Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

LTCC glass-ceramics based on diopside/cordierite/Al2O3 for ultra-high frequency applications

Synkiewicz-Musialska Beata

Scientiae Radices

|

2023

|

Vol. 2, Iss. 2

190--201

EN

In this work, three glass-ceramic composites based on a commercial SiO2-B2O3-Al2O3-CaO-MgO glass and cordierite, diopside or Al2O3 were used for preparation of green tapes and low temperature cofired ceramics (LTCC) substrates. The thermal behavior, phase composition, microstructure and dielectric properties of the fabricated glass-ceramics were characterized using a heating microscope, thermal analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and time domain spectroscopy. The applicability of the developed materials for LTCC technology was demonstrated by the preparation of test multilayer substrates. The glass-ceramic substrates exhibit advantageous properties for ultra-high frequency LTCC applications, including low sintering temperatures of 900-980°C, good compatibility with commercial Ag and AgPd conductive pastes and a low dielectric permittivity of 3.5-7 at 1 THz.

2

Fabrication of fluoride nanocrystals and their spectroscopic properties

Pawlik N., Szpikowska-Sroka B., Goryczka T., Pisarski W. A.

Optica Applicata

|

2019

|

Vol. 49, nr 3

415--426

EN

In this work, the fabrication of glass-ceramic materials containing MF3:Eu3++ (M = La, Gd) nanocrystals dispersed in silica sol-gel hosts has been presented. The transformation from liquid sols towards bulk samples was also examined based on IR measurements. The crystallization temperatures and formation of MF3 phases were verified based on TG/DSC analysis and XRD measurements. The optical properties of prepared Eu3+5D05D0 → 7FJ (J = 1–4) emission bands, which were recorded within the reddish-orange spectral area under near-UV illumination (λexc = 393 nm). Recorded luminescence spectra and double-exponential character of decay curves for prepared glass-ceramic samples indicated the successful migration of Eu3+ dopant ions from amorphous silica framework to low-phonon energy MF3 nanocrystal phases.

3

Właściwości fizykochemiczne tworzyw szklano-krystalicznych z układu SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO z dodatkiem tlenku baru

Kaczmarczyk K., Partyka J.

Szkło i Ceramika

|

2018

|

R. 69, nr 3

6--10

PL

Tworzywa szklano-krystaliczne stają się przedmiotem coraz szerszych badań z uwagi na możliwość kształtowania ich właściwości. Materiały te otrzymuje się w wyniku odpowiedniego doboru składu tlenkowego zestawu oraz na drodze właściwej obróbki termicznej. Niniejsza praca przedstawia wpływ składu surowcowego wyjściowego zestawu na właściwości fizykochemiczne tworzyw szklano-krystalicznych z układu SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO-BaO. Zbadano trzy zestawy różniące się surowcami wprowadzającymi wybrane tlenki do układu. Zastosowano temperatury wypalania: 1190, 1200, 1210°C. Dla otrzymanych tworzyw zmierzono takie właściwości jak: chropowatość, połysk, białość w układzie CIELab oraz wytrzymałość mechaniczną na zginanie po wypaleniu. Zaobserwowano zmiany w składzie fazowym wyznaczonym metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Temperatury charakterystyczne, zmierzone za pomocą mikroskopu wysokotemperaturowego oraz dylatometru optycznego, również ulegały zmianom.

EN

Glass-ceramic materials are the subject of increasingly broader study due to the possibility of shaping their properties. These materials are obtained as a result of the suitable selection of the initial oxide composition and by suitable heat treatment. This paper presents effect of raw material composition on the physicochemical properties of glass-ceramic materials from the SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO-BaO system. Three compositions differing in the raw materials introducing selected oxides to the system were examined. Three firing temperatures: 1190, 1200, 1210°C were used. As the selected properties, roughness, gloss, whiteness in the CIELab system and flexural mechanical strength after firing were measured. Differences were observed in the phase composition, which were determined by X-ray diffraction (XRD). The characteristic temperatures, which were measured by using hot stage microscopy and optical dilatometry, also showed changes.

4

The possibility of the use of secondary raw materials from energy and iron&steel industries for glass-ceramics production

Skawińska A., Tkocz A., Laska-Józefczak P., Foszcz T.

Structure and Environment

|

2018

|

Vol. 10, no. 2

114--121

EN

An effective way to glass strengthening is controlled crystallization, which results in obtaining the material with very favourable mechanical properties compared to parent glass. Crystallization process is conducted between glass transformation temperature and liquidus temperature. Information concerning the production of glass-ceramics material, as well as materials, which are the most commonly used in its production, were analyzed in this paper.

PL

Skutecznym sposobem wzmocnienia szkła jest kontrolowana krystalizacja, co skutkuje otrzymaniem materiału o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych w porównaniu do szkła macierzystego. Proces krystalizacji prowadzony jest pomiędzy temperaturą transformacji szkła a temperaturą likwidusu. W artykule przenalizowano informacje dotyczące otrzymywania tworzywa szkło-ceramiki, jak również materiałów najczęściej wykorzystywanych podczas produkcji tego materiału.

5

Wpływ Gd2O3 na otrzymywanie szkło-ceramiki tlenkowo-fluorkowej z fazą niskofononową

Kasprzyk M., Środa M., Szumera M.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 4

369--375

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu dodatku Gd2O3 na trwałość termiczną szkieł z układu BaF2-NaF-Gd2O3-Al2O3-SiO2. Przy użyciu metody DSC określono wpływ Gd2O3 na parametry termiczne takie jak: temperatura transformacji (Tg), temperatura początku krystalizacji (Tx), temperatura krystalizacji (Tp), zmiana ciepła właściwego (Δcp) oraz entalpia krystalizacji (ΔH). Na podstawie analizy termicznej wykonano proces kierowanej krystalizacji. Materiały szkło-ceramiczne zostały poddane analizie rentgenowskiej XRD. Stwierdzono, że dodatek Gd2O3 do szkieł glinokrzemianowych podwyższa temperaturę transformacji, jednocześnie obniżając wartość Δcp i trwałości termicznej ΔT. Prowadzi to do obniżenia ΔH. Całkowita zamiana Al2O3 na Gd2O3 prowadzi do krystalizacji Gd9,33(SiO4)6O2 przy braku tworzenia się Na-krzemianów. Z powodu udziału Gd w tworzeniu się faz fluorkowych (BaGdF5, GdF3), krystalizacja Gd9,33(SiO4)6O2 jest utrudniona.

EN

The aim of the research was to determine the influence of Gd2O3 addition on thermal stability of glasses from the BaF2-NaF-Gd2O3-Al2O3-SiO2 system. Thermal analysis was carried out using the DSC method. An impact of Gd2O3 on thermal parameters such as transformation temperature (Tg), onset temperature of crystallization (Tx), peak crystallization temperature (Tp), change of specific heat capacity (Δcp), and enthalpy of crystallization (ΔH) were determined. On the basis of the thermal analysis, controlled crystallization was conducted. The glass-ceramic materials were identified by XRD. It is stated that the addition of Gd2O3 to the aluminosilicate glass increases the transformation temperature, at the same time reducing the Δcp and thermal stability ΔT values. This results in a decrease in ΔH. The complete substitution of Al2O3 with Gd2O3 leads to the formation of Gd9.33(SiO4)6O2. Simultaneously, crystallization of Na-silicates is not observed. Because of the participation of Gd in the formation of fluoride phases (BaGdF5, GdF3), crystallization of Gd9.33(SiO4)6O2 is impeded.

6

Wpływ dodatku popiołów lotnych na krystalizację szkieł krzemianowych

Zawada A., Przerada I., Iwaszko J.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 2

110--114

PL

W pracy przeprowadzono analizę podatności na proces krystalizacji szkieł krzemianowych, otrzymywanych na bazie klasycznych surowców szklarskich z dodatkiem popiołów lotnych. Z uwagi na to, że szkło jest materiałem o strukturze nieuporządkowanej, istotnym było określenie podstawowych parametrów temperaturowych, ściśle związanych ze zjawiskami zachodzącymi podczas ogrzewania szkła. W tym celu badany materiał poddano analizie termicznej. Na podstawie otrzymanych wyników wybrano odpowiednie temperatury, w których przeprowadzono proces dewitryfikacji badanych szkieł. Przy zastosowaniu mikroskopii optycznej scharakteryzowano zmiany mikrostrukturalne zachodzące w trakcie obróbki termicznej (kształt i wielkość tworzących się kryształów) w zależności od ilości wprowadzonego odpadu. Identyfikację składu fazowego, otrzymanych materiałów amorficzno-krystalicznych, przeprowadzono metodą analizy rentgenostrukturalnej. Uzyskane wyniki badań pozwoliły ocenić wpływ dodatku popiołów lotnych na proces krystalizacji otrzymanych szkieł krzemianowych.

EN

The paper analyzes the susceptibility to the process of crystallization of silicate glasses obtained on the basis of classic glass raw materials with the addition of fly ashes. Due to the fact that glass is a material with the disordered structure, it was essential to define the basic temperature parameters closely related to phenomena occurring during the heating of glass. For this purpose, the tested material was subjected to thermal analysis. On its basis the appropriate temperatures have been selected at which the devitrification process of tested glasses was carried out. Microstructural changes that occurred during the thermal treatment (the shape and size of crystals being formed) and the phase composition of the glass-ceramic material were characterized. The obtained results allowed assessing effects of the addition of fly ashes on the crystallization process of the obtained silicate glasses.

7

Influence of Ta2O5 doping on mechanical and biological properties of silicate glass-ceramics

Riaz M., Zia R., Saleemi F., Bashir F., Ahmad R., Hossain T.

Materials Science Poland

|

2016

|

Vol. 34, No. 1

13--18

EN

The mechanical properties of silicate glass-ceramics were evaluated based on the compressive strength tests. It was found that addition improved densification, refinement of the microstructure and toughening of the bodies. The maximum compressive strength of the bodies with 1 mol% Ta2O5 was increased 3-fold (245.92 ±0.3 MPa) in comparison to undoped glass-ceramics which was measured to be 89.04 ±0.3 MPa, while for 3 mol% it became 4-fold (387.12 ±0.4 MPa) greater. The addition of Ta2O5 stabilized the system by controlling the biodegradation of the glass-ceramics. It effectively depressed the apatite formation as by addition of 3 mol% Ta2O5 no apatite layer was observed. It may be concluded from this study that mechanical and physical properties can be improved by the addition of Ta2O5 , but at a cost of bioactivity. Still the optimized composition having Ta2O5 ≤ 1 mol% may provide appropriate strength of biomaterials for high load bearing applications.

8

Erbium/Ytterbium co-doped oxyfluoride glass-ceramics — promising candidate for fiber lasers and optical amplifiers at 1550 nm

Żelechower M., Czerska E., Augustyn E.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 6

341--349

EN

The manufacturing of the erbium/ytterbium co-doped oxyfluoride glass-ceramics optical fiber was discussed on the background of literature review and own achievements. The role of erbium ions as NIR emitters as well as ytterbium ions in the process of stimulated emission has been explained and illustrated by several figures both from the literature and the author’s results. Glass-ceramics material advantage over glassy fibers was also considered and proved by several plots and images. The relations between the g-c materials and their optical features have been illustrated by results of SEM/TEM imaging, X-ray spectra, XRD and SAED patterns, thermal analysis (DTA/DSC) and a corresponding absorption/emission NIR spectra.

PL

Zamiarem autorów było zaprezentowanie pewnego ciągu myślowego, który doprowadził wraz z aktywnymi działaniami na tym polu do pojawienia się komercyjnie dostępnych laserów włóknowych oraz wzmacniaczy optycznych dla linii światłowodowych. W procesie dochodzenia do rozwiązań komercyjnych etapami były: dobór szkieł o odpowiedniej transmisji, wybór aktywatora (erb), technologia wyciągania włókien optycznych o strukturze rdzeń–płaszcz oraz wybór metody wytworzenia rezonatora. W artykule omówiono dodatkowe aspekty poszczególnych etapów, w tym zastosowanie szkło-ceramiki zamiast szkła w rdzeniu włókna i wymuszoną przez to specyficzną technologię nakładania płaszcza. Wymienione etapy scharakteryzowano, wykorzystując rysunki i wykresy zaczerpnięte z opracowań wielu autorów, a także własne wyniki.

9

Tlenofluorkowe szkła borokrzemianowe domieszkowane Gd2O3

Kasprzyk M., Środa M., Naspiński P.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

182--186

PL

Szkła tlenofluorkowe, oparte na matrycy borokrzemianowej stanowią interesujący materiał do zastosowań optoelektronicznych z uwagi na zdolność do tworzenia transparentnych materiałów szkło-krystalicznych, zawierających nanokrystaliczną fazę niskofononową. Na podstawie dotychczas przeprowadzonych badań, dotyczących otrzymywania fazy LaF3 w szkle, podjęto badania nad możliwością otrzymania fazy fluorkowej w oparciu o gadolin. W ramach eksperymentu wytopiono serię szkieł z układu SiO2-B2O3-Na2O-NaF-Gd2O3-BaF2. Wytworzone szkła poddano badaniom w celu określenia wpływu składu chemicznego na trwałość termiczną, proces ceramizacji oraz powstawanie w materiale fluorkowych faz krystalicznych.

EN

Oxyfluoride glasses, based on borosilicate matrix, constitute an interesting material for optoelectronic applications due to their ability to form transparent glass-ceramic materials with a nancrystalline, low phonon phase. Based on the previously performed research on the formation of LaF3 in the glass the possibility of obtaining gadolinium based fluorine phase in a glassy matrix was studied. In this experiment, a series of glass in the SiO2-B2O3-Na2O-NaF-Gd2O3-BaF2 system was obtained. The glasses were analysed using DTA/DSC, XRD, FT-IR, and transmittance methods to determine the influence of chemical compound on thermal stability, ceramization process and formation of fluoride crystalline phases.

10

Szkła bioaktywne w inżynierii tkankowej

Dziadek M., Pawlik J., Cholewa-Kowalska K.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2014

|

Vol. 20, nr 3

156--165

PL

Ceramika jest materiałem implantacyjnym powszechnie stosowanym w ortopedii oraz stomatologii. W ostatnich latach szczególną uwagę zwrócono na wykorzystanie materiałów bioaktywnych, do których należą między innymi bioaktywne szkła i szkło-ceramika. W obszarze kontaktu mają one zdolność wywołania specyficznej odpowiedzi biologicznej, która prowadzi do tworzenia trwałego wiązania pomiędzy tkanką i materiałem. Bioaktywność szkieł w dużej mierze zależy od ich składu chemicznego, procesu wytwarzania (proces wysokotemperaturowy lub zol-żel) oraz obróbki termicznej. Uwalniane z powierzchni szkła jony mogą wpływać na odpowiedź wewnątrz- i zewnątrzkomórkową. Jednoczesne aktywowanie odpowiednich genów osteoblastów prowadzi do ich proliferacji oraz produkcji macierzy zewnątrzkomórkowej. W opracowaniu przedstawiono podział ceramiki ze względu na sposób oddziaływania z tkankami, opisano mechanizm bioaktywności szkieł w kontakcie z płynem fizjologicznym, a także możliwości badania tego zjawiska w warunkach in vitro. Ponadto, dokonano porównania właściwości bioaktywnych szkieł wytwarzanych tradycyjną metodą topienia oraz metodą zol-żel.

EN

Ceramic materials are widely used in a variety of orthopaedic and dental applications. Over the last few years considerable attention has been directed towards the use of bioactive materials i.e. bioactive glasses and glass-ceramics. They have the ability to elicit a specific biological response at the interface of the material, which results in the formation of a bond between the tissues and the material. Bioactivity of glass mainly depends on the chemical composition, manufacturing process (melt and sol-gel derived glasses) and thermal treatment. The ions released from the glass surface can induce extracellular and intracellular response. Simultaneous activation of the numerous genes leads to proliferation of osteoblasts and expression of extracellular matrix components. The classification of ceramic materials based on the type of material-tissue interaction, the mechanism of glass bioactivity in physiological media, and the possibility of investigation of this phenomenon were presented. Furthermore, the properties comparison of melt-derived glasses and sol-gel-derived glasses was carried out.

11

Application of vitrification method for the disposal of municipal sewage sludge

Borowski G.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 1

575--583

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań dotyczące utylizacji odpadów z wykorzystaniem metody zeszklenia. Badana mieszanka odpadów składała się z dosuszonych i rozdrobnionych komunalnych osadów ściekowych w udziale masowym ok. 42%, a pozostałą część stanowiły popioły lotne ze spalania węgla, rozdrobniona stłuczka szkła oraz cement jako spoiwo. Mieszankę aglomerowano w stemplowej prasie hydraulicznej uzyskując brykiety o walcowym kształcie, które następnie nagrzewano w piecu komorowym oraz schłodzono w wodzie. Uzyskane zeszklone wyroby poddano testom badawczym wytrzymałości mechanicznej, mrozoodporności, nasiąkliwości oraz wymywalności związków metali ciężkich. Ich wytrzymałość była wystarczająca pod względem spełnienia wymagań stawianych materiałom przeznaczonym na podbudowy utwardzonych nawierzchni drogowych. Wyniki pomiarów mrozoodporności i nasiąkliwości potwierdziły dobrą odporność na zmienne warunki atmosferyczne. Nie stwierdzono zagrożenia migracji substancji niebezpiecznych zawartych w odpadach oraz wypłukiwania metali ciężkich do środowiska. Zastosowanie zeszklenia brykietów zawierających osady ściekowe umożliwiło zatem uzyskanie produktów bezpiecznych dla środowiska, które mogą być stosowane jako materiał budowlany.

12

Heavy metal glasses and transparent glass-ceramics: preparation, local structure and optical properties

Pisarska J., Goryczka T., Zur L., Pisarski W. A.

Optica Applicata

|

2012

|

Vol. 42, nr 2

381-386

EN

Heavy metal oxide and oxyfluoride lead silicate glasses doped with rare-earth ions were prepared. Next, they were heat treated in order to obtain transparent glass-ceramics. The rare-earths as optically active ions were limited to trivalent Eu3+ and Dy3+. Correlation between the local structure and the luminescence properties of Eu3+ and Dy3+ ions in the studied glass and glass-ceramic systems was examined using X-ray diffraction, FT-IR and optical measurements. Especially, the ratio of integrated emission intensity of the 5D0-7F2 transition to that of the 5D0-7F1 transition of Eu3+, defined as the luminescence intensity ratio R (Eu3+) as well as the ratio of integrated emission intensity of the 4F9/2-6H13/2 transition to that of the 4F9/2-6H15/2 transition of Dy3+, defined as the luminescence intensity ratio Y/B (Dy3+), have been analyzed in details. Their values are reduced due to part incorporation of rare-earth ions into cubic ?-PbF2 crystalline phase. The excitation and luminescence spectra of rare-earth ions in glass samples before and after heat treatment are presented and discussed in relation to potential application in optoelectronics.

13

Szkło-ceramika jako materiał przyszłości

Łączka K., Cholewa-Kowalska K., Wasylak J.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 3

400-404

PL

Efektywny sposób wzmocnienia szkła odbywa się poprzez kierowaną krystalizację, dzięki której otrzymuje się tworzywa szkło-ceramiczne bardziej wytrzymałe pod względem mechanicznym, chemicznym i termicznym od samego szkła. Proces krystalizacji polega na odpowiedniej obróbce termicznej w temperaturach pomiędzy temperaturą transformacji szkła a temperaturą likwidusu. W niniejszej pracy badania zostały ukierunkowane na otrzymanie tworzyw szkło-ceramicznych w układzie Li2O-Al2O3-SiO2 w postaci materiałów prawie przezroczystych (nano-szkło-ceramika), przeświecających i nieprzezroczystych. Stwarza to szerokie możliwości aplikacyjne dla takich wyrobów od zastosowania w budownictwie i gospodarstwie domowym, poprzez zastosowanie w rekonstrukcyjnej stomatologii estetycznej, aż do różnych, wytrzymałych mechanicznie, termicznie i chemicznie elementów urządzeń technicznych. Opracowano składy chemiczne szkieł wyjściowych o różnym stosunku podstawowych składników Li2O/Al2O3 i różnej zawartości krzemionki SiO2. W przypadku wytopionych szkieł przeprowadzono badania termiczne DTA i na tej podstawie wyznaczono parametry krystalizacji. Po przeprowadzeniu kierowanej krystalizacji scharakteryzowano otrzymane produkty pod względem składu fazowego i mikrostruktury. Stwierdzono, że głównymi fazami krystalizującymi w tworzywie jest dwu-krzemian litu Li2Si2O5 i glino-krzemiany litu. Wyznaczono zakresy temperaturowe, w których otrzymuje się tworzywa przezroczyste, prześwięcające i nieprzejrzyste i określono dla nich wytrzymałość mechaniczną oraz współczynniki rozszerzalności liniowej.

EN

An effective way to strengthen glass runs through the directed crystallization which yields glass-ceramics more durable in terms of mechanical, chemical and thermal properties than the original glass. The process of crystallization is composed of an appropriate heat treatment at temperatures between the glass transition and liquidus temperatures typically ranging from about 500 °C to about 1000 °C. In this paper, studies were directed to obtain nearly transparent (nano-glass-ceramics), translucent and opaque glass-ceramic materials in the Li2O-Al2O3-SiO2 system. This creates a wide range of possibilities for application of the products, starting from the construction industry and households, through the use in reconstructive cosmetic dentistry to various thermally and chemically resistant items of technical equipment. Chemical compositions of glasses have been developed with a varying output ratio of primary Li2O/Al2O3 ingredients and a different content of silica. Lenses were subjected to DTA thermal studies, and on this basis the parameters of crystallization were determined. After the directed crystallization, the resultant products were characterized in terms of phase composition and microstructure. It was found that two-Li2Si2O5 lithium silicate and lithium aluminosilicates are the main phases that crystallize in the material. Temperature ranges required to obtain the transparent, translucent and opaque glass-ceramic materials were determined. Mechanical strength and thermal expansion coefficients of these materials were measured.

14

Surowce odpadowe jako nukleatory krystalizacji stłuczki kineskopowej

Reben M., Wasylak J., Lisiecki M., Kuciński G., Kosmal M.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 3

405-410

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę surowców odpadowych użytych jako nukleatory krystalizacji kineskopowej stłuczki szklanej. Do wytopu szkieł przygotowano zestawy stłuczki kineskopowej z różnymi rodzajami surowców odpadowych, tj. calsiglass, żużel wielkopiecowy i popiół fluidalny. Rodzaj przemian fazowych zachodzących w trakcie ogrzewania szkieł określono przy pomocy metody DTA. Celem wytworzenia materiałów typu szkło-ceramika szkła poddano obróbce termicznej w temperaturze krystalizacji. Materiały szkło-ceramiczne wytworzono również na drodze spiekania przygotowanych zestawów stłuczki kineskopowej z gresem i kaolinem. Rodzaj powstałych faz krystalicznych określono przy pomocy metod XRD i SEM. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono wpływ składu chemicznego surowców odpadowych na przemiany fizykochemiczne zachodzące w trakcie ogrzewania szkieł.

EN

The paper presents the characteristics of waste materials used as nucleating agents for crystallization of kinescope glass cullet. Glass batches containing kinescope glass cullet added with different kind of raw materials such as calsiglass, GGBF slag and FBC fly ash were prepared. Types of phase transformations that occur during heating each glass were determined by the DTA method. Glass-ceramics materials were prepared by thermal treatment of glasses at the crystallization temperature. Furthermore a series of sintered glass-ceramics was obtained from the batches containing the kinescope glass cullet mixed with Gres Porcellanato and kaolin clay, respectively. Crystalline phases were identified by XRD and SEM methods. The obtained results showed the influence of chemical composition of raw materials on physico-chemical changes occurring upon heating of glass.

15

Otrzymywanie tworzyw szklano-krystalicznych na bazie rudy perlitu i odpadów perlitu ekspandowanego

Żelazowska E., Pichniarczyk P., Sacha S., Zawiła J., Rybicka-Łada J., Marczewska A.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 3

411-416

PL

Perlit ekspandowany jest jednym z surowców, na bazie którego możliwe jest uzyskanie nowych materiałów mogących mieć szerokie zastosowanie w branży materiałów budowlanych. Podczas procesu ekspandacji rudy perlitowej powstaje również pył perlitowy o uziarnieniu < 0,1 mm, który nie znajdując szerszego zastosowania stanowi uciążliwy odpad. Celem niniejszej pracy było opracowanie na bazie rudy perlitowej i odpadowego pyłu perlitowego nowych produktów przydatnych dla budownictwa, w tym zwłaszcza materiałów o charakterze lekkich tworzyw szklano-krystalicznych. Opracowane produkty i rozwiązania technologiczne w istotny sposób poszerzają zakres i możliwości zastosowań rudy perlitu dla budownictwa i poprzez zagospodarowanie odpadów przyczyniają się do ochrony środowiska naturalnego.

EN

Expanded perlite belongs to raw materials that can be used to obtain new materials for potential broad applications in the building materials branch. Perlite dust with a particle size of < 0,1 mm is produced during expanding perlite ore. It has no extensive applications and becomes an arduous waste material. The aim of this work was to develop new products basing on perlite ore and waste perlite dust, showing properties of light weight glass-ceramics, that would be useful for the building industry. The evolved products and technologies significantly broaden the range and possibilities of perlite ore applications in the building industry, and contribute to the protection of natural environment through the perlite waste management.

16

Ceramika fosforanowa w immobilizacji odpadów radioaktywnych - przegląd literaturowy

Stoch P., Ciecińska M.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 4

438-442

PL

Przemysł jądrowy generuje pewne ilości odpadów zanieczyszczonych pierwiastkami promieniotwórczymi. Wymagają one unieszkodliwiania przez immobilizację zawartych w nich pierwiastków radioaktywnych i toksycznych, co pozwala następnie na ich bezpieczne składowanie w składowiskach podziemnych. Obecnie immobilizację pierwiastków niebezpiecznych dokonuje się przez ich zamykanie w strukturze materiałów odpornych na czynniki zewnętrzne, którymi zwykle są materiały ceramiczne. Do zabezpieczania odpadów radioaktywnych, w Unii Europejskiej i na świecie, stosowane są szkła borokrzemianowe z układu SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O, które nadają się w bardzo ograniczonym zakresie do immobilizacji, często występujących w odpadach, soli (chlorki, siarczany) oraz pierwiastków metalicznych. Pojawił się ostatnio światowy trend, aby odpady takie zamykać w strukturze szkieł fosforanowych opartych na fosforanach żelaza i glinu, jako składnikach więźbotwórczych, i alkaliach, jako modyfikatorach więźby, z układów P2O5-FeO(Fe2O3)-Al2O3-R2O. Powstały również metody wprowadzania pierwiastków radioaktywnych do struktury krystalicznej substancji mineralnych drogą spiekania ich z odpadami. Pojawiła się również koncepcja zamykania odpadów w materiałach szkło-ceramicznych, w których składniki trudno rozpuszczalne w szkle zamykane są w fazie krystalicznej, a ta z kolei umieszczana jest w szklistej matrycy. Procesy te bywają określane ogólnie jako ceramizacja odpadów radioaktywnych. W pracy dokonano przeglądu stosowanych na świecie metod immobilizacji odpadów radioaktywnych przy wykorzystaniu ceramiki fosforanowej.

EN

Nuclear industry creates same quantities of wastes polluted with radionuclids. The wastes require to be neutralized by immobilization of the included radio and toxic elements, which allows to deposit them safely in geological repositories. Nowadays harmful elements are secured by closing them in ceramic structures that are proof for external factors. To immobilize nuclear waste in the UE and in the world, borosilicate glasses of SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O type are used. They can be used only in a limited way to immobilize wastes containing salts (e.g., chlorides, sulphates) and metallic elements. Such the wastes are trendy closed in a phosphate glass structure which is build of iron and alumina phosphates as network formers and alkalis as network modifiers. There were also investigated the methods of incorporation of radioactive elements into the crystal structure of minerals by sintering. An idea also appeared to immobilize nuclear wastes in glass-ceramic materials in that the elements of limited solubility in glass are closed in crystal phases that are placed in a glassy matrix. All of those processes are often called as the ceramization of radioactive wastes. In the work, a review of worldwide used methods of radioactive waste immobilization with phosphate ceramics is done.

17

Influence of turbine blade geometry on thickness of TBCs deposited by VPA and PS-PVD methods

Góral M, Sieniawski J., Pytel M., Masłyk M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2012

|

Vol. 54, nr 1

22-28

EN

Purpose: The authors presented in the article the influence of the jet engine turbine blade profile on the thickness and microstructure of thermal barrier coatings. Design/methodology/approach: The assessment of model blade made of ZS6K alloy used in the first stage of the turbine engine was performed. The diffusion aluminide coating as well as the thermal barrier coating were deposited on the blade surface with a use of the out of pack method. The zirconia stabilized by yttrium oxide coating was deposited by PS-PVD method The research was performed with a use of light- and scanning microscopy. Findings: It has been proven, that the thickest coating was found on the leading edge and trailing edge of the blade. In those places the coating thickness was approx. 20-30% larger than in the other areas on turbine blade. Research limitations/implications: The research was performed with a use of light- and scanning microscopy. Practical implications: The obtained results indicate that it is possible to create the thermal barrier coating by PS-PVD process on the first stage turbine blades of the aircraft engine. It indicates the possibility of application of this process in the industrial practice. Originality/value: The new method for TBC coating production were used.

18

Materiały szkło-ceramika na bazie InF3

Ślęzok M.

Szkło i Ceramika

|

2011

|

R. 62, nr 2

17-21

PL

Materiały typu szkło-ceramika łączą w sobie zalety ośrodka szklistego oraz cechy ośrodka krystalicznego. W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu opracowanie na bazie InF3 materiałów typu szkło-ceramika, zawierających w ich fazach krystalicznych pierwiastki aktywne (Pr (sup)+3 i Tm (sup)+3) o właściwościach pozwalających na użycie tych nowych produktów do budowy elementów optoelektronicznych. Określono technologiczne warunki tworzenia się faz krystalicznych, a także wyznaczono luminescencyjne charakterystyki powstałych materiałów.

EN

The glass-ceramic materials combine advantages of both vitreous centre and crystalline centre in which the environment of optically active element's ion is structurally organized. The aim of the research was to gain transparent glass-ceramic materials based on lnF3 with increased concentration of active elements (Pr (sup)+3 and Tm (sup)+3) in crystalline phase. The properties of obtained materials show that is possible to use them in optoelectronics. The technological conditions of crystallization are described. The luminescence characteristics of obtained materials are showed.

19

Amorficzno-krystaliczne materiały spiekane otrzymane na bazie drobnofrakcyjnych surowców odpadowych

Zawada A., Przerada I.

Szkło i Ceramika

|

2011

|

R. 62, nr 1

36-41

PL

W obecnych czasach ochronie środowiska poświęca się bardzo dużo uwagi. W krajach Unii Europejskiej, każdy zakład przemysłowy, w którym powstają odpady poprodukcyjne, zobowiązany jest do opracowania sposobu ich utylizacji. Dużym zagrożeniem dla naszego środowiska naturalnego stały się odpady komunalne. W większych miastach likwidację odpadów przeprowadza się w spalarniach, dzięki temu uzyskuje się zmniejszenie ich początkowej objętości o kilkadziesiąt procent. W procesie wysokotemperaturowym tworzenia szkła, zawarte w żużlu toksyczne pierwiastki, zostają mocno związane w strukturze szkła i dzięki temu nie są już szkodliwe dla środowiska. W pracy przedstawiono koncepcję przeprowadzenia żużla ze spalarni odpadów komunalnych z udziałem drobnofrakcyjnej stłuczki szklanej w materiał szklano-krystaliczny oraz wstępnie oceniono wybrane właściwości tak powstałego produktu.

EN

Nowadays, environmental protection is given to a lot of attention. In the European Union, any industrial plant in which they arise post-production waste is required to develop a method of disposal. A major threat to our environment has become a waste. In larger cities, the decommissioning of waste incinerators is carried out, thus obtained reduced their initial volume by tens of percents. In the process of creating high-temperature glass, the slag contained toxic elements are closely related to the structure of glass and thus are no longer harmful to the environment. The paper presents the concept of carrying out the slag from municipal waste incinerator with the participation of small fractional cullet in the glass-crystalline material and preselected properties were evaluated as the resultant product.

20

Szkła dla immobilizacji odpadów radioaktywnych

Ciecińska M.

Szkło i Ceramika

|

2010

|

R. 61, nr 1

16-20

PL

Witryfikacja to obecnie najskuteczniejsza metoda immobilizacji odpadów radioaktywnych. Polega ona na zamykaniu pierwiastków szkodliwych w strukturze szkła. Przedmiot badań stanowią szkła z układów SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O oraz SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O-CaO do unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych. Jako modelowy odpad radioaktywny zastosowano cez. Przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości szkieł. Określono wpływ składu chemicznego, a szczególnie cezu na właściwości termiczne i odporność hydrolityczną szkieł. Łatwe wbudowywanie się cezu w strukturę testowanych szkieł umożliwia jego trwałe zamknięcie w matrycy szklistej.

EN

Vitrification is the most effective method for nuclear waste immobilization. Toxic elements are incorporated into glass structure. Glasses from the SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O and SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O-CaO systems for radioactive waste immobilization were studied. Cesium were used to simulate radioactive waste. Results of selected glass properties were presented. Changes of chemical composition especially cesium on thermal properties and hydrolytic resistance were obtained. Easy incorporation of cesium into the glass structure of the investigated glasses enables their stable encapsulation in glass matrix.