Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Titanium Grade 2 hybrid oxidation for biomedical applications

Jasiński Jarosław

Inżynieria Materiałowa

|

2020

|

Vol. 41, nr 3

18--22

EN

Results from the investigations regarding the method of manufacture and assessment of titanium substrate properties where its surface zone is Ti α (O) solid solution formed with ﬂ uidized bed (FB) diffusion process (8 hours soaking time at 640°C) and the top layer is TiO 2 compound produced by magnetron sputtering are presented and discussed. Effects of such hybrid oxidation (HO) on titanium surface properties were investigated with scanning electron microscopy (SEM), scanning-transmission electron microscopy (STEM), confocal laser scanning microscopy (CLSM), Raman spectroscopy (RS) and nanoindentation tests (NI). Results showed that HO treatment made it possible to generate synergistic effect between FB and magnetron sputtered oxide layer interface. In turn, different share of TiO 2 phases (rutile and anatase mixture) obtained at the titanium surface allowed for a signiﬁ cant enhancement of its biocompatibility which was conﬁ rmed by Kokubo test.

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczące sposobu wytwarzania oraz oceny właściwości podłoża tytanowego, w którym strefę powierzchniową stanowi stały roztwór atomów tlenu w tytanie α (Ti α (O)) utworzony w procesie dyfuzyjnym w złożu fluidalnym (FB) (640°C, 8 h), na którą przez rozpylanie magnetronowe nanosi się warstwę ditlenku tytanu TiO 2 . Wpływ hybrydowego utleniania (HO) na właściwości powierzchni tytanu anali- zowano z zastosowaniem metod badawczych SEM, STEM, CLSM, RS oraz NI. Wykazano, że utlenianie hybrydowe umożliwia uzyskanie korzystnego synergicznego efektu w streﬁ e międzyfazowej Ti α (O)/TiO 2 oraz zmniejszenie naprężeń na granicy faz. Z kolei zmienny udział faz TiO 2 (mieszanina rutylu i anatazu) uzyskanych na powierzchni tytanu pozwolił na znaczącą poprawę biokompatybilności podłoży, co potwierdzono testem Kokubo.

2

Synthesis and characterization of TiO2 thin film on fly ash cenospheres

Szołdra Paulina, Pichór Waldemar, Cholewa-Kowalska Katarzyna, Adamczyk Anna, Szudek Wojciech

Composites Theory and Practice

|

2019

|

R. 19, nr 2

71--75

EN

Titanium dioxide (TiO2) thin films obtained on quartz glass and fly ash cenospheres were studied. Titanium(IV) butoxide (Ti(OBu)4), diethanoloamine (DEA), ethanol and deionized water were used as the starting materials. A layer of TiO2 nanoparticles was coated on the surface of the substrates using the sol-gel method. The thickness of the TiO2 coatings and the influence of the annealing temperature on the formation of TiO2 crystallites were studied. The dried gels were treated for 90 min in the temperature range of 400÷640°C to obtain crystallized anatase and rutile. Additional nanopowder TiO2 samples were prepared and their crystallinity was determined using X-ray diffraction (XRD). It was successfully shown that the anatase crystalline phase is formed when the TiO2 gel is heated to 480°C, while the rutile phase is obtained at 640°C. Changes in film thickness were studied using an atomic force microscope (AFM). The profound effect of gel viscosity on the thickness of the film was noticed. UV-Vis absorption spectroscopy, performed on the sample treated at 480°C (containing anatase phase only), showed strong ultraviolet light absorption below 400 nm. The estimated band-gap value was 3.2 eV. Transmission scanning microscopy (TEM) examination of the powders revealed agglomerated nanoparticles. A uniform, continuous layer on the surface of the treated microspheres was observed under a scanning electron microscope (SEM). The study shows that the annealing temperature has a profound effect on the phase composition and crystallite size of the sol-gel synthesized TiO2 nanopowders.

PL

Badaniom poddano warstwy z dwutlenku tytanu (TiO2), które zostały osadzone na powierzchni szkła kwarcowego i mikrosfer z popiołów lotnych. Wyjściowymi substratami były butanolan tytanu(IV) (Ti(OBu)4), dietanoloamina (DEA), etanol i woda dejonizowana. Warstwy z nanocząstkami TiO2 przygotowano, wykorzystując metodę zol-żel. Zbadano grubość otrzymanych warstw oraz wpływ temperatury wypalania na powstawanie krystalitów TiO2 syntetyzowanych w zol-żelu. Wysuszone żele poddano obróbce termicznej w zakresie temperatur 400÷640°C przez 90 minut w celu uzyskania krystalicznych form anatazu i rutylu. Za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) określono skład fazowy nanoproszków TiO2. Udało się wykazać, że krystaliczny anataz otrzymywany jest podczas ogrzewania żelu w temperaturze 480°C, natomiast krystaliczna faza rutylowa w 640°C. Zmianę grubości warstwy obserwowano z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych (AFM). Zaobserwowano duży wpływ lepkości zolu na grubość otrzymywanych powłok. Przeprowadzona przy użyciu spektroskopii absorpcyjnej UV-Vis analiza próbki poddanej obróbce termicznej w 480°C (w której jedyną występującą fazą był anataz) wykazała silną absorpcję promieniowania ultrafioletowego o długości fali poniżej 400 nm. Szacowana wartość energii pasma wzbronionego wynosiła 3,2 eV. Obrazy z transmisyjnego mikroskopu skaningowego (TEM) ukazały zaglomerowane nanocząstki, a obrazy ze skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) pokazały jednorodną warstwę na mikrosferach. Wykonane badania pokazują, że temperatura wypalania ma ogromny wpływ na skład fazowy i rozmiar krystalitów nanoproszków TiO2 syntetyzowanych metodą zol-żel.

3

Application of titanium dioxide thin films in fiber optic senors

Hirsch M.

Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne

|

2018

|

T. 23

40--45

EN

The advance in the nanotechnology and fabrication of micro- and nanostructures has significant impact on development of new optical sensors. Presented study focuses on the applications of the titanium dioxide (TiO2) thin films in fiber optic sensors. The concept of a sensing fiber optic interferometer integrating TiO2 thin film is presented. The cavity of this interferometer is delimited by a 80 nm film fabricated on the end-face of the standard telecommunication single mode optical fiber (SMF-28) by use of the Atomic Layer Deposition (ALD) and a protected silver mirror. The simulation of spectral reflectance of the thin film is performed and its performance in a multi-cavity structure of the fiber optic Fabry-Pérot interferometer is analyzed. The results show that proposed interferometer could be successfully implemented in optical fiber sensors of selected physical and biochemical quantities.

PL

Rozwój nanotechnologii i możliwości wytwarzania mikro- i nanostruktur otworzyło nowe możliwości w projektowaniu czujników optycznych. Poniższa praca skupia się na zastosowaniach cienkich warstw dwutlenku tytanu (TiO2) w czujnikach światłowodowych. Zaprezentowana została koncepcja czujnika interferometrycznego wykorzystującego takie warstwy. Projekt sensora światłowodowego zakłada 82 nm warstwę osadzoną na czole standardowego jednomodowego włókna telekomunikacyjnego (SMF28) dzięki wykorzystaniu metody osadzania warstw atomowych (Atomic Layer Deposition (ALD) ). Przeprowadzone i zaprezentowane zostały wyniki modelowania reflektancji cienkiej warstwy w tej konfiguracji oraz przeanalizowany jej wpływ na pracę w konfiguracji wielownękowego interferometru Fabry-Pérot. Wyniki pozwalają stwierdzić, że zaproponowana konstrukcja może być z sukcesem zaimplementowana w czujniku interferometrycznym.

4

Influence of calcination temperature on optical and structural properties of TiO2 thin films prepared by means of sol-gel and spin coating

Tański T., Matysiak W., Kosmalska D., Lubos A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 2

151--156

EN

In this study, ceramic TiO2 thin films were prepared on glass substrates using sol-gel and spin-coating methods from the TNBT/ AcOH/ EtOH/ H2O solution. The obtained coatings were subjected to drying at room temperature and were then calcined in the air at different temperatures in a range of 400–600°C in order to obtain clean TiO2 layers. The surface morphology and chemical composition were characterized with the use of a scanning electron microscope (SEM) and an energy dispersive spectrometer (EDX). Research has shown the presence of elements in the TiO2 and the influence of temperatures on layer thickness. Analysis of optical properties and energy gap width of the prepared coatings was determined by means of spectra analysis of absorbance as a function of radiation energy obtained with the use of the UV-VIS spectrophotometer. The obtained spectra of the layers are characterized by a shift of absorption lines towards the visible light wavelengths and the obtained values of band gaps decrease as the calcination temperature rises. The obtained and developed results of TiO2 thin films testify to the wide application possibilities of the layers in elements which use photocatalytic processes such as self-cleaning surfaces, solar cells, pollution removing membranes and optoelectronic components.

5

Właściwości fotokatalityczne cienkich warstw TiO2:Ag

Jasiński M., Trenczek-Zając A., Radecka M.

Materiały Ceramiczne

|

2006

|

R. 58, nr 1

17-20

PL

Cienkie warstwy TiO2 otrzymano metodą reaktywnego rozpylenia jonowego w systemie r.f. Powierzchnię warstw TiO2 modyfikowano nieciągłą warstwą srebra. Srebro nanoszono metodą foto-rozkładu roztworu wodnego AgNO3. Badano wpływ srebra na właściwości mikrostrukturalne i fotoelektrochemiczne cienkich warstw. Strukturę krystalograficzną i morfologię określono przy zastosowaniu GID i SEM. Stopień utlenia jonów srebra i tytanu warstw badano metodą XPS. Fotoanody TiO2 z nieciągłą warstwą srebra wykazują dużo lepszą charakterystykę fotoelektrycznego ogniwa PEC, niż niemodyfikowane elektrody.

EN

Titanium dioxide thin films are deposited by means of rf reactive sputtering. Surfaces of the films are modified by formation of discontinuous silver layers. Photo-deposition method of silver is applied using water solution of AgNO3. The effect of Ag on the microstructure and photoelecrochemical properties of thin film has been studied. The crystallographic structure and morphology of the films have been investigated by means of GID and SEM. The valence of silver and titanium ions has been studied by XPS. The photoanodes of TiO2 with modified Ag layers show significantly better properties in photoelectrochemical cells PEC, than those unmodified.