Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Autonomous fiber-optic gas monitoring system with thermoelectric power supply

Nowrot A., Żur K. K., Świderska-Środa A., Mikołajczyk M., Łojkowski W.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2017

|

R. 55, nr 4

7--12 [tekst ang.], 13--18 [tekst pol.]

EN

This paper presents the concept of an autonomous measuring instrument powered by a locally accessible source of heat with a contact surface area of over a dozen or several dozen cm2 and a temperature higher or lower than the ambient temperature. The design and construction of the measuring device will be based on two modules developed and constructed in the course of previous work: a dedicated low-power thermoelectric generator and luminescent fiber-optic detector. The system can be additional equipped with a wireless transmission module. The studies show that, due to the power supply and photoluminescent measurement system with high stability of the operating point, this device will be capable of continuous operation without maintenance for many months.

PL

W artykule została przedstawiona koncepcja autonomicznego przyrządu pomiarowego zasilanego lokalnie dostępnym źródłem ciepła o powierzchni kontaktowej od kilkunastu do kilkudziesięciu centymetrów kwadratowych i temperaturze wyższej lub niższej od temperatury otoczenia o kilkanaście stopni Celsjusza. Opisano budowę i zasadę działania dwóch opracowanych w toku dotychczasowych prac modułów: dedykowanego generatora termoelektrycznego małej mocy oraz luminescencyjnego, światłowodowego detektora gazów. Przeprowadzone badania wskazują, że układ pomiarowy oparty na zaprezentowanej technologii będzie przez wiele miesięcy zdolny do ciągłego działania bez obsługi serwisowej.

2

Nanokompozyty ceramika-metal - mikrostruktura i właściwości

Świderska-Środa A., Gierlotka S., Grzanka E., Kalisz G., Stelmakh S., Pałosz B. F., Ekimov E., Herlin-Boime N.

Kompozyty

|

2007

|

R. 7, nr 2

61-65

PL

Nanokompozyty ceramika-metal wytwarzane są metodą wysokociśnieniowej infiltracji strefowej pod ciśnieniem do 8 GPa i w temperaturze do 2000°C. Kluczowe znaczenie dla powodzenia procesu mają morfologia proszku matrycy oraz warunki infiltracji. Nanokrystaliczne proszki diamentu i SiC o różnej ziarnistości infiltrowano metalami Zn i Al. W przypadku proszków z cząstkami o wielkości do kilkunastu nanometrów infiltracja zachodziła tylko wtedy, gdy proszek miał strukturę fraktalną. Uzyskane materiały miały homogeniczną mikrostrukturę z nanoziarnami obu faz. Właściwości kompozytów o danym składzie fazowym zależały od morfologii użytego proszku oraz od warunków procesu. Mikrotwardość kompozytów z osnową diamentową zmieniała się w zakresie od 3 do 30 GPa. Kompozyty z osnową SiC osiągały twardość w zakresie 6-21 GPa.

EN

The high-pressure zone infiltration of the nanocrystallite powders of diamond and SiC was used to obtain nanocomposites. The processes were carried out in toroidal cell under pressure up to 8 GPa at temperature up to 2000°C. We used powders with crystallite size 5-60 nm and particle size from several nanometers to micrometers. We used the infiltration method to obtain nanocomposites with metals Zn, Al. The experiments indicated that the powder morphology was the dominant factor for efficiency of the infiltration process. The powders with particle size smaller than several nanometers were infiltrated only when they possessed a fractal-type structure. The obtained nanocomposites show a homogenous microstructure, both in nano- and micro-dimension ranges. Mechanical properties of the obtained nanocomposites depend both on powder morphology and process conditions. Their microhardness varied in range of 3-30 GPa for diamond matrices and 6-21 GPa for SiC matrices.

3

Wytworzenie nanostrukturalnego niklu na drodze multi-deformacji plastycznej z użyciem technik wyciskania hydrostatycznego i ECAP

Kulczyk M., Pachla W., Świderska-Środa A., Mazur A., Suś-Ryszkowska M., Kurzydłowski K., Krkasilnikov N.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2006

|

T. 17, nr 4

15-19

PL

W pracy przedstawiono ewolucję mikrostruktury oraz właściwości niklu w funkcji rosnącego odkształcenia plastycznego, generowanego poprzez procesy przeciskania przez zagięty kanał kątowy (ECAP) i wyciskania hydrostatycznego (HE) oraz kombinację tych procesów. W wyniku badań otrzymano nanostrukturalny nikiel o wielkości ziarna 100 nm, i bardzo wysokiej wytrzymałości (R0.2 = 1180 MPa) w kombinacji z relatywnie wysoką plastycznością na poziomie 11% wydłużenia.

EN

The microstructure evolution and properties of nickel during increasing deformation by ECAP and HE and their combination have been presented. As a result, the nanocrystalline nickel of 100 nm in grain size and high yield strength YS = 1180 MPa with relatively high elongation 11% has been obtained.

4

Nanokompozyty otrzymywane metodą wysokociśnieniowej infiltracji strefowej

Świderska-Środa A., Gierlotka S., Grzanka E., Kalisz G., Stelmakh S., Pałosz B.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 3

16-20

PL

Wysokociśnieniowa infiltracja strefowa nanokrystalicznych proszków ceramicznych prowadzona jest w komórce toroidalnej pod ciśnieniem do 8 GPa i w temperaturze do 2000°C. Kluczowe znaczenie dla powodzenia procesu mają morfologia proszku matrycy oraz warunki infiltracji. W pracy testowano różne proszki ceramiczne, głównie SiC i diament. W przypadku proszków z cząstkami o wielkości do kilkunastu nanometrów infiltracja zachodziła tylko wtedy, gdy proszek miał strukturę fraktalną. Proszki infiltrowano metalami, półprzewodnikami, szkłami jonowymi, tworzywami sztucznymi. Mikrostruktura i właściwości nanokompozytów danej fazy wtórnej zależały od typu osnowy i warunków procesu. Udział objętościowy fazy wtórnej, dla danej fazy osnowy, zawierał się w przedziale 20:45% obj. w zależności od rodzaju materiału infiltrującego. W kompozytach otrzymanych w tych samych warunkach średnia wielkość krystalitów fazy wtórnej była mniejsza w proszkach o większej dyspersji. Wzrost ciśnienia i obniżenie temperatury procesu powodowały zmniejszenie średniej wielkości krystalitów fazy wtórnej oraz wzrost mikrotwardości HV02 kompozytów.

EN

The high-pressure zone infiltration of the nanocrystaline powders of SiC and diamond was used to obtain two-phase na-nocomposites. The processes were carried out in toroidal cell (Fig. 1) under pressure up to 8 GPa at temperature up to 2000°C. We used different type of powders; with crystalite size 5:60 nm and particle size from single to hundreds of nanometers (Fig. 2, Tab. 1). The experiments indicated that the powder morphology was the dominant factor for efficiency of the infiltration process. The porosity studies of the green bodies prepared (2 and 8 GPa, room temperature) from the investigated powders showed that: (i) in all samples open porosity was maintained, (ii) in the powder with fine particle size (in the range of several nanometers) fractal structure promoted infiltration (Tab. 1). We tested the infiltration method to obtain nanocomposites with metals, semiconductors, ionic glasses, and polymers. In the successful experiments we obtained the composites with a homogenous, two nano-phase microstructure (Fig. 3). The volume fraction, crystal size of the second phase and mechanical properties of the composites were dependent on the process conditions and powder granularity (Tab. 2, 3). The volume fraction of different second phases varied from 20+45% for the particular matrix. However, the volume fraction of the given second phase was constant for given matrix phase, independently of powder morphology and p-T conditions (Tab. 2). The crystal size of the second phase was smaller in the composites with finer matrix, obtained under higher pressure at lower temperature (Tab. 3). The same factors caused increase of the nanocomposites microhardness HV02 (Tab. 3).

5

Mikrostruktura i twardość kompozytów Ti3Al/TiAl/Al203 spiekanych pod wysokim ciśnieniem

Świderska-Środa A., Witczak Z., Presz A., Oleszak D.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 11

269--273

PL

Przedstawiono wyniki badań kompozytów z drobnoziarnistą osnową o strukturze faz międzymetalicznych Ti3Al/TiAl, zbrojonych cząstkami Al2O3. Stop dwufazowy Ti3Al/TiAl o składzie chemicznym Ti-48Al-2Cr (% at.) i strukturze płytkowej (rys. 1) otrzymano metodą konwencjonalnego odlewania. Następnie, odlew rozdrabniano mechanicznie w młynku kulowym. Uzyskany proszek mieszano z komercyjnym proszkiem Al2O3 (10 i 20% wag.) i ponownie mielono (rys. 2). Proszki spiekano w prasie wysokociśnieniowej w temperaturze 960°C pod ciśnieniem 3 GPa. Spiek bez dodatku ceramiki miał jednorodną mikrostrukturę z pasmowym rozmieszczeniem faz międzymetalicznych w ziarnach (rys. 5). Mikrostruktura próbek z dodatkiem AI2O3 była bardziej rozdrobniona w stosunku do spieku dwufazowego (rys. 6). Wprowadzony proszek ceramiczny występował jako dyspersyjne cząstki w ziarnach faz międzymetalicznych oraz w postaci dużych obszarów jednofazowych Al2O3. Stopień niejednorodności mikrostruktury był większy przy większym udziale proszku Al2O3. Wszystkie spieki miały co najmniej dwukrotnie wyższą mikrotwardość HV02 w stosunku do materiału w stanie lanym (tab. 1). Twardość kompozytów, pomimo różnego udziału ceramiki, była taka sama w granicach błędu pomiaru i większa jedynie o około 10% od HV02 spieku dwufazowego.

EN

Ti3Al/TiAl - based fine grained intermetallic matrix composites reinforced with alumina were studied. Two-phase alloy with chemical composition Ti-48Al-2Cr (at.%) exhibiting a lamellar structure (Fig. 1) was obtained by a conventional casting. Next, the alloy was crushed and subjected to mechanical milling in a laboratory ball mill. The resulting powder was mixed with a commercial alumina powder (10 and 20 wt.%) and milled again (Fig. 2). After that, the powders were sintered at 960°C under the pressure of 3 GPa. The samples without Al2O3 showed uniform microstructure with a band-like distribution of intermetallic compounds (Fig. 5). The microstructure of the samples containing alumina was more refined coniparing to two-phase sinter (Fig. 6). The alumina powder was located inside the grains of intermetallics as a dispersive particlcs. However, single-phase areas of Al2O3 were also observed. For higher alumina content the homogeneity of microstructure was smaller. The measured microhardness for all sintered samples was at least two times bigger if compared to the as-cast sample (Tab. 1). The hardness of the composites, despite of the various alumina content, was the same within experimental error and only 10% higher than for two-phase sintered sample.

6

Badania strukturalne kompozytu Al3Ti/Al/Al2O3 otrzymanego metodą metalurgii proszków

Świderska-Środa A., Kurzydłowski K.J., Wyrzykowski J.W.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 11

274-277

PL

Przedstawiono wyniki badań drobnoziarnistego kompozytu z osnową o strukturze fazy międzymetalicznej Al3Ti, otrzymanego metodą metalurgii proszków. Stop dwufazowy Al3Ti/Al o składzie chemicznym Al-21% at. Ti i strukturze dendrytycznej (rys. 1) otrzymano metodą konwencjonalnego odlewania. Następnie, odlew rozdrabniano mechanicznie w młynku kulowym (250 rpm) w czasie 5 h w medium ciekłym, w alkoholu etylowym. Nanokrystaliczny proszek (rys. 2b) o powierzchni właściwej 6,38 m2/g zawierał fazę Al3Ti i aluminium w proporcji zbliżonej do tej w materiale w stanie lanym. Proszek spiekano swobodnie w temperaturze 1100°C w czasie 1 h w próżni 10(-3) Pa. Skutkiem wysokiej temperatury procesu było utlenienie wewnętrzne części metalicznego aluminium i utworzenie fazy Al2O3. Struktura spieku składała się z drobnych ziaren fazy Al3Ti rozdzielonych metalicznym aluminium i z cząstek Al2O3 (rys. 3). Spiek charakteryzował się atrakcyjną kombinacją właściwości mechanicznych; współczynnik odporności na kruche pękanie określony metodą wgłębnikową równy 6 MPa m1/2, mikrotwardość (HV02) 524 i moduł sprężystości rzędu 200 GPa. Metaliczne aluminium obecne w strukturze spieku działało jako "relaksator" naprężeń powstałych w wyniku odkształcenia plastycznego fazy międzymetalicznej Al3Ti. Duże tlenki aluminium podwyższały odporność na kruche pękanie poprzez wydłużenie drogi rozwoju pęknięcia.

EN

The study was devoted to investigations of fine-grained composite with the matm composed of Al3Ti intermetallic phase, obtained by powder metallurgy. Two-phase Al3Ti/Al alloy with chemical composition of Al-21 % at. Ti and dendritic microstructure (Fig. 1) was obtained by conventional ingot metallurgy. Subseąuently, the ingot was mechanically milled for 5 hours in a ball mill at 250 rpm in ethyl alcohol. Nanocrystalline powder (Fig. 2b) with specific surface 6.38 m2/g contained the Al3Ti phase and aluminium in a proportion close to that of the cast alloy. The powder was siutered by free suitering at 1100°C for 1 hour in vacuum 10(-3) Pa. The high temperature process resulted in aluminium being partially oxidised to Al2O3 phase. The structure of the sinter contained fine Al3Ti grains separated from one another by metallic aluminium, and Al2O3 oxide particles (Fig. 3). Sinter exhibited attractive combination of mechanical properties; fracture toughness received using indentation method equal to 6 MPa m1/2, microstrohardness (HV02) 524 and elastic modulus on the order of 200 GPa. The metallic aluminium present in the sinter functioned as a relaxation agent for the stresses induced during the plastic deformation of the intermetallic Al3Ti phase. The large aluminium oxide particles improved their fracture toughness by elongating the crack development path.

7

Kompozyty o zmodyfikowanych właściwościach na osnowie faz międzymetalicznych z układów Ti-Al oraz Ni-Al

Olszyna A., Michalski A., Oleszak D., Garbacz H., Biesiada K., Jaroszewicz J., Matysiak H., Rosiński M., Świderska-Środa A.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 4-5

195--203

PL

Praca przedstawia wyniki badań nad syntezą kompozytów: NiAl-TiC otrzymanych na drodze syntezy mechanicznej i zagęszczania wybuchowego oraz NiAl-TiC, NiAl-TiN i NiAl-Al2O3 spiekanych impulsowo pod ciśnieniem normalnym. Kompozyty na osnowie faz międzymetalicznych z układu Ti-Al otrzymano metodą proszkową in situ, a następnie zagęszczano je spiekając pod ciśnieniem lub też syntezowano kompozyty gradientowe Ti3Al-ZrO2. Spieki charakteryzowano mikrostrukturalnie oraz badano wybrane właściwości fizyczne (gęstość, porowatość, twardość HV, współczynnik intensywności naprężeń KIC oraz żaroodporność). W wyniku mechanicznej syntezy otrzymano nanometryczne proszki NiAl-TiC, które po zagęszczeniu wybuchowym osiągają gęstość 97 % i posiadają bardzo wysoką twardość 1370 HV0,1. W pracy zoptymalizowano parametry spiekania impulsowego pod ciśnieniem normalnym kompozytów NiAl-TiC, NiAl-TiN i NiAl-Al2O3.

EN

The study presents the results of experiments on the synthesis of the NiAl-TiC composites by mechanical synthesis followed by explosion consolidation and the NiAl-TiC, NiAl-TiN and NiAl-Al2O3 composites by sintering in a pulsed way under normal pressure. Composites with an intermetallic matrix of the Ti-Al system were produced by the in situ powder sintering followed by hot pressing or by the synthesis of the gradient-type Ti3Al-ZrO2 composites. Characterization of the sintered materials included microstructural examinations and measurements of certain selected physical properties, such as the density, porosity, hardness HV, stress intensity factor KIC and heat resistance. The mechanical synthesis gave nanocrystalline NiAl-TiC powders, which after explosion consolidation, achieved a density of 97 % and a very high hardness of 1370 HV0.1. The experiments permitted optimising the process parameters of the fabrication of the NiAL-TiC, NiAl-TiN and NiAl-Al2O3 composites by pulse sintering under normal pressure.

8

Nanokompozyty ceramiczno-ceramiczne i ceramiczno-metaliczne: otrzymywanie metodą strefowego nasycania fazą ciekłą pod wysokim ciśnieniem.

Pałosz B., Gierlotka S., Grzanka E., Stelmakh S., Świderska-Środa A., Pielaszek R., Kalisz G.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2003

|

T. 24, nr 4

405-432

PL

W pracy przedstawiono założenia i sposób prowadzenia procesów otrzymywania nanokompozytów metodą infiltracji pod ciśnieniem fazy ciekłej metali i półprzewodników w supertwardą osnowę ceramiczną. Omówiono warunki otrzymywania nanokompozytów na drodze infiltracji fizycznej oraz infiltracji połączonej z wiązaniem chemicznym osnowy ceramicznej z metalami i półprzewodnikami. Przedstawiono nowe, oryginalne techniki badania budowy atomowej, naprężeń generowanych w nanokryształach pod wysokim ciśnieniem oraz rozkładu wielkości ziaren z wykorzystaniem technik dyfrakcyjnych.

EN

A method of obtaining nanocomposites having crystallites with sizes between 10 and 30 nm with the use of zone infiltration of liquid metals and semiconductors in a ceramic matrices of SiC and diamond under pressure is presented. The processes with and without activation of chemical reactivations between the primary nanocrystalline ceramic matrices and secondary phases of metals and semiconductors are described. The effects of pressure and temperature and specific properties of microstructure of ceramic matrixes on the structure and properties of nanocomposites are discussed. Novel experimental and numerical methods based on diffraction techniques and dedicated to examination of (i) atomic structure, (ii) strains and (iii) grain size distribution of nanocrystalline powders are introduced.

9

Nowa metoda konsolidacji nanokrystalicznych proszków

Michalski A., Świderska-Środa A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

z. 12

15-21

PL

Nanokrystaliczne proszki faz międzymetalicznych Al-Ti o średnim rozmiarze cząstek ok. 20 nm otrzymywano w silnoprądowych wyładowaniach elektrycznych między elektrodami z tytanu i aluminium w atmosferze argonu przy ciśnieniu atmosferycznym. Konsolidację nanokrystalicznych prowadzono stosując zagęszczanie przez prasowanie jednoosiowe i wygrzewanie impulsami prądowymi o gęstości prądu do 100 GA/m(2) i czasie trwania impulsu ok. 100u. Impulsy prądowe ogrzewające próbki otrzymywano przez rozładowanie kondensatorów o pojemności 200uF ładowanych do napięcia 7 kV.

EN

Nanocrystalline intermetallic Al-Ti phases powders with an average particle size of about 20 nm were produced using high-current electric disharges ignited between two electrodes, made of titanium and aluminium, in an argon atmosphere under athmospheric pressure. Uniaxial pressing consolidated the nanocrystalline powders thus obtained. The densified powders were subjected to heating by electric current pulses whose density amouted to 100 MA/m(2) and duration was about 100 us. The current pulses were generated by discharging a 200uF capacitor battery charged to a voltage of 7 kV.

10

Wytwarzanie monodyspersyjnych nanokrystalicznych faz międzymetalicznych z układu Al-Ti

Michalski A., Sobczak S., Świderska-Środa A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

z. 10

7-14

PL

Badano właściwości materiałów otrzymywanych z nanokrystalicznych proszków faz międzymetalicznych z układu Al-Ti. Konsolidację proszków przeprowadzono, stosując zagęszczanie przez prasowanie jednoosiowe w temperaturze 293 K oraz zagęszczanie wybuchowe. Zagęszczone proszki wygrzewano impulsami prądowymi o gęstości prądu około 100 GA/m2 i czasie trwania impulsu około 100 us. Impulsy prądowe ogrzewające próbki otrzymywano przez rozładowanie kondensatorów o pojemności 200 uF, ładowanych do napięcia 7 kV.

EN

Investigations on properties of nanocrystalline materials of Al-Ti system were performed. Materials were produced from monodispersed nano-powders of Al-Ti. The nanocrystalline powders were consolidated by uniaxial pressing and explosive densification. The densified powders were subjected to heating by electric current pulses whose density amounted to 100 GAm(sub 2) and duration was about 100 us. Current pulses were generated by discharging a 200 uF capacitor battery charged to a voltage of 7 kV.

11

Nowa metoda otrzymywania nanokrystalicznych stopów faz międzymetalicznych na bazie Al-Ti

Michalski A., Świderska-Środa A., Pudło J., Sobczak S.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

z. 8

15-22

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad opracowaniem nowej metody do syntezy nanokrystalicznych proszków związków międzymetalicznych z układu Al-Ti. Przeprowadzone badania wykazały, że przez odpowiedni dobór materiału elektrod można wpływać na skład fazowy otrzymywanych proszków. Dobierając odpowiednio skład materiału elektrod otrzymywano proszki faz międzymetalicznych Al3 Ti, Ti3 Al oraz roztwory stałe AI Ti. Proszki otrzymywane opracowaną metodą mają duży stopień monodyspersyjności oraz roztwory stałe Al Ti. Proszki otrzymywane opracowaną metodą mają duży stopień monodyspersyjności oraz średnią wielkość cząstek 30 nm.

EN

NEW METHOD 0F PRODUCING NANOCRYSTALLINE POWDERS 0F INTERMETALLIC AI-Ti PHASES The paper presents experimental results concerning a new method for the synthesis of nanocrystalline powders of intermetallic compounds ot the AI-Ti system. We found that the phase composition of the powders can he modified by modyfying the material of the electrode. By selecting the composition of the electrode material appropriately, we obtained intermetallic powders of Al3 Ti, Ti3 Al and solid solutions of AI Ti. The powders thus produced have a high degree of nanodispersiveness and their average particle size is 30 nm.

12

Powder metallurgy of the Al/Al3Ti composite.

Świderska-Środa A., Paszula J., Pakieła Z., Presz A., Wyrzykowski J.W.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

1159-1162

EN

The paper is concerned with technology and properties of the two-component Al-21at%Ti alloy produced by powder metallurgy. The cast alloy was first crushed mechanically (to below 1 mm particle size) and, then, milled in a mortar mill for 5 hours. The powder was cold-pressed and then consolidated using an explosive technique. The paper presents the results of complex examinations of the powder and the consolidated solid material.

13

Nanocrystalline powders of the Al-Ti intermetallic phases.

Michalski A., Świderska-Środa A., Sobczak S., Pudło J.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

917-920

EN

Nanocrystalline, monodispersive powders of Al3Ti with a average particle size of about 13 nm and Ti3Al with a average particle size of about 17 nm were produced by crystallization from pulse plasma. The reactants of the plasmo-chemical reaction in this process were the ionized vapours of aluminium and titanium generated by evaporating aluminium and titanium electrodes in a heavy -current electrical discharge (the electric current was about 60 kA and the discharge pulse duration - about 100 microseconds).