their optical properties are described. The usefulness of the polariscope in the optical workshop was defined.

4

Frustules of Didymosphenia geminata as a modifier of resins

Zglobicka I., Jablonska J., Suchecki P., Mazurkiewicz-Pawlicka M., Jaroszewicz J., Jastrzebska A., Pakiela Z., Lewandowska M., Swieszkowski W., Witkowski A., Kurzydlowski K. J.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 5

172--177

EN

The paper reports properties of the resin matrix with frustules of diatoms Didymosphenia geminata. The samples of resin containing up to 70% of the volume fraction of the frustules have been prepared in a relatively simple procedure for a commercial resin and using the frustules “harvested” in one of the rivers in Poland by a manual mixing. The compression tests of the samples proved the strengthening effect of the frustules, with the apparent compression modulus increasing by 100% for the volume fraction of 60%. The results of this investigation indicate a high potential of D. geminata frustules in composite technology.

PL

Didymosphenia geminata to słodkowodna okrzemka charakteryzująca się krzemionkowym pancerzykiem i stylikiem wytworzonym z zewnątrzkomórkowego materiału polimerowego. Wymiary pojedynczego pancerzyka D. geminata, wynoszą 80÷140 μm długości i 35÷45 μm szerokości, co sprawia, że jest jedną z większych okrzemek. Zgodnie z trendem stosowania materiałów biologicznych i biomimicznych w pracy przyjęto założenie, że pancerzyki okrzemek mogą być potencjalnie zastosowane jako faza zbrojąca w materiałach kompozytowych o osnowie polimerowej. Jednym z najczęściej stosowanych materiałów na osnowę w kompozytach polimerowych jest żywica epoksydowa. Żywica tego typu jest zbrojona proszkami. Celem niniejszej pracy było zbadanie wykorzystania w tej roli pancerzyków okrzemki Didymosphenia geminata. Podjęte badania polegały na wytworzeniu serii próbek materiałów kompozytowych na osnowie z żywicy epoksydowej z różnym udziałem objętościowym napełniacza. Otrzymane próbki scharakteryzowano pod kątem ich struktury i właściwości mechanicznych.

5

The high temperature ashes (HTA ) from bituminous coal combustion as a potential resource of rare earth elements

Adamczyk Z., Komorek J., Lewandowska M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 3

135--150

EN

Potential sources of rare earth elements are sought after in the world by many researchers. Coal ash obtained at high temperatures (HTA ) is considered among these sources. The aim of the study was an evaluation of the suitability of the high temperature ash (HTA ) formed during the combustion of bituminous coal from the Ruda beds of the Pniówek coal mine as an potential resource of REY. The 13 samples of HTA obtained from the combustion of metabituminous (B) coal were analyzed. The analyses showed that the examined HTA samples varied in their chemical composition. In accordance with the chemical classification of HTA , the analyzed ash samples were classified as belonging to the following types: sialic, sialocalcic, sialoferricalcic, calsialic, fericalsialic, ferisialic. The research has shown that the rare earth elements content (REY) in examined HTA samples are characterized by high variability. The average REY content in the analyzed ashes was 2.5 times higher than the world average (404 ppm). Among rare earth elements, the light elements (LREY) were the most abundant. Heavy elements (HREY) had the lowest share. A comparison of the content of the individual rare earth elements in HTA samples and in UCC showed that it was almost 20 times higher than in UCC. The distribution patterns of REY plotted for all samples within their entire range were positioned above the reference level and these curves were of the M-H or M-L type. The data presented indicate, that the analyzed ash samples should be regarded as promising REY raw materials. Considering the fact that in 7 out of 13 analyzed ash samples the REY content was higher than 800 ppm, REY recovery from these ashes may prove to be economic.

PL

Potencjalne źródła pierwiastków ziem rzadkich są poszukiwane w świecie przez wielu badaczy. Wśród tych źródeł rozpatrywany jest popiół z węgla uzyskiwany w wysokich temperaturach (HTA). Celem artykułu była ocena wysokotemperaturowych popiołów (HTA) pochodzących ze spalania węgla kamiennego warstw rudzkich z KWK Pniówek, pod kątem ich wykorzystania jako alternatywnego źródła REY. Badaniom poddano 13 próbek popiołów HTA uzyskanych ze spalenia węgla o średnim stopniu uwęglenia B. Zgodnie z klasyfikacją chemiczną popiołów HTA , badane próbki popiołów zaklasyfikowano do następujących typów: krzemianowo-glinowych, krzemianowo-glinowo-wapniowych, krzemianowoglinowo-żelazowo-wapniowych, wapniowo-krzemianowo-glinowych, żelazowo-wapniowokrzemianowo-glinowych, żelazowo-krzemianowo-glinowych. Badania wykazały, że zawartość pierwiastków ziem rzadkich REY w badanych próbkach popiołów HTA charakteryzuje się dużą zmiennością. Średni udział REY w analizowanych popiołach jest 2,5 razy większy od średniej dla złóż światowych (404 ppm). Wśród pierwiastków ziem rzadkich największy udział mają pierwiastki lekkie LREY. Najmniejszym udziałem charakteryzują się pierwiastki ciężkie HREY. Porównanie zawartości poszczególnych pierwiastków ziem rzadkich w próbkach popiołów HTA i w UCC wykazało, że jest ona prawie do 20 razy większa niż w UCC. Krzywe normalizacyjne wyznaczone dla wszystkich próbek w całym swoim zakresie znajdują się powyżej poziomu odniesienia i są to krzywe typu M-H lub typu M-L. Przedstawione dane wskazują, że analizowane próbki popiołów należy uznać za obiecujące surowce REY. Uwzględniając fakt, że w 7 z 13 analizowanych próbek popiołu zawartość REY jest wyższa niż 800 ppm, odzysk REY z tych popiołów może okazać się ekonomiczny.

6

Ashes from bituminous coal burning in fluidized bed boilers as a potential source of rare earth elements

Adamczyk Z., Komorek J., Lewandowska M., Nowak J., Białecka B., Całusz-Moszko J., Klupa A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 2

21--36

EN

Rare earth elements are characterized by the high risk of their shortage resulting from limited resources. From this reason REE constitute a group of elements of special importance for the European Union. The aim of this study was to evaluate ashes from the burning of coal in fluidized bed boilers as an potential source of REY . Twelve samples of fly ash and bottom ash taken from power plants in Poland were analyzed. Tests have shown that despite some differences in chemical composition, the fly ash and bottom ash from fluidized beds could be classified as the calsialic, low acid type. It was found that fly ashes contained more REY than bottom ashes. Among REY , the light elements (LREY ) had the highest share in the total REY content in both fly ashes and bottom ashes. Heavy elements (HREY ) had the lowest content. The normalized curves plotted for fly ash samples within almost all of their entire range were positioned above the reference level and these curves were of the L-M or H-M type. The content of the individual REY in these samples was even twice as high as in UCC. The normalized curves plotted for bottom ash samples were classified as of L, L-M or H type. They were positioned on the reference level or above it. The content of the individual REY in these samples was the same or up to about 4 times lower than in UCC. It was found that the content of critical elements and of excessive elements in fly ash and bottom ash differs, which has an effect on the value of the outlook coefficient Coutl, and which is always higher in the case of fly ash than in the case of bottom ash. Nevertheless, the computed values of the outlook coefficient Coutl allow both fly ash and bottom ash from fluidized beds to be regarded as promising REY raw materials.

PL

Pierwiastki ziem rzadkich charakteryzują się wysokim ryzykiem niedoboru, wynikającym z ograniczonej ilości źródeł ich pozyskiwania. Z tego powodu stanowią grupę pierwiastków o specjalnym znaczeniu w Unii Europejskiej. Celem pracy była ocena popiołów ze spalania węgla kamiennego w kotłach fluidalnych, pod kątem ich wykorzystania, jako potencjalnego źródła REY. Badaniom poddano 12 próbek popiołów lotnych i dennych fluidalnych pobranych z elektrowni w Polsce. Badania wykazały, że mimo różnic w składzie chemicznym badane popioły lotne i denne fluidalne zostały zaklasyfikowane do typu calsialic – słabo kwaśnych. Stwierdzono, że popioły lotne charakteryzują się większą zawartością REY niż denne. Zarówno w popiołach lotnych, jak i dennych największy udział wśród REY mają pierwiastki lekkie LREY. Natomiast najmniejszym udziałem charakteryzują się pierwiastki ciężkie HREY. Krzywe normalizacyjne wyznaczone dla próbek popiołów lotnych w prawie całym swoim zakresie znajdują się powyżej poziomu odniesienia, są to krzywe typu L-M lub H-M. Zawartości poszczególnych REY w tych próbkach są nawet dwukrotnie większe niż w UCC. Krzywe normalizacyjne wyznaczone dla próbek popiołów dennych zaliczono do typów L, L-M i H. Znajdują się one, na lub poniżej poziomu odniesienia. Zawartość poszczególnych REY w tych próbkach jest taka sama lub do około 4 razy mniejsza niż w UCC. Stwierdzono, że udział pierwiastków krytycznych i nadmiarowych w popiołach lotnych i dennych różni się, co ma wpływ na wartość współczynnika perspektywicznego Coutl, który dla popiołów lotnych przyjmuje zawsze wyższe wartości niż dla dennych. Pomimo to, uzyskane wartości współczynnika perspektywicznego Coutl pozwalają zaliczyć, zarówno analizowane popioły lotne jak i denne fluidalne do surowców perspektywicznych REY.

7

The impact of a Neogene basalt intrusion on the optical properties and internal structure of the dispersed organic matter in Carboniferous strata (SW-part USCB)

Adamczyk Z., Kokowska-Pawłowska M., Komorek J., Klupa A., Lewandowska M., Nowak J.

Acta Geologica Polonica

|

2018

|

Vol. 68, no. 2

249--262

EN

The S-7 borehole log from the Sumina area (USCB Poland) revealed the presence of three basaltic veins originating from a basalt dyke. Coal interlayers in the rocks surrounding the basaltic veins have been coked to form natural coke. Photometric measurements revealed that the optical properties of the studied natural coke samples are characteristic of semi-graphite (Rmax > 9%). The natural coke matrix of all of the analyzed samples has a biaxial negative optical character. Vitrinite in the examined natural coke samples is characterized by a lower optical anisotropy than that of the natural matrix and it has a biaxial positive optical character. Vitrinite in almost all samples taken at locations more distant from the intrusion has a biaxial positive optical character. A reversal of the changes of the true maximum vitrinite reflectance and bireflectance with changing distance from the second basaltic vein has been observed. The temperature regime that acted upon the dispersed organic matter located in the immediate vicinity of the intrusion, estimated on the basis of the selected experimental data, is suggested to be higher than 750°C.

8

Thermal-hydraulic analysis of LTS cables for the DEMO TF coil using simplifi ed models

Lewandowska M., Dembkowska A.

Nukleonika

|

2017

|

Vol. 62, No. 1

23--28

EN

The conceptual design activities for the DEMOnstration reactor (DEMO) – the prototype fusion power plant – are conducted in Europe by the EUROfusion Consortium. In 2015, three design concepts of the DEMO toroidal field (TF) coil were proposed by Swiss Plasma Center (EPFL-SPC, PSI Villigen), Italian National Agency for New Technologies (ENEA Frascati), and Atomic Energy and Alternative Energies Commission (CEA Cadarache). The proposed conductor designs were subjected to complete mechanical, electromagnetic, and thermal-hydraulic analyses. The present study is focused on the thermal-hydraulic analysis of the candidate conductor designs using simplifi ed models. It includes (a) hydraulic analysis, (b) heat removal analysis, and (c) assessment of the maximum temperature and the maximum pressure in each conductor during quench. The performed analysis, aimed at verification whether the proposed design concepts fulfil the established acceptance criteria, provides the information for further improvements of the coil and conductors design.

9

Fabrication of nanotubular oxide layer on Ti–24Nb–4Zr–8Sn alloy by electrochemical anodization

Matras A., Roguska A., Lewandowska M.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 1

2--7

EN

Nanotubular oxide layer of TiO2 was fabricated by electrochemical anodization of Ti–24Nb–4Zr–8Sn alloy in electrolyte containing water, glycerin and ammonium fluoride. Physicochemical characterization was performed in order to evaluate the structural and chemical properties of obtained layer. Variable parameters such as voltage (10 V, 20 V and 30 V) and anodization time (10 min and 40 min) were applied to determine the influence of those factors on the morphology and chemistry of fabricated titania nanotubes. Scanning electron microscopy was used to assay the architecture of obtained nanotubular layer and the impact of anodization parameters on the produced structure. Chemical and structural analysis were conducted by energy dispersive X-ray spectroscopy coupled with scanning electron microscope and X-rays diffraction technique. Obtained results allowed to declare that morphology of the nanotubes depends on voltage applied and duration of the anodization. For higher voltage applied, the nanotubes with bigger diameter are obtained. For layers fabricated at 10 and 20 V, increase in anodization time results in obtaining more homogeneous oxide structure (the diameter distribution is narrow) as well as decrease of characteristic dimensions values (wall thickness and diameter). For structures anodized with 10 V, the average nanotubes diameter was 38 nm while for layer fabricated with 30 V, the average diameter was 101 nm. The most uniform nanotubular structure was fabricated by anodization at 20 V for 40 min. Chemical analysis revealed presence of such elements as titanium, oxygen, niobium and tin. However, thickness of the nanotubular oxide layer is about hundreds of nm, therefore additional examination need to be done to determine whether the nanotubes contains alloying elements (Nb or Sn) or the signal comes from the substrate. In general, the chemical composition of the anodized nanotubes corresponds to the composition of the substrate Ti2448 alloy.

PL

Elektrochemiczna anodyzacja jest prostą i uniwersalną metodą pozwalającą na otrzymywanie porowatych warstw tlenkowych o uporządkowanej strukturze na powierzchni różnych materiałów metalicznych, zarówno czystych metali, jak i stopów, w szczególności stopów tytanu. Preferowanymi stopami do utleniania anodowego są materiały jednofazowe, ponieważ nie ulegają niekorzystnemu selektywnemu rozpuszczaniu, które zachodzi dla stopów dwufazowych. W ciągu ostatnich kilku lat jednofazowe stopy β tytanu zyskiwały coraz większą popularność ze względu na połączenie dużej wytrzymałości, małej gęstości oraz dobrej odporności na korozję, wykazując przy tym bardzo dobre właściwości przetwórcze. W artykule scharakteryzowano nanorurkowe warstwy tlenkowe o uporządkowanej strukturze wytworzone w procesie elektrochemicznej anodyzacji na stopie Ti–24Nb–4Zr–8Sn w elektrolicie na bazie gliceryny zawierającym jony fluorkowe. Przeprowadzono charakterystykę fizykochemiczną w celu oceny właściwości strukturalnych i chemicznych otrzymanych warstw. Zastosowano zmienne parametry procesu wytwarzania, tj. napięcie i czas anodyzacji, w celu określenia ich wpływu na morfologię i właściwości nanorurkowych warstw tlenkowych.

10

Dystrybucja pierwiastków ziem rzadkich (REE) w procesie sekwencyjnego ługowania węgla z pokładu 404 KWK „Pniówek” (GZW)

Adamczyk Z., Jakóbik A., Komorek J., Lewandowska M., Osadnik M.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2016

|

z. 5 (17)

21--37

PL

Celem pracy było określenie dystrybucji pierwiastków ziem rzadkich (REE) w procesie sekwencyjnego chemicznego ługowania próbek węgla z pokładu 404 KWK Pniówek. Na potrzeby pracy wykorzystano pięciostopniową zmodyfikowaną procedurę ługowania opisaną w pracy D.A. Spears. Zawartość REE w uzyskanych roztworach oznaczono metodą ICP-MS). Analizowano oddzielnie udziały REE w próbkach bruzdowych węgla oraz w roztworach będących produktami sekwencyjnego ługowania substancji nieorganicznej i organicznej węgla. Stwierdzono zróżnicowany udział REE w analizowanych próbkach węgla. Normalizacja udziałów REE do chondrytów wykazała obecność małej anomalii ujemnej dla Eu i większej dodatniej dla Gd. Na wszystkich krzywych po znormalizowaniu widoczne jest wzbogacenie próbek węgla w LREE i odpowiednio niższy mało zróżnicowany udział HREE. Podobnym przebiegiem charakteryzują się krzywe po znormalizowaniu uzyskane dla produktów ługowania związanych z substancją organiczną węgla (etap IV-V) i krzemianami. Krzywe normalizacyjne uzyskane dla produktów ługowania związanych z substancją mineralną (etap I-III) dla poszczególnych próbek węgla są podobne. Wszystkie charakteryzują się dodatnimi anomaliami w zakresie Sm-Tb oraz wzbogaceniem udziałów MREE względem LREE.

EN

The aim of the study was to determine the distribution of REE in coal using during the sequential chemical leaching of four coal samples from 404 seam of Ruda beds of “Pniówek” coal mine. The five digestion steps were used to determine REE distribution. In this study adopted the leaching procedure described in work D.A. Spears.The content of REE in obtained solutions was determined by ICP-MS method.The contents of REE in the samples was analyzed in coal and separately in the solutions which were products of the sequential leaching of inorganic and organic substances of coal. It was found that the REE content in coal samples is varied. The contents of REE were normalized to chondrites. It showed a small negative anomaly for Eu and larger positive anomaly for Gd. The enrichment in LREE of coal samples and respectively lower and less diverse of HREE content are shown on all of the normalized curves. The normalized curves obtained for chondrites REE content in the leaching products connected with organic substance (stage IV-V) have a similar course.The normalized curves obtained for chondrites REE content of the leaching products connected with mineral substance (stage I-III) for the individual samples of coal were similar. All these curves are characterized by positive anomalies in the range of Sm-Tb and enrichment in MREE relative to LREE.

11

Thermal-hydraulic analysis of the improved LTS conductor design concepts for the DEMO TF coil

Lewandowska M., Sedlak K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 4

179--182

EN

The improved design concepts for the LTS TF coil system of DEMO have been proposed in 2013 by EPFL-CRPP PSI Villigen and ENEA Frascati. The present study is focused on the thermal-hydraulic analysis of the conductor designs, which includes: hydraulic analysis, heat removal analysis and assessment of the maximum temperature and the maximum pressure in each conductor during quench.

PL

W 2013 r. zespoły z EPFL-CRPP i ENEA Frascati opracowały udoskonalone koncepcje projektowe kabli dla poszczególnych warstw cewki TF tokamaka DEMO. W pracy przedstawiono analizę cieplno – przepływową projektów kabli obejmującą: analizę hydrauliczną, oszacowanie zdolności usuwania ciepła oraz oszacowanie maksymalnej temperatury oraz maksymalnego ciśnienia podczas utraty stanu nadprzewodzenia.

12

Opracowanie technologii otrzymywania toluenodiizocyjanianu w procesie fosgenowania toluenodiaminy w fazie gazowej

Szarlik S., Bałdyga J., Molga E., Jasińska M., Lewandowska M., Dyczewski M., Lewandowski P.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 10

719--727

PL

Przedstawiono działania prowadzone wspólnie przez Instytut Chemii Przemysłowej (IChP), Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej oraz Zakłady Chemiczne ZACHEM S.A. w Bydgoszczy mające na celu opracowanie nowej technologii produkcji toluenodiizocyjanianu (TDI) metodą fosgenowania toluenodiaminy (TDA) w fazie gazowej. Na podstawie studiów literaturowych (głównie patentów), wykonanych badań laboratoryjnych (odparowanie TDA do strumienia azotu) oraz obliczeń projektowych opracowano założenia do projektu badawczej instalacji pilotowej. Badania przeprowadzone na instalacji pilotowej zakończyły się powodzeniem i opracowaniem projektu procesowego instalacji przemysłowej o zdolności 30 000 t TDI/rok.

EN

The activities undertaken in cooperation by Industrial Chemistry Research Institute (ICRI) and Faculty of Chemical and Process Engineering of the Warsaw University of Technology and Chemical Plant ZACHEM S.A. in Bydgoszcz in order to develop a new technology for production of toluene diisocyanate (TDI) were presented. On the basis of literature studies (mainly patents), performed laboratory tests of toluenediamine (TDA) evaporation under a stream of nitrogen and design calculations the guidelines for the project of research pilot plant were proposed. Pilot plant tests were successful and resulted in the development of process design of an industrial plant with a capacity of 30 000 tons TDI/year.

13

Antibacterial Composite Layers on Ti: Role of ZnO Nanoparticles

Roguska A., Belcarz A., Suchecki P., Andrzejczuk M., Lewandowska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 1

213--216

EN

Problem of Post-operative infections of implant materials caused by bacterial adhesion to their surfaces is very serious. Enhancement of antibacterial properties is potentially beneficial for biomaterials value. Therefore, the metallic and metallic oxide nanoparticles attract particular attention as antimicrobial factors. The aim of this work was to create nanotubular (NT) oxide layers on Ti with the addition of ZnO nanoparticles, designed for antibacterial biomedical coatings. Antimicrobial activities of titanium, TiO2 NT and ZnO/TiO2 NT surfaces were evaluated against bacterial strain typical for orthopaedic infections: S. epidermidis. TiO2 NT alone killed the free bacterial cells significantly but promoted their adhesion to the surfaces. The presence of moderate amount of ZnO nanoparticles significantly reduced the S. epidermidis cells adhesion and viability of bacterial cells in contact with modified surfaces. However, higher amount of loaded nanoZnO showed the reduced antimicrobial properties than the medium amount, suggesting the overdose effect.

14

Antibacterial Composite Layers on Ti: Role of ZnO Nanoparticles

Roguska A., Belcarz A., Suchecki P., Andrzejczuk M., Lewandowska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

937--940

EN

Problem of post-operative infections of implant materials caused by bacterial adhesion to their surfaces is very serious. Enhancement of antibacterial properties is potentially beneficial for biomaterials value. Therefore, the metallic and metallic oxide nanoparticles attract particular attention as antimicrobial factors. The aim of this work was to create nanotubular (NT) oxide layers on Ti with the addition of ZnO nanoparticles, designed for antibacterial biomedical coatings. Antimicrobial activities of titanium, TiO2 NT and ZnO/TiO2 NT surfaces were evaluated against bacterial strain typical for orthopaedic infections: S. epidermidis. TiO2 NT alone killed the free bacterial cells significantly but promoted their adhesion to the surfaces. The presence of moderate amount of ZnO nanoparticles significantly reduced the S. epidermidis cells adhesion and viability of bacterial cells in contact with modified surfaces. However, higher amount of loaded nanoZnO showed the reduced antimicrobial properties than the medium amount, suggesting the overdose effect.

15

The influence of severe plastic deformation processes on electrical conductivity of commercially pure aluminium and 5483 aluminium alloy

Lipińska M., Bazarnik P., Lewandowska M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 4

717--723

EN

Commercially pure aluminium 1050 and aluminium alloy 5483 were processed by Severe Plastic Deformation processes, i.e. Equal Channel Angular Pressing and Hydrostatic Extrusion in various configurations. Electrical conductivity and Vicker's microhardness were measured for as-received and deformed materials. Microstructure was investigated using Focused Ion Beam Microscopy and Transmission Electron Microscopy for coarse grained and deformed materials, respectively. The Severe Plastic Deformation processes bring about a significant grain size reduction, which was accompanied by an increase in microhardness. The results have shown that the grain size reduction below 1 μm has a negligible impact on electrical properties in comparison to alloying elements, which considerably impair the electrical conductivity.

16

Badania korozyjne i mikrobiologiczne w Geotermii Mazowieckiej S.A.

Banaś J., Mazurkiewicz B, Stolarski W., Lewandowska M., Ura-Bińczyk E., Kaca W., Żarnowiec P., Balcer M.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2015

|

R. 54, nr 1

59--80

PL

Jednym z ważnych problemów determinujących koszty eksploatacji wód geotermalnych jest korozja rur wydobywczych, instalacji obiegu geotermalnego, armatury oraz kolmatacja otworów zatłaczających. Zjawiska te związane są z korozją mikrobiologiczną w anaerobowym środowisku wody geotermalnej zawierającej CO2. W niniejszym artykule przedstawiono kompleksowe badania korozyjne i mikrobiologiczne w Geotermii Mazowieckiej S.A. Badania mikrobiologiczne wykazały obecnoś bakterii redukujących siarczany (SRB) w osadach ko rozyjnych i mineralnych. Identyfikację bakterii przeprowadzono techniką reakcji amplifikacji PCR fragmentu genu 16S rRNA i stwierdzono występowanie: Desulfovibrio – Desulfomicrobium, Desulfobacter oraz Desulfotomaculum. Obecność tych bakterii jest przyczyną tworzenia warstwy produktów korozji zbudowanej w głównej mierze z amorficznego siarczku żelaza. Woltamperometryczne i impedancyjne pomiary elektrochemiczne pro- wadzone w laboratorium oraz w stacji korozyjnej Geotermii pozwoliły na przedstawienie wpływu obecności bakterii SRB na mechanizm korozji stali węglowej i stali stopowej. Stacja prowadzi monitorowanie i akwizycję danych fizykochemicznych i korozyjnych z możliwością zarządzania z poziomu centrum dyspozycyjnego Geotermii Mazowieckiej S.A.

EN

One of the important issues that determine the operating costs of a geothermal plant is the corrosion of casing, geothermal installations, fittings and deposit colmatation. These phenomena are connected with microbially induced corrosion in anaerobic environment of geothermal water containing CO2. The paper presents a com- prehensive study of corrosion and microbiological corrosion in the Geotermia Mazowiecka plant. Microbiological investigations showed the presence of sulphate-reducing bacteria (SRB) in mineral and corrosion deposits. Identification of the bacteria was performed by PCR amplification of the 16S rRNA gene and the following bacteria have been identified: Desulfovibrio – Desulfomicrobium, Desulfobacter and Desulfotomaculum. The presence of these bacteria is the cause of the formation of a corrosion products layer containing mainly amorphous iron sulfide. Voltammetric and impedance measurements conducted in the laboratory and in the corrosion station at Geotermia Mazowiecka S.A. allowed the influence of SRB on the corrosion mechanism of carbon and alloyed steel to be studied. The station is able to monitor the corrosion and acquisition of physico-chemical data to managed from the Geotermia Mazowiecka S.A. dispatch centre level.

17

Możliwości wykorzystania zjawiska anomalnego tarcia stopu aluminium 2017 o strukturze nanometrycznej

Wiśniewska-Weinert H., Leshchynsky V., Borowski J., Lewandowska M., Wiśniewski T.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 4

271--282

PL

Materiały łożyskowe na bazie aluminium są szeroko stosowane w przemyśle samochodowym. Jedną ze szczególnych zalet tych materiałów jest oszczędność na masie przy użyciu stopów aluminiu m. Jednakże wpływ submikro- i nanostruktury na tribologiczne zachowanie tych materiałów nie jest szczegółowo zbadane. Wpływ normalnego obciążenia i prędkości poślizgu na tarciowe zachowanie nanostrukturalnego stopu aluminium na stali nie zostało jeszcze zbadane. Artykuł zawiera wyniki tribologicznego badania nanokrystalicznego stopu aluminium NC A2017. Możliwości stosowania tych materiałów, uzyskanych metodą wyciskania hydrostatycznego, w różnych zespołach ciernych, wyglądają bardzo obiecująco. Okazuje się, że stop aluminium 2017 o strukturze manometrycznej wykazuje niskie współczynniki tarcia przy niskich obciążeniach normalnych, Z drugiej strony, stop aluminium NC A2017 można z powodzeniem kształtować w temperaturze 200oC i wyższej. Odkształcenie plastyczne tego materiału powyżej 200oC powoduje zauważalny rozrost ziaren. Jednakże określone średnice ziaren są w zakresie submikronowym, nawet dla temperatury ściskania wynoszącej 300oC. Zachowanie tarciowe stopu aluminium NC 2017 charakteryzuje się trzykrotnym anomalnym spadkiem współczynnika tarcia do f=0,15 w porównaniu z f=0,45 dla gruboziarnistego stopu aluminium 2017. Odporność na zużycie stopu NC 2017 jest trzykrotnie większe w porównaniu z gruboziarnistym stopem 2017. Przypuszczalną przyczyną takiego zachowania są szczególne cechy nanostruktury i zawartość wydzieleni fazowych w stopie NC 2017.

EN

Aluminum-based bearing materials are widely used for automotive applications. One special advantage is the weight savings associated with using aluminum alloys. However, the effect of submicro- and nanostructure on the tribology behavior of these materials is not studied in detail. The effects of normal load and sliding velocity on the frictional behavior of nanostructured aluminum alloy against steel is not studied yet. The paper contains the results of tribology examination of nanocrystalline (NC) aluminum alloy NC A2017. The possibilities of use of these materials obtained by the method of hydrostatic extrusion, in various friction units look very promising. It is found the 2017 aluminum alloy with nanometric structure exhibits low friction coefficients at low normal loads. From other side the NCA2017 aluminum alloy can be successfully formed 200oC and above. Plastic deformation of the material above 200oC causes noticeable grain growth. However, the determined average grain diameters are in the submicron range, even for compression temperature of 300oC. The friction behavior of NC 2017 Al alloy is characterized by three times anomalous fall of friction coefficient up to f=0.15 as compared with f=0.45 for coarse grained 2017 Al alloy. The wear rate of NC 2017 Al alloy is diminished by three times as compared to that of coarse grained 2017 Al alloy. The possible reason of such a behavior is the specific features of nanostructure and precipitates of NC 2017 Al alloy.

18

Measurement of oxygen permeability of contact lenses based on analysis of porosity

Lewandowska M., Jasińska-Kwaśnik W., Jóźwik A., Siedlecki D.

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2015

|

Vol. 3, no. 1

1--5

EN

Oxygen permeability seems to be the most important parameter characterize the contact lens. Lenses, which permeable more oxygen to the cornea are safer, reduce the risk of infection and provide greater comfort of wearing. Oxygen permeability of contact lenses might be calculated by analysis of porosity of its surface. With using special program the size and number of pores on definite area was calculated and dependence of permeability and hydration on porosity were established.

19

Rare earth elements of orzeskie beds of south-west part Upper Silesian Coal Basin (Poland)

Adamczyk Z., Białecka B., Całusz Moszko J., Komorek J., Lewandowska M.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 1

157--172

EN

The subject of the research concerned the coal samples from 360/1, 361 and 362/1 seams of the Orzesze beds in the “Pniówek” coal mine. The obtained samples were characterized by low ash content – 2.22-6.27% of the mass. The chemical composition of the ash indicates the presence of aluminosilicate minerale in the analyzed coal samples – most likely clay minerals, the presence of which has been confirmed In microscopic tests of the petrographic composition of channel samples of coal. The content of rare earth elements (REE sum) in the ash of the tested coal seams ranged from 364 to 1429 ppm. Variation of the REE content has been observed within a single seam. The fraction of REE indicates a relation with a mineral substance. No relation of the REE fraction and the presence of red beds has been found based on the tested samples. The content of REE found in ash, normalized to chondrites, is characterized by LREE enrichment in relation to HREE. The Eu anomaly is most likely related to tuff and tonstein levels occurring in Orzesze beds, which accompany the coal seams in the Upper Silesian Coal Basin (i.a., south of the studied area). The research has indicated that LREE in the tested samples are more related to the mineral substance, while HREE have a stronger affinity with organic substances.

PL

Przedmiotem badań były próbki węgla z pokładów 360/1, 361 i 362/1 warstw orzeskich KWK Pniówek. Próbki te charakteryzują się niewielką zawartością popiołu 2,22-6,27% mas. Skład chemiczny popiołów wskazuje na obecność w analizowanych próbkach węgla minerałów z grupy glinokrzemianów najprawdopodobniej minerałów ilastych, których obecność była stwierdzona w badaniach mikroskopowych składu petrograficznego próbek bruzdowych węgla. Zawartości pierwiastków ziem rzadkich (suma REE) w popiołach badanych pokładów węgla wahają się od 364 do 1429 ppm. Obserwuje się zróżnicowanie zawartości REE w obrębie jednego pokładu. Udział REE wykazuje związek z substancją mineralną. Nie stwierdzono związku udziału REE, w badanych próbkach, z obecnością utworów pstrych w stropie karbonu. Zawartości REE oznaczone w popiołach, znormalizowane do chondrytów, charakteryzują się wzbogaceniem LREE wobec HREE. Anomalia Eu związana jest prawdopodobnie z występującymi w warstwach orzeskich (m.in. na północ od obszaru badań) Górnośląskiego Zagłębia Węglowego poziomami tufów i tonsteinów, które towarzyszą pokładom węgla. Badania wykazały, że LREE w badanych próbkach związane są raczej z substancją mineralną, natomiast HREE posiadają silniejsze powinowactwo z substancją organiczną.

20

Precipitation strengthening of ultrafine-grained Al-Mg-Si alloy processed by hydrostatic extrusion

Chrominski W., Kulczyk M., Lewandowska M., Kurzydlowski K. J.

Zeszyty Historyczne Politechniki Warszawskiej

|

2014

|

z. 16

77--84

EN

Precipitation strengthening of an ultrafine-grained Al-Mg-Si alloy has been studied using samples obtained by hydrostatic extrusion. It has been demonstrated that the microstructure after hydrostatic extrusion consists of two types of grains: (1) nano-sized free of dislocations and surrounded with high angle grain boundaries and (2) micron-sized with dislocation substructure. After ageing at 160C, small needle-like precipitates appear in grain interiors of both nano- and micron-sized grains, bringing about a significant strength improvement. However, the precipitates are smaller than those in their coarse grained counterparts. As a consequence, they constitute weaker barriers for dislocations and induce a lower strengthening effect. In addition, one may observe intensive precipitation at nano-grains boundaries, which further reduces the strengthening effect. It was also shown that peak ageing and overageing take place for much shorter time than in the case of coarse grained samples and are caused by the grain growth rather than a change in the precipitation state.