Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of high-energy milling parameters on the synthesis of single-phase yttrium aluminium perovskite (YAP)

Smoleń Jakub, Michalik Daniel, Plewa Julian, Pawlik Tomasz

Materiały Ceramiczne

|

2020

|

T. 72, nr 4

235--246

EN

Yttrium aluminium perovskite with the formula YAlO3 (YAP) is one of the three oxides that occur in the Al2O3-Y2O3 system; YAM and YAG are stable coexisting phases of this system. YAP single crystals are known to be used as optical materials due to their favourable properties, especially when they are doped with rare earth or transition metal ions. The preparation of a monophase yttrium aluminium perovskite is a difficult task as the solid phase synthe- sis method leads to the formation of coexisting phases. High-energy milling is the most effective way to obtain a homogeneous mixture of yttrium and aluminium oxide powders (YAP precursors). In this work, different types of homogenization were compared and then the optimal parameters (rotational speed, milling ball size, milling time) influencing the phase composition and morphology of the product after synthesis were established. The X-ray diffraction (XRD) technique was used to study the phase composition and the morphology was characterized using a scanning electron microscope. The obtained results proved that the method of energy supply to the milled system has a significant impact on the course of synthesis and the morphology of the sintered product.

PL

Perowskit itrowo-glinowy o wzorze YAlO3 (YAP) jest jednym z trzech tlenków występujących w układzie Al2O3-Y2O3; YAM i YAG to współistniejące stabilne fazy tego układu. Wiadomo, że monokryształy YAP są stosowane jako materiały optyczne ze względu na ich korzystne właściwości, zwłaszcza gdy są domieszkowane jonami pierwiastków ziem rzadkich lub metali przejściowych. Przygotowanie jednofazowego perowskitu itrowo-glinowego jest trudnym zadaniem, ponieważ metoda syntezy w fazie stałej prowadzi do powstania faz współistniejących. Najbardziej efektywnym sposobem otrzymywania homogenicznej mieszaniny proszków tlenków itru i glinu (prekursorów YAP) jest mielenie wysokoenergetyczne. W pracy porównano różne rodzaje homogenizacji, a następnie ustalono optymalne parametry (prędkość obrotowa, wielkość mielników, czas mielenia) wpływające na skład fazowy i morfologię produktu po syntezie. Do badania składu fazowego wykorzystano technikę dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), a morfologię scharakteryzowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Uzyskane wyniki dowiodły, że sposób dostarczania energii do mielonego układu ma istotny wpływ na przebieg syntezy i morfologię spiekanego produktu.

2

Mechanochemical Reduction of Synthetic Sulphidic Copper-Bearing Minerals in an Industrial Scale

Tesinsky Matej, Balaz Matej, Rajnak Michal, Kanuchova Maria, Balaz Peter

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1

135--140

EN

In this paper the mechanochemical reduction of binary sulphides chalcocite (Cu2S) and covellite (CuS) by elemental iron were investigated. The composition and properties of nano-powders prepared by high-energy milling were analyzed by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and magnetic measurements. The XRD results showed that in case of chalcocite Cu2S the reaction takes place until 360 minutes, as no elemental iron, could be identified afterwards. In case of covellite CuS, after 480 minutes of mechanochemical reduction, a significant amount of non-reacted elemental iron could still be observed. The investigation of magnetic properties reveals significant decrease of saturation magnetization as a result of milling. XPS results showed a significant surface oxidation in both systems. Unlike the conventional high-temperature reduction of chalcocite and covellite, the mechanochemical reduction is fast and ambient temperature and atmospheric pressure are sufficient for its propagation.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad mechaniczno-chemiczną redukcję dwusiarczkowych chalkozynów (Cu2S) i kowelinu (CuS) przez żelazo pierwiastkowe. Skład i właściwości nanoproszków wytworzonych przez mielenie wysokoenergetyczne analizowano metodą dyfrakcji rentgenowskiej, rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej i pomiarów magnetycznych. Wyniki XRD wykazały, że w przypadku chalkozynu Cu2S reakcja zachodzi do 360 minut, ponieważ później nie można zidentyfikować żelaza pierwiastkowego. W przypadku kowelinu CuS, po 480 minutach redukcji mechaniczno-chemicznej, można było zaobserwować znaczną ilość nieprzereagowanego żelaza pierwiastkowego. Badanie właściwości magnetycznych ujawnia znaczne zmniejszenie podatności magnetycznej w wyniku rozdrabniania. Wyniki XPS wykazały znaczne utlenienie powierzchni w obu przypadkach. W przeciwieństwie do konwencjonalnej wysokotemperaturowej redukcji chalkozynu i kowelinu, redukcja mechano-chemiczna jest szybka, a temperatura otoczenia i ciśnienie atmosferyczne są wystarczające do jej propagacji.

3

Aspekty mikrostrukturalne mielenia wysokoenergetycznego materiałów azbestowo-cementowych

Iwaszko J., Przerada I., Zawada A.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 2

84--89

PL

Głównym celem pracy była ocena zmian mikrostrukturalnych wywołanych w materiałach azbestowo-cementowych zabiegiem mielenia wysokoenergetycznego. Materiał azbestowo-cementowy w postaci fragmentu płyty eternitowej, wykorzystywanej na pokrycia dachów, poddano mieleniu wysokoenergetycznemu w młynku planetarnym z zastosowaniem stałej prędkości obrotowej 650 obr./min. Czas mielenia był zmienny i wynosił od 1 do 3 godzin. W wyniku mielenia uzyskano proszek o średniej średnicy cząstek 2 μm. Materiał badawczy przed i po mieleniu został poddany porównawczej analizie mikrostrukturalnej z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizie składu fazowego. Przeprowadzone badania ujawniły znaczące zmiany w mikrostrukturze materiału. Stwierdzono, że obróbka materiałów azbestowo-cementowych realizowana metodą mielenia wysokoenergetycznego prowadzi do amorfizacji chryzotylu i całkowitego zaniku budowy włóknistej tej fazy. Wyniki badań dowodzą, że metoda mielenia wysokoenergetycznego może być z powodzeniem wykorzystana w procesie utylizacji odpadów azbestowo-cementowych. W pracy naświetlono ponadto aktualną sytuację w zakresie recyklingu odpadów azbestowych i eliminowania zagrożeń, wynikających z użytkowania wyrobów zawierających azbest.

EN

The assessment of microstructural changes caused by the high-energy milling of asbestos-cement materials was the main aim of the study. The asbestos-cement material in the form of a fragment of an asbestos-cement sheet was subjected to high-energy milling in a planetary mill at a constant rotational speed of 650 rpm. The milling time ranged from 1 to 3 hours. Powder with particles on average 2 μm in diameter was obtained as a result of the milling. The research material before and after milling was subjected to comparative microstructural analysis using optical microscopy and scanning electron microscopy as well as X-ray analysis of the phase composition. The investigations revealed substantial changes in the microstructure of the material. It has been found that the treatment of asbestos-cement materials using the high-energy milling results in the amorphisation of chrysotile and the complete disappearance of the fibrous structure of this phase. The results of the examinations prove that the method of high-energy milling can be successfully used in the process of asbestos-cement waste disposal. Moreover, the current situation has been presented in the context of asbestos waste recycling and the elimination of hazards, resulting from the use of products containing asbestos.

4

Understanding the Oxide Dispersion Behavior of Yttria in Metal Matrix of MA956 Alloy through High-Energy Milling and Hot Press Sintering

Swain B., Han D., Kim G.-H., Kong M.-S., Ahn B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2B

1377--1381

EN

MA956 (Fe-Cr-Al) alloy powder was high-energy ball milled with various amount of yttria contents (1,2,3, and 4 wt.%) to fabricate an oxide dispersion strengthened alloy. The milled powders were then consolidated using hot press sintering at 1150°C. The surface morphology and crystal structure of MA956 powder during the high-energy milling depending on the yttria contents was investigated using particle size analysis, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The microstructural analysis of sintered alloy was performed using transmission electron microscopy and energy dispersive spectroscopy to evaluate the dispersion behavior of yttrium oxide. The results showed that, as yttria contents increased, the oxide particles became finer and are uniformly distributed during the high-energy milling. However, after the sintering, the oxide particles were coarsened with more than 3 wt.% of yttria addition.

5

Microstructure And Thermoelectric Properties Of TAGS-90 Compounds Fabricated By Mechanical Milling Process

Kim H.-S., Babu M., Hong S.-J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2B

1231--1234

EN

TAGS-90 compound powder was directly prepared from the elements by high-energy ball milling (HEBM) and subsequently consolidated by a spark plasma sintering (SPS). Effect of milling time on the microstructure and thermoelectric properties of the samples were investigated. The particle size of fabricated powders were decreased with increasing milling time, finally fine particles with ~1μm size was obtained at 90 min. The SPS samples exhibited higher relative densities (>99%) with fine grain size. X-ray diffraction analysis (XRD) and energy dispersion analysis (EDS) results revealed that all the samples were single phase of GeTe with exact composition. The electrical conductivity of samples were decreased with milling time, whereas Seebeck coefficient increased over the temperature range of RT~450°C. The highest power factor was 1.12×10-3 W/mK2 obtained for the sample with 90 min milling at 450°C.

6

High-energy milling as a method for obtaining tetragonal form of PbO

Staszewski M., Myczkowski Z., Bilewska K., Sosiński R., Lis M., Czepelak M., Kołacz D.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2012

|

Vol. 52, nr 1

39--46

EN

Purpose: The aim of this work was to verify the usefulness of high-energy milling, using electromagnetic mill, as a method for obtaining tetragonal (red) form of PbO, alternative to standard methods. Design/methodology/approach: Experiments were held to compare samples of the yellow form of PbO after milling in electromagnetic mill with the ones milled in high-energy planetary ball mill as a function of grinding medium (sticks or balls) to powder mass ratio, milling duration and instrumental conditions. Findings: Quantitative X-ray diffraction and analysis of granulation of mill products were applied. The characteristics of structural transitions of studied powder depending on milling conditions were defined. Practical implications: Utilization of electromagnetic mills was found to be suitable for milling of PbO. The speed and unit price of this process assure competitiveness of the method to standard methods. Tested method of high-energy milling assures possibility to supply, in certain conditions, good product. Obtained product may be used for manufacturing of minium. Originality/value: Optimum conditions of milling process and milling limitations were determined. Suggestions regarding optimization of mill construction were presented.

7

Możliwości wytwarzania zaawansowanej elektroceramiki na bazie tytanianu baru metodą mechanochemiczną

Dulian P., Wieczorek-Ciurowa K., Bąk W., Kajtoch C.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2012

|

R. 109, z. 9-M

57--65

PL

W artykule przedstawiono mechanochemiczną syntezę jako alternatywną w stosunku do tradycyjnych, wysokotemperaturowych metod wytwarzania zaawansowanych ceramicznych materiałów elektrotechnicznych o strukturze perowskitu. Wykazano, iż mechanochemiczna synteza jest również skuteczną metodą modyfikacji właściwości BaTiO3 poprzez substytucyjne podstawienie obcych jonów. Określono również właściwości otrzymanych roztworów stałych.

EN

This paper considers mechanochemical synthesis as an alternative to the conventional, hightemperature method of manufacturing advanced electrical ceramic materials with a perovskite structure. Mechanochemical synthesis is also presented as an effective method for modifying the properties of BaTiO3 by substitution of foreign ions, and the effect of such substitution on the properties of the solid solutions is also discussed.

8

Hydrogen storage alloys prepared by high-energy milling

Staszewski M., Sierczyńska A., Kamińska M., Osadnik M., Czepelak M., Swoboda P.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 44, nr 2

154--160

EN

Purpose: The aim of this work was to investigate an efficiency of high-energy milling, as a method to obtain hydrogen storage alloys with good properties. Design/methodology/approach: Two classes of the alloys were studied: AB2 type with atomic composition of (Ti0.5 Zr0.5)(V0.68 Mn0.68 Cr0.34 Ni0.7) and AB5 type with atomic composition of (Ce0.63 La0.37)(Ni3.55 Al0.3 Mn0.4 Co0.75).The materials were prepared by arc melting and initially pulverized and afterwards subjected to wet milling process in a planetary mill. Findings Both initially obtained alloys had proper, single phase structure of hexagonal symmetry. However their elemental composition was greatly inhomogeneous. High-energy milling causes both homogenization of the composition and severe fragmentation of the powder particles, which after milling have mean diameter of about 3 μm (AB2 alloy) and below 2 μm (AB5 alloy). The morphology of obtained powders reveals that they tend to form agglomerates consisting of large number of crystallites. Mean crystallite sizes after milling are of about 4.5 nm and of 20 nm, respectively. The specific surface of the powders, measured using BET method, equals 8.74 m2 /g and 2.70 m2 /g, respectively. Research limitations/implications The results provide the information on the possibility of obtaining hydrogen storage alloys by high-energy milling and on the transformations taking place as a result of this process. Practical implications: The obtained powders can be used to produce the elements of hydrogen-nickel batteries and fuel cells, providing improved properties; especially extreme rise of the specific surface of the hydrogen storage material, in compare to the standard methods.

9

Parametry reologiczne wodnych zawiesin kaolinu KOC

Partyka J., Wodnicka K., Wójcik Ł.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 2

197-202

PL

Wodne zawiesiny mas ceramicznych występują we wszystkich technologiach ceramiki szlachetnej oraz w większości technologii ceramiki technicznej. Możliwość uzyskiwania stabilnych reologicznie zawiesin wynika z właściwości układu: minerał ilasty – woda. Umiejętność regulacji lepkości, tiksotropii i gęstości przez stosowanie reologicznych substancji pomocniczych stwarza szerokie możliwości dostosowywania parametrów mas lejnych do wymagań procesu wytwórczego. Od kilku lat, coraz szersze zastosowanie w technologiach przygotowania mas znajdują nowe wysokoenergetyczne techniki mielenia, co stawia nowe wymagania surowcom i parametrom reżimu technologicznego. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań właściwości reologicznych w funkcji uziarnienia wodnej zawiesiny kaolinu KOC poddanego procesowi wysokoenergetycznego mielenia przy użyciu młynka MicroCer Netzsch GmbH.

EN

Water suspended bodies are present in all technologies of fine ceramics and in majority of cases of technical ceramics. The rheologically stable suspensions result from unique properties of the clayey mineral - water system. In connection with technological skills of the regulation of viscosity, tixothropy and density by the usage of rheological auxiliaries (fluidizers, plasticizers, stabilizers, preservants etc), there is wide range of opportunities to adjust the rheological parameters of ceramic powder suspensions to requirements of the manufacturing process. Since a few years, the high - energy milling techniques are widely used in technologies of preparing the bodies. In the paper, the results of research into the rheological parameters as a function of grain size are shown, related to the kaolin KOC after a high energy milling process, using MicroCer Ball Mill.