Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mikrostruktura kompozytów węgiel-węgiel otrzymanych metodą P-CVI

Michałowski J., Mikociak D., Błażewicz S.

Karbo

|

2007

|

Nr 4

191-195

PL

Zaprezentowano wyniki przeprowadzonych badań nad kompozytami 2D otrzymanymi z tkaniny węglowej impregnowanej pirolitycznym węglem otrzymanym z fazy gazowej metodą P-CVI (proces pulsacyjnej chemicznej infiltracji z fazy gazowej). Celem pracy było określenie odpowiednich warunków procesu infiltracji do otrzymania materiału kompozytowego o optymalnej gęstości i małej porowatości. Oba te parametry mikrostruktury mają wpływ na właściwości mechaniczne kompozytu. W badaniach wykazano, że w miejscach przeplatania się wiązki włókien elementarnych, z której była zrobiona tkanina, pozostawały duże pustki (otwarte pory) po procesie infiltracji. Proces infiltracji nie był efektywny w przypadku porów o dużych rozmiarach.

EN

This study describes the microstructure of 2-D composite samples obtained by infiltration of porous preform made of carbon tissue with pyrolytic carbon. The P-CVI ( Pulse Chemical Vapour Inifltration) method was applied to densify the fibrous carbon substrate. The aim of this work was to analyze an optimal conditions of the infiltration process of 2D carbon tissue to obtain an optimal density and low porosity. Both these microstructure parameters affect the mechanical properties of materials. It was observed that in the sites of fibers weaves, significant voids (open pores) remained after the infiltration process. The applied process of infiltration did not effective to fill in the pores of higher size.

2

Badanie odporności na utlenianie kompozytów węglowych modyfikowanych związkami ceramicznymi metodą elektroforezy

Błażewicz S., Stoch A., Długoń E., Gumuła T., Zych K., Michałowski J.

Karbo

|

2003

|

Nr 3

153-156

PL

Przedstawiono wyniki badań kompozytów węglowych modyfikowanych składnikami ceramicznymi w celu podniesienia ich odporności na ' utlenianie. Różne powłoki ceramiczne nanoszono na powierzchnie, próbek kompozytowych stosując metodą osadzania elektroforetycznego. Kompozyty wykonano z włóknin węglowych impregnowanych wą- ' glem pirolitycznym metodą pulsacyjnego osadzania z fazy gazowej. Próbki kompozytowe po impregnacji składnikami ceramicznymi poddawano testom odporności na utlenianie. Wyniki wskazują, że podniesienie odporności na utlenianie zależy od rodzaju składników ceramicznych użytych do modyfikacji i od zastosowanej obróbki termicznej w atmosferze obojętnej po procesie elektroforezy.

EN

The work presents the results on carbon composites modified with ceramic constituents in order to improve oxidation resistance. The composite samples were infiltrated and covered with various ceramics coatings by means of electrophoretic method. The composites were made of carbon unwoven fabrics and pyrolytic carbon as a matrix. P-CVI-pulse chemical vapour infiltration method to impregnated fibrous reinforcement of the composite was applied. The composite samples with ceramics constituents were examined to determine the oxidation resistance. The results indicate that an enhancement of oxidation resistance of modified carbon composites depends on the type of ceramic phases and heat treatment in an inert atmosphere after the electrophoresis.

3

Wpływ sztucznego środowiska biologicznego na właściwości mechaniczne kompozytów węglowo-fosforanowych

Chłopek J., Błażewicz M., Szaraniec B.

Kompozyty

|

2002

|

R. 2, nr 4

163-166

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące wpływu sztucznego środowiska biologicznego na kompozyty węglowo--fosforanowe. Zamieszczono mikrofotografie i mapy rozkładu pierwiastków na powierzchni kompozytów 2D otrzymanych różnymi metodami. Porównano ich właściwości mechaniczne przed i po 8-tygodniowej inkubacji w płynie izotonicznym. Korzystniejsze właściwości wykazują kompozyty dosycane powierzchniowo hydroksyapatytem, które w badanym okresie nie zmieniają swoich właściwości mechanicznych, wykazując działanie stymulujące dla wzrostu apatytu kostnego. W przypadku kompozytów z hydroksyapatytem wprowadzonym w całej objętości obserwuje się spadek wytrzymałości spowodowany powierzchniowymi ubytkami masy oraz obniżeniem przyczepności na granicy włókno-osnowa.

EN

This paper discusses the results of biological environment influence on the both mechanical and biological properties of the carbon-phosphate composites. These composites constitute a new group of materials that combine mechanical properties of carbon-carbon composites comparable to those of natural bone tissue and bioactivity of calcium phosphates (HAP). The composites were produced in two ways: by adding hydroxyapatite in volume at the initial technological stage and by surface impregnation of ready carbon-carbon composites with hydroxyapatite. Composites were incubated in isotonic solution at a temperature 37°C. Mechanical properties (bending strength, Young's modulus, ILSS) before and after incubation were compared (Fig. 2). There were no significant changes in mechanical properties for composites enriched in HAP at the surface. For composites with bulk addition of HAP it was observed decreasing of the bending strength and ILSS and increasing of Young's modulus (Fig. 3). It has been stated that the surface densificated CCHAP composites provide favourable conditions for the growth of bone apatite (Fig. 5).

4

Kompozyty węglowe interkalowane chlorkiem miedzi (II)

Macherzyńska B.

Kompozyty

|

2002

|

R. 2, nr 5

390-393

PL

W pracy badano wpływ suchego powietrza, warunków atmosferycznych (temperatura pokojowa, ciśnienie atmosferyczne i wilgotność pokojowa) i podwyższonej temperatury na trwałość kompozytów C-C interkalowanych chlorkiem miedzi (II). Do otrzymania kompozytów węglowych użyto dwóch rodzajów włókien grafitowych P-120 i K-1100 różniących się parametrami struktury (La, Lc). Natomiast jako prekursor osnowy węglowej zastosowano żywice fenolowo-formaldehydową i pak mezofazowy. Próbki kompozytów przed procesem interkalacji były poddane wysokotemperaturowej obróbce w temperaturze 2150°C. Z przeprowadzonych badań wynika, że rodzaj zastosowanego prekursora osnowy węglowej nie ma wpływu na trwałość kompozytów C-C interkalowanych CuCl2. Natomiast rodzaj zastosowanych włókien węglowych w dużej mierze determinuje ich trwałość. Kompozyty otrzymane na bazie włókien K-1100 charakteryzują się wyższą trwałością niż kompozyty z włóknami P-120. Wyższa trwałość kompozytów z włóknami K-1100 wiąże się z tym, że większe przestrzenie miedzywarstwowe pozwalają na otrzymanie dłuższych łańcuchów interkalantu.

EN

In this work, the influence of dry air (moisture - free air), ambient air, temperature and distilled water bath on stability of intercalated C-C composites has been analyzed. Stability of intercalated composites was determined in term's relative change of resistivity, measured in time. To prepare the C-C composites two kinds of pitch-based fibres were used: P-120 and K-1100. Both types of fibres differed from each other in parameters of crystal structure (Tab. 1). As precursors of composite of matrices, phenol-formaldehyde resin (Z) and mesophase pitch (PAK), were used. After initial carbonisation, the carbon matrix was heated to 2150°C to improve ability to intercalation. Three kinds of composites, with two directional reinforcement (2D), P/Z, K/Z and K/PAK were prepared. Parameters of crystal structure have showed in Table 1. All carbon samples were intercalated with copper (II) chloride. Kind of samples and their resistivity after intercalation have shown in Table 2. Studies in dry air (Fig. 1) have showed that the higest changes in resistance occurred for composites with fibres P-120. For composites with fibres K-1100 the changes in resistance weren't observed. During measurements in ambient air, the relative changes of resistance were generally higher (Fig. 2). A kind of fibre, which was used, has an impact on stability. High stability of composite reinforced with K-1100 results from its well ordered crystalline structure. Thcrmogravimetric analyses showed that the composites with fibres K-1100 had lower mass changes than the composites with fibres P-120 (Fig. 3, Tab. 3). No mass changes were observed up to 400°C, for the composites with fibres K-1100 intercalated with CuCl2. In all range of temperature the mass losses for these composites were from 14% to 16%, independently from the precursor of matrix. On the other hand, the composites with fibres P-120 undergo deintercalation even after slight increasing of temperature. In this case total mass losses have gained the value of 50%.

5

Rozszerzalność wilgotnościowa kompozytów

Macherzyńska B., Piekarczyk J., Błażewicz S.

Kompozyty

|

2001

|

R. 1, nr 2

144-146

PL

Przedstawiono wyniki badań rozszerzalności wilgotnościowej kompozytów wegiel-wegiel (C/C) wzmacnianych włóknami w jednym - ID i dwóch nawzajem prostopadłych kierunkach - 2D. Kompozyty C/C były otrzymywane z ultrawysokomodułowych włókien grafitowych K-1100 i żywicy fenolowo-formaldehydowej jako prekursora osnowy węglowej. Wilgotnościowy współczynnik rozszerzalności aw dla kompozytów 1D badany zgodnie z kierunkiem ułożenia włókien przyjmował wartości ujemne i wynosił około aw = -2 • 10 do -6 potęgi []/%|. Podobne wartości współczynnika aw otrzymano dla kompozytów 2D badanych w obu kierunkach. Dla kompozytu 1D współczynnik aw mierzony w kierunku prostopadłym do ułożenia włókien przyjmował wartość dodatnią równą 7,5 • 10 do -5 potęgi [1%]. Badano również próbki poddane napromieniowaniu neutronami (o fluencji 7,3 • 10 do12 potęgi n /cm2). Nie stwierdzono jednak istotnego wpływu na wartość aw. W pracy określono także wpływ napromieniowania neutronami kompozytów C/C na zmianę chłonności wody i wilgotność próbek.

EN

The results of humidity effect of ID and 2D C/C composite materials are presented in this paper. These materials were made of ultra-high modulus graphite fibres (K-1100) and phenol-formaldehyde as a carbon matrix precursor. 1D C/C composite materials measured according to the direction arrangement of fibres, had the moisture expansion coefficient, aw of about —2 • 10 -6 [1/%] (Tab. 1). Similar results of aw were obtained for 2D carbon composite materials measured in two directions. The positive and one order of magnitude higher coefficient aw = 7.5 • 10 -5 [%/mm) was observed for 1D carbon composite measured perpendicularly to the fibres direction. Neutron irradiation effect on moisture expansion of C/C composite at a fluence dose of 7.3 • 10 -12 n/cm2 was examined. The measurements revealed no significant change on aw value. Additionally, the influence of neutron irradiation on water absorption and humidity of the samples was determined (Tab. 2).

6

Badania odporności na nagłe zmiany temperatury kompozytów węglowych modyfikowanych krzemem

Błażewicz S., Holik R., Fidelus J., Gumuła T., Michałowski J.

Ceramika. Materiały Ogniotrwałe

|

2001

|

R. 53, nr 2

49-52

PL

W pracy przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące właściwości cieplnych kompozytów typu węgiel-węgiel modyfikowanych krzemem lub krzemionką. Celem pracy było otrzymanie kompozytowego materiału mogącego pracować jako element grzejny. Kompozyt C/C został wykonany w formie cienkiej rurki. W trakcie wytwarzania osnowa organiczna była mieszana z proszkiem krzemowym lub krzemionką. Drogą obróbki termicznej w wyższej temperaturze (1600 stopni Celsjusza) w osnowie węglowej tworzył się węglik krzemu. Tak wytworzone próbki kompozytowe poddawano badaniom w warunkach nagłych zmian temperatury. Wyniki badań wskazują na dobrą odporność na nagłe zmiany temperatury badanych elementów kompozytowych.

EN

Selected problems concerned thermal properties of carbon-carbon composites modified with silicon - based compounds are shown. The aim of this work was to manufacture a composite material for heating elements. The carbon-carbon composite has been prepared in the form of thin tube. During manufacturing stage, an organic matrix precursor was mixed with silicon powder and silica. By thermal treatment at higher temperature (1600 Celsius degrees) silicon carbide was formed in the matrix of composite. Final composite samples were subjected to thermal shock loading at different conditions. The results show good thermal resistance of the examined composite elements.

7

Kompozyty węgiel-węgiel - zasady projektowania ich właściwości

Chłopek J.

Karbo

|

2000

|

Nr 4-5

117-119

PL

Celem pracy było określenie wpływu niektórych parametrów związanych z właściwościami samych włókien oraz ich adhezji do prekursora organicznego na właściwości mechaniczne kompozytu węgiel-węgiel. Na podstawie przeprowadzonych badań zmodyfikowano podaną przez Huttncra zależność: wytrzyma-tość-skurcz-adhczja. W rozważaniach wzięto pod uwagą odkształcenie zniszczenia włókien oraz wytrzymałość na międzywarstwowc ścinanie granicy faz (1LSS) związane z koncentracją powierzchniowych grup funkcyjnych na włóknach wgglowych. Opracowano trójwymiarową zależność: wytrzymałość kompozytu odkształccnic zniszczenia włókien -ILSS. Może być ona wykorzystana do projektowania właściwości mechanicznych kompozytu węgiel-węgiel. Rezultatem tych badań było także opracowanie uniwersalnej technologii otrzymywania kompozytu C/C o kontrolowanych właściwościach dla celów technicznych i medycznych.

EN

The objective of the work consisted in determination of the influence of some parameters associated with properties of the fibres themselves and their adhesions to carbon matrix upon the mechanical properties of carbon-carbon composite. On the basis of the investigations carried out the relation presented by Hut-tncr has been modified: relation strcngth-shrinkage-adhesion. The strain to failure and intcrlaminar shear strength of the phases limits (ILSS) connected with concentration of surface function groups on carbon fibres were taken into consideration. Three-dimensional relationship has been elaborated composite strength - displacement of fibres failure - ILSS. The relation can be taken advantage of for designing of mechanical properties of carbon-carbon composite. The result of the investigations consisted also in preparation of universal technology of obtaining of C/C composite of monitored properties for technical and medical purposes.

8

Wpływ procesu zwęglania na właściwości mechaniczne kompozytów węgiel-węgiel o jednokierunkowym ułożeniu włókien

Chłopek J., Piekarczyk J., Błażewicz S.

Ceramika. Materiały Ogniotrwałe

|

2000

|

R. 52, nr 1

15-18

PL

Do wzmacniania kompozytu węgiel-węgiel stosowano trzy typy włókien węglowych różniących się właściwościami mechanicznymi i zdolnością do adhezji z prekursorami węglowymi. Badano zmiany właściwości mechanicznych kompozytów poddawanych procesowi zwęglania. Na podstawie uzyskanych wyników otrzymano trójwymiarową zależność wytrzymałość-adhezja-odkształcenie zniszczenia włókien, która może być wykorzystana do projektowania właściwości kompozytu ID. Za pomocą metody ultradźwiękowej określono właściwości sprężyste kompozytu przed i po procesie zwęglania.

EN

The paper deals with the use of three types of carbon fibres as reinforcing elements of uni-directionaly reinforced C/C composite. The purpose of this study was to attempt to determine an effect of selected parameters resulting from adhesion between carbon fibres and carbon precursor on mechanical properties of C/C composite. Three-dimensional relationship between strength, strain to failure and interlaminar shear strength is proposed for designing resulting properties of C/C composites. Ultrasonic method has been used to determine the elastic properties of composites before and after carbonization.

9

Wpływ czynników technologicznych na właściwości mechaniczne kompozytów węgiel-węgiel

Chłopek J., Piekarczyk J., Błażewicz S., Michałowski J.

Ceramika. Materiały Ogniotrwałe

|

2000

|

R. 52, nr 4

133-137

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem kompozytów węgiel-węgiel. Określono czynniki związane głównie z etapami technologicznymi mające wpływ na końcowe właściwości mechaniczne kompozytu. Posługując się wielkością opisującą stopień wykorzystania wytrzymałości włókna w kompozycie określono procentowy wpływ poszczególnych etapów na końcowe właściwości kompozytu. Z analizy tej wynika, że najwyższy stopień otrzymuje się stosując włókna wysokomodułowe oraz procesy pośredniej grafityzacji i dosycania z fazy gazowej, decydujące o porowatości materiału, jak również adhezji pomiędzy włóknami i osnową. Dla uniknięcia energochłonnych etapów otrzymywania zastosowano inne niekonwencjonalne sposoby otrzymywania polegające na zwęglaniu ciśnieniowym lub dosycaniu pulsacyjnym próżniowo-ciśnieniowym z fazy gazowej. Jak wykazały badania właściwości mechanicznych tego typu zabiegi technologiczne zapewniają możliwość uzyskania dużej sprawności technologii.

EN

The paper deals with manufacturing of carbon-carbon composites. Processing variables having influence on final mechanical properties were determined. Taking into account a factor determining the effectiveness of strength transfer of carbon fiber in composite, the contribution of each processing step on final properties of composite was analyzed. The results indicate that the most significant parameters are achieved when high modulus fibers are used with an intermediate graphitization process, followed by densification from gaze phase. In order to minimize the energy - consuming processing stages various non- conventional methods of fabrication were applied including pressure carbonization, vacuum - pulse densification, followed by pressure densification from gaze phase. Evaluation of mechanical properties of composites obtained by the elaborated methods confirmed their usefulness for improvement of processing efficiency.

10

Ocena właściwości biologicznych kompozytów węglowych oraz węgiel-żywica epoksydowa w oparciu o badania doświadczalne na królikach

Bajor G., Szczurek Z., Sabat D.

Inżynieria Biomateriałów

|

1999

|

R. 2, nr 5-6

35--43

PL

Dokonano histopatologicznej oceny kompozytu węgiel-węgiel pokrytych pirowęglem i hydroksyapatytem. Oceniono zachowanie się kompozytu węgiel-żywica epoksydowa w tkance kostnej królika. Do badań doświadczalnych użyto 24 młode króliki w okresie wzrostu kostnego. Okres obserwacji i prowadzenia doświadczenia wynosił pięć miesięcy. Oceniono histopatologicznie wpływ tych biomateriałów na procesy przebudowy kości. Przeprowadzone badania histopatologiczne wybranych narządów wewnętrznych nie wykazały zmian związanych z procesem degradacji wszczepionego materiału.

EN

Histopathoiogical evaluation of carbon-carbon composites coated with pyrocarbon and hydroxyapatite was performed. The behaviour of carbon-epoxy resin-composite in the bone tissue of a rabbit was evaluated. 24 rabbits in their bone developmental period were used in the experiment. The observation period end the experiment itself lasted 5 months. The influence of these biomaterials on the processes of bone rebuilt was histopatologically evaluated. Histopathological examinations of chosen internal organs did not show any changes related to the process of degradation of the implant.

11

Badania kompozytu węglowego w mikroskopie skaningowym po wszczepieniu do tkanki kostnej zwierząt

Bajor G., Paszenda Z., Bohosiewicz J., Marciniak J.

Inżynieria Biomateriałów

|

1999

|

R. 2, nr 7-8

37--43

PL

Podjęte badania kompozytu węglowego na wybranym do doświadczenia modelu zwierzęcym jakim był królik w okresie wzrostu kostnego miały wykazać przydatność tego materiału w chirurgii dziecięcej, szczególnie w traumatologii. Do doświadczenia użyto 16 królików, którym wszczepiono do światła kanału szpikowego grot węglowy. Materiał doświadczalny podzielono na trzy grupy w zależności od sposobu pokrycia podstawowego kompozytu węgiel-węgiel. W pracy przeprowadzono badania strefy rozdziału implant węglowy-tkanka kostna oraz powierzchni bocznej implantu węglowego. Obserwacje prowadzono elektronowym mikroskopie skaningowym DSM - 940 firmy OPTON. Dla potrzeb badań przygotowano przekroje poprzeczne implantu węgłowego łącznie z tkanką kostną. We wszystkich postaciach badanego kompozytu obserwowano postępującą od obwodu implantu biodegradację oraz powstawanie na tym miejscu nowej tkanki kostnej. W oparciu o przeprowadzone obserwacje uzyskano zachęcające wyniki doświadczalne stwarzające kliniczne możliwości zastosowania tych materiałów w traumatologii dziecięcej.

EN

Behaviour of carbon composite implanted in an animal model, being rabbit in the period of the osseous tissue growth, was examined in order to assess the usability of this material in paediatric surgery, especially in traumatology. Sixteen rabbits were used for the experiment in which carbon pin was inserted into the marrow cavity. The experimental material was divided into three groups. depending on the way the basic carbon-carbon composite was coated. Investigations of the carbon implant - bone tissue separation zone and of the lateral surface of the carbon implant were carried out within the project framework. Observations were carried out under the OPTON DSM-940 scanning electron microscope (SEM). Cross-sections of the carbon implant along with the bone tissue were prepared for the examination. In all investigated cases, biodegradation progressing from the implant circumference was observed as well as development of a new bone tissue at the same place. The encouraging experimental results obtained in this work indicate that clinical use of these materials in the paediatric traumatology is possible.

12

Some in-vitro biocompatibility tests of carbon-carbon composites and preparation of bone plates

Balik K., Gregor J., Glogar P., Pesakova V., Adam M.

Inżynieria Biomateriałów

|

1998

|

R. 1, nr 2

6--7

13

Adhesion and growth of cells in culture on carbon-carbon composites with different surface properties

Bacakova L., Stary V., Glogar P.

Inżynieria Biomateriałów

|

1998

|

R. 1, nr 2

3--5

EN

The biocompatibility of unidirectionallv reinforced carbon-carbon composites (carbon fibre T300, phenolformaldehyde resin based matrix) with different surface roughness and chemical composition was tested in cell culture conditions. The surface of the composites was polished, covered with amorphous or pyrolytic carbon and seeded with rat aortic smooth muscle cells. Coating with amorphous carbon significantly lowered the number of initially adbered cells. In these samples, the surface roughness had no significant effect on the number of initially adbering cells nor their subsequent proliferation, In contrast, coating with pyrolitic carbon improved significantly both cell adhesion and growth, especially on the polished surfaces. In addition, the layer of pyrolitic carbon was more resistant to mechanical damage than the film of amorphous carbon. It is concluded that polished composites covered by pyrolytic carbon could be suitable for the future application in medicine and biotechnology.