Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of blowing agents type on foaming process and properties of rigid polyurethane foams

Kurańska M., Prociak A., Michałowski S., Zawadzińska A.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 10

672--678

EN

Rigid polyurethane foams (RPF) were synthesized with the use different type of blowing agents (methylal, isopentane, cyclopentane, mixture of isopentane and cyclopentane, carbon dioxide). The effects of blowing agent type on the foaming process, cellular structure, mechanical properties and changes of thermal conductivity during one year aging are described. As expected, the highest reactivity confirmed by the fastest decrease of the dielectric polarization and highest maximum of temperature was observed for polyurethane system blown with carbon dioxide. A small difference in the reactivity of systems foamed with physical blowing agents was also noticed – the most reactive was composition with cyclopentane. Cellular structure of foams blown by carbon dioxide was characterized by smaller cells size than foams where physical blowing agent were used. The lowest thermal conductivity after 360 days was observed for polyurethane systems foamed with isopentane and mixture of isopentane and cyclopentane. Regardless of the measurement time the highest thermal conductivity was characteristic for the materials blown with water and methylal. The foams with isopentane were characterized by the highest compressive strength.

PL

Sztywne pianki poliuretanowe (RPF) otrzymano z zastosowaniem różnych czynników spieniających (metylal, izopentan, cyklopentan,mieszanina izopentanu i cyklopentanu oraz ditlenek węgla). Analizowano wpływ rodzaju poroforów na proces spieniania, strukturę komórkową pianki, jej właściwości mechaniczne oraz zmiany właściwości termoizolacyjnych w ciągu jednego roku. Jak oczekiwano, największą reaktywnością charakteryzował się system spieniony za pomocą ditlenku węgla, czego potwierdzeniem są: najszybsze zmniejszenie polaryzacji dielektrycznej oraz najwyższa maksymalna temperatura w procesie spieniania. Niewielkie zmiany reaktywności zaobserwowano w wypadku systemów poliuretanowych spienianych z udziałem różnych czynników fizycznych – największą reaktywnością odznaczał się układ z cyklopentanem. Struktura komórkowa pianek otrzymanych z udziałem ditlenku węgla jako czynnika spieniającego charakteryzowała się komórkami o rozmiarach mniejszych niż rozmiary komórek w materiałach piankowych wytworzonych z zastosowaniem fizycznych czynników spieniających. Najmniejszy współczynnik przewodzenia ciepła po upływie 360 dni wykazywały pianki poliuretanowe spieniane za pomocą izopentanu oraz mieszaniny izopentanu i cyklopentanu. Niezależnie od czasu pomiaru największe wartości współczynnika przewodzenia ciepła zaobserwowano w wypadku materiałów piankowych otrzymanych z zastosowaniem wody i metylalu, natomiast największą wytrzymałość mechaniczną wykazywały pianki wytworzone z udziałem izopentanu.

2

Modelling of the material destruction of vertically arranged honeycomb cellular structure

Piekło J., Małysza M., Dańko R.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 4

1300--1308

EN

The paper presents the results of the experimental and numerical analysis of material destruction of honeycomb cellular structure. Based on the experimental research, the results of numerical calculations regarding the compression process were verified along with the correctness of used constitutive numerical model. The destruction was analyzed for the casting with no structural defects and for the casting with detected porosities. The results were compared to the structural strength of the honeycomb structure manufactured on the CNC machine. The metallic honeycomb structure was manufactured as a casting of Al alloy in the investment casting technology. For manufacturing purposes the honeycomb model was obtained in additive manufacturing process. The castings and the CNC honeycomb were used in the compression test trials. The process was controlled by the displacement and the results were registered as the changes of the height and the force value. Based on the experimental results the numerical model of honeycombs was introduced for the numerical analysis of the energy absorption and compression process. The results showed good correlation between the experiment and FEM (Finite Element Method) analysis.

3

Glassy carbon foams as skeleton reinforcement in polymer composite

Myalski J., Hekner B.

Composites Theory and Practice

|

2017

|

R. 17, nr 1

41--46

EN

Glassy carbon foams were produced by the pyrolysis process using polyurethane foam with a layer of phenol-formaldehyde resin as the precursor. The pyrolysis process was conducted in vacuum conditions at 1000°C. The pyrolysis conditions were determined on the basis of carried out thermogravimetric analysis. The basic mechanical properties like the compressive strength of the carbon foams was measured and compared with the theoretical value. Furthermore, the glassy carbon foams were applied as skeleton reinforcement in epoxy resin matrix composites. Analysis of the mechanical properties revealed that the values of hardness and compressive strength of materials with spatial carbon foam are almost two times higher than for a pure matrix applied as the reference material. The major factors that influenced the final mechanical properties are the quality of the obtained foams and the amount of carbon in the material volume. Moreover, it was proved that the application of carbon foam with low mechanical properties led to significant increases in the compressive strength of the composite materials.

PL

Prezentowane w niniejszej pracy pianki z węgla szklistego zostały otrzymane w procesach pirolizy preform poliuretanowych z warstwą żywicy fenolowo-formaldehydowej. Proces pirolizy został przeprowadzony w warunkach odmiennych w stosunku do stosowanych powszechnie technologiach. W tym przypadku zastosowano próżnię oraz temperaturę 1000°C. Warunki pirolizy określono na podstawie przeprowadzonej analizy termograwimetrycznej. Właściwości mechaniczne otrzymanych pianek węglowych wyznaczono na podstawie wytrzymałości na ściskanie. Otrzymane dane porównano z wartościami teoretycznymi wyznaczonymi według równania Ashby’ego i Gibsona. Ponadto, w ramach badań wytworzono kompozyty z osnową polimerową, wzmocnione prezentowanymi pianami węglowymi. Analiza właściwości mechanicznych wykazała, że wartość twardości oraz wytrzymałości na ściskanie kompozytów wzmocnionych strukturami węglowymi jest niemal dwukrotnie wyższa od wartości czystej żywicy epoksydowej - materiału referencyjnego. Określono, że najważniejszymi czynnikami mającymi wpływ na właściwości mechaniczne są jakość wytworzonej pianki oraz ilość węgla w objętości materiału kompozytowego. Ponadto zostało udowodnione, że zastosowanie pianek węglowych o niskich właściwościach mechanicznych prowadzi do znacznego wzrostu wytrzymałości na ściskanie materiałów kompozytowych na osnowie polimerowej.

4

Biobased polyurethane foams modified with natural fillers

Prociak A., Kurańska M., Malewska E., Szczepkowski L., Zieleniewska M., Ryszkowska J., Ficoń J., Rząsa A.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 9

592--599

EN

Two biopolyols have been synthesized from rapeseed oil and applied to obtain rigid and flexible polyurethane foams. Biopolyols were prepared using a two-step method of epoxidation and opening of the oxirane rings. It was found that, regardless of the type of prepared foams, the addition of biopolyols to the polyurethane composition reduces its reactivity, which was confirmed by changes of the dielectric polarization, as well as the reduction of the maximum temperature in the foam core during the foaming process. In the case of the rigid polyurethane polyol, biomodification caused a decrease of the apparent density of the foams, but the foam involving biopolyol had a higher compressive strength. An increase of added ground walnut shells in rigid polyurethane foams also improved their mechanical properties. The introduction of a biopolyol based on rapeseed oil and ultra-fine cellulose to the polyurethane formulation resulted in high resilience flexible foams with improved comfort factor.

PL

Z oleju rzepakowego zsyntetyzowano dwa rodzaje biopolioli, które zastosowano następnie do wytworzenia sztywnych i elastycznych pianek poliuretanowych. Biopoliole otrzymywano dwuetapową metodą epoksydacji i otwarcia pierścieni oksiranowych. Stwierdzono, że — niezależnie od rodzaju pianek — użyty biopoliol wpływa na zmniejszenie reaktywności systemu poliuretanowego, co potwierdzają zmiany polaryzacji dielektrycznej, a także obniżenie maksymalnej temperatury w rdzeniu pianek w trakcie procesu spieniania. W przypadku sztywnych pianek poliuretanowych modyfikacja biopoliolem spowodowała zmniejszenie gęstości pozornej pianek i poprawę ich wytrzymałości na ściskanie. Wprowadzenie napełniacza w postaci zmielonych skorup orzecha do kompozycji pianek sztywnych również poprawiło ich właściwości mechaniczne. Zastosowanie modyfikacji biopoliolem z oleju rzepakowego oraz dodatkiem ultradrobnych cząstek celulozy umożliwiło wytworzenie pianek elastycznych o zwiększonej wartości współczynnika komfortu z zachowaniem dużej odbojności.

5

Flax fibers as natural filler for rigid polyurethane-polyisocyanurate foams based on bio-polyol from rapeseed oil

Kurańska M., Prociak A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2015

|

R. 112, z. 1-Ch

47--54

EN

The influence of flax fibers on the physical and mechanical properties and the flammability of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams obtained from rapeseed oil-based polyol was analyzed. The rigid polyurethane-polyisocyanurate foams with apparent density of 40−48 kg/m3 were prepared. It has been found that the introduction of flax fiber has a beneficial effect on selected properties of obtained foams.

PL

Analizowano wpływ włókien lnianych na właściwości fizykomechaniczne oraz palność sztywnych pianek poliuretanowo-poliizocyjanurowych otrzymanych z udziałem bio-poliolu z oleju rzepakowego. Otrzymano porowate materiały poliuretanowo-poliizocyjanurowe o gęstościach pozornych w zakresie 40−48 kg/m3. Stwierdzono, że wprowadzenie włókien lnianych wpływa korzystnie na wybrane właściwości otrzymanych pianek.

6

Simulations of the properties of elongated hexagonal dodecahedron systems

Grima J. N., Caruana-Gauci R., Attard D., Gatt R.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2014

|

Vol. 18, No 2

117--135

EN

This study considers a 3D basic unit-cell proposed for auxetic and non-au xetic foams namely the elongated hexagonal dodecahedron deforming through changes in angle b etween its ligaments (idealised hinging model). This structure was studied in detail for the potential of exhibiting negative Poisson’s ratio and/or negative compressibility b y means of a method based on standard force-field molecular modelling technique, termed as Empiri cal Modelling Using Dummy Atoms ( EMUDA ). The mechanical properties obtained from this method were then compared to a previously published analytical model of this structure [Grima J N, CaruanaGauci R, Attard D, and Gatt R 2012, Proc. Roy. Soc. A 468 3121], and found to be in good agreement with each other. The results showed that this system can ex hibit zero Poisson’s ratios in one of its planes and positive or negative Poisson’s ratios in other plan es, depending on the geometry of the model. It was also shown that under certain conditions, ne gative linear and/or area compressibility was also exhibited.

7

Cellular structure of detonation wave in hydrogen-methane-air mixtures

Porowski R., Teodorczyk A.

Journal of Power Technologies

|

2011

|

Vol. 91, nr 3

130-135

EN

The paper reports on an experimental study of the cellular structure of detonation waves in hydrogen-methane-air mixtures. Experiments were performed in a 6-m circular cross section tube with inner diameter of 140 mm (full diameter of 170 mm) and a 0.8-m driver section tube with inner diameter of 90 mm. The initial conditions of stoichiometric hydrogen-methane-air mixtures were 1 atm and 293 K with varoius hydrogen content. The average detonation cell size for stoichiometric hydrogen-methane-air mixtures obtained by the smoked foil technique during the experiments was calculated with the 2D Fourier transform. Using the Cantera program, the detonation cell width was computed as a function of initial pressure and molar methane fraction in fuel for a stoichiometric methane-hydrogen-air mixture at initial temperature 295 K. The results of the computations were compared against the experimental results.

8

Analysis by numerical calculations of the depth and dynamics of the penetration of ordered cellular structure made by casting from AlSi10Mg eutectic alloy

Piekło J., Pysz S., Małysza M., Karwiński A.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 3 spec.

171--176

EN

Owing to high plastic deformability while maintaining stress values constant and relatively low, ordered cellular structures are characterised by excellent properties and the ability to dissipate the impact energy. Due to the low weight, structures of this type can be used, among others, for different parts of motor vehicles. For tests, a trapezoidal ordered cellular structure of 50.8 x 50.8 x 25.4 (mm) overall dimensions was selected. It was made as an investment casting from AlSi9Mg eutectic alloy by the method of Rapid Prototyping (RP). During FEM computations using an Abaqus programme, it was assumed that the material is isotropic and exhibits the features of an elastic – plastic body, introducing to calculations the, listed in a table, values of the stress-strain curve obtained in tensile tests performed on a MTS testing machine (10T). The computations used Johnson - Cook model, which is usually sufficiently accurate when modelling the phenomena of penetration of an element by an object of high initial velocity. The performed numerical calculations allowed identification of changes in speed and energy of the penetrator during structure perforation.

9

Design and rapid manufacture of selected cellular type structures

Dotcheva M., Thomas D., Millward H.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2008

|

z. 73 [253]

81-88

EN

The work presented in this paper aims to explore the enhancements that the Selective Laser Melting technology can bring to the design, manufacture, and performance of cellular type structures. Cellular type structures possess valuable characteristics such as low density, high strength, good energy absorption, good thermal and acoustic properties. These advantageous characteristics make them industry desirable but the difficulties of producing them limit their applications. The capabilities of some metal cellular structures as fundamental elements for creating new internal material configurations for injection moulding tools hat been evaluated. The preliminary investigation highlights ihe requirements and the feasibility of such structures for the purpose of injection moulding tooling. Lattice cellular structures appear to be mechanically competitive alternatives to prismatic honeycombs structures. It has been illustrated that lattice core of injection moulding can be capable of supporting significant structural and process loads while also could facilitating cross flow heat exchange.

10

Metallic foams on the example of composite structures

Sobczak J.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2001

|

Vol. 21, Nr spec

161-169

EN

Metallic foams are ultra light weight engineered materials designed for special properties which can be used in many industrial applications. The development of new highly porous structures can be a relevant challenge for materials scientists. This overview discussed manufacturing practices, structure, properties, and application of composite and syntactic foams, some of which were produced at Foundry Research Institute, Krakow. The results of mechanical properties for large amount of metallic foams produced by different techniques in relation to their density are also highlighted. New kind of highly porous structures can fill up the lack of properties between currently produced cellular solids and metals, alloys and metal matrix composites.

PL

Piany metalowe należą do ultra lekkich rozwiązań materiałowych zaprojektowanych w celu uzyskania odpowiedniego kompleksu właściwości, przydatnych w wielu zastosowaniach przemysłowych. Oprócz aspektów utylitarnych, badania struktur porowatych (komórkowych) odkrywają nowe możliwości poznawczo-interpretacyjne w inżynierii materiałowej. W artykule omówiono aspekty technologiczne wytwarzania pian kompozytowych (zbrojonych cząsteczkami ciała stałego lub gazem) i syntaktycznych (z pustymi sferami), ich specyfikę strukturalną, właściwości i potencjalne obszary zastosowań. Przedstawiono szereg rozwiązań technologiczno-materiałowych, opracowanych w Instytucie Odlewnictwa w Krakowie. Na przykładzie dużej populacji pian metalowych przeanalizowano korelacje pomiędzy ich właściwościami mechanicznymi, gęstością i sposobami wytwarzania. Stwierdzono, że nowe rodzaje struktur porowatych wpisują się w swoiste kontinuum właściwości pomiędzy aktualnie wytwarzanymi strukturami komórkowymi a metalami i stopami monolitycznymi oraz metalowymi materiałami kompozytowymi.

11

Wpływ wiązki laserowej na mikrostrukturę i wybrane właściwości stopów na bazie fazy międzymetalicznej Ni3Al.

Zasada D., Czujko T., Bojar Z., Kalita W.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

369-372

PL

W pracy przedstawiono opis zmian mikrostruktury stopów na bazie fazy Ni3Al z dodatkami Cr, B, Zr i Mo, w stanie lanym i po przetapianiu laserowym. Zaobserwowano, w zależności od składu chemicznego, powstanie w środkowej części przetopu stosunkowo jednorodnej, równoosiowej struktury drobnoziarnistej, bądź silnie rozdrobnionej, w stosunku do materiału wyjściowego, struktury dendrytycznej. Natomiast wzdłuż linii wtopienia zasadniczo występują ziarna słupkowe, o kierunku wzrostu zdeterminowanym przez kierunek odprowadzania ciepła w głąb materiału. Ponadto analizowano zmiany mikrotwardości w strefie oddziaływania wiązki laserowej w stosunku do materiału bazowego..

EN

The changes of the microstructure of cast Ni3Al-based intermetallic alloys with addition of Cr, B, Zr and Mo after laser melting with a different heat input laser beam were presented in this paper. The fine grained, cellular structure at the centre of laser weld was shown. However, the columnar structure with direction of growth determined by heat transfer into the base material, was observed along the line of melt. Moreover, it has been found that the microhardness of the remelted region has increased in comparison to the base material.

12

Morfologia struktury stopu Fe-Al po przetapianiu laserowym.

Czujko T., Zasada D., Komorek Z., Bojar Z.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

373-375

PL

W pracy przedstawiono zmiany mikrostruktury stopu na bazie fazy Fe-Al, w stanie lanym po przetapianiu laserowym wiązką o różnej energii liniowej. Powstające przetopy charakteryzowały się występowaniem w części środkowej stosunkowo jednorodnej, równoosiowej struktury drobnoziarnistej. Natomiast wzdłuż linii wtopienia zasadniczo występują ziarna słupkowe, których kierunek wzrostu uwarunkowany został procesem transportu ciepła w głąb materiału. Ponadto stwierdzono zauważalny (o ok. 35%) wzrost mikrotwardości w strefie oddziaływania wiązki laserowej w stosunku do materiału rodzinnego.

EN

The changes of the microstructure of cast Fe aluminides after laser remelting with different heat input laser beam was presented in this paper. The fine grained, cellular structure at the centre of laser weld was shown. However, along the line of melt the columnar structure which direction of growth depends on heat transfer into base material was observed. Moreover, it has been found that the microhardness of remelted region has increased for about 35% in comparison to the parent material.